Relé eletromecânico: o antecessor do CLP

Por muitos anos, um dispositivo eletromecânico conhecido como relé (Figura 1) dominou a automação de processos do tipo discreto. De construção simples e fácil manipulação, ele foi (e ainda é) muito utilizado em diversas atividades no meio industrial, desde o acionamento de máquinas elétricas, até a implementação de processos sequenciais mais elaborados. Sem ele, a indústria não teria avançado tão significativamente como avançou e possivelmente ainda estaria presa a técnicas rudimentares de produção. Apesar do seu belo histórico, o relé apresenta alguns problemas na linha de produção. Composto por partes mecânicas móveis, o seu desgaste prematuro é inevitável. Em fábricas de cimento, por exemplo, a poeira está sempre presente e com o tempo provocava falhas em dispositivos como o relé. Além disso, a complexidade de muitas aplicações industriais exige a instalação de painéis metálicos com dezenas ou centenas de relés, gerando aquecimento e produzindo uma quantidade enorme de fios e conexões. Por isso, é muito complicado realizar modificações em um sistema com a presença de muitos relés.

Para exemplificar essa dificuldade, imagine que uma pessoa deseja mudar a posição de algumas tomadas em casa. O primeiro passo seria desligar a chave geral da residência, o que não é muito agradável nos dias de hoje, pois vários eletrodomésticos seriam desligados. Chato, né? Se a fiação for aparente, ou seja, instalada sobre as paredes, a reconfiguração é mais simples e menos demorada. Porém, se a fiação for interna, o proprietário vai ter uma pequena dor de cabeça, pois algumas paredes serão quebradas para se ter acesso à fiação. O grau de dificuldade dessa manutenção é semelhante ao apresentado pela reconfiguração de relés numa indústria de grande porte. Além de paralisar a produção (gerando perda de receita), é preciso lidar com uma quantidade significativa de fios e conexões. A documentação com a descrição de todas as ligações e conexões do sistema deve estar bem atualizada e ser de fácil acesso. Caso contrário, a identificação dos relés pode se tornar um pesadelo, aumentando ainda mais o tempo de parada e os gastos com a manutenção. Por fim, os relés apresentam um alto consumo de energia e devem ser evitados em ambientes com a presença de gases inflamáveis, pois o seu funcionamento pode produzir faíscas.

O principal elemento interno do relé corresponde à sua bobina, responsável por abrir ou fechar os contatos principais e auxiliares desse dispositivo. Considere o esquema da Figura 2. Quando alimentada, a bobina cria um campo magnético (semelhante ao de um imã) que atraí um elemento metálico chamado de armadura. Este, por sua vez, ao se movimentar, conecta o terminal comum (C) a um dos terminais de saída do relé. Se o contato estiver naturalmente ligado ao terminal C (ou seja, sem a alimentação da bobina), o contato é chamado de NF (Normalmente Fechado). Caso contrário, ele é chamado de NA (Normalmente Aberto). Ao cessar a alimentação, a armadura volta à sua posição inicial pela ação de uma mola. Note que não existe conexão entre o circuito da bobina e o circuito que vai ser conectado aos terminais C, NA e NF. Dessa forma, é possível separar os circuitos de comando (baixa potência) dos circuitos de alimentação de carga (alta potência).