AI-3 1 - Comandos baseados em lógica de contato

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Comandos baseados em lógica de contatos
Automação Industrial - 2021.3
Prof. Ilan Sousa Correa
Universidade Federal do Pará (UFPA)
Instituto de Tecnologia (ITEC)
Faculdade de Eng. da Computação e Telecomunicações (FCT)
Comandos baseados em lógica de contatos
Simbologia de sensores e atuadores; Lógica baseada em contatos; 
Temporizadores
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UFPA/ITEC/FCT
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Comandos baseados em lógica de contatos
Simbologia de sensores e atuadores
● Principais componentes eletromecânicos: chave liga-desliga, chave botoeira, chave seletora, chave 
automática acionada por variável de processo (termostato, pressostato, nível, vazão, posição), relé, válvula, 
solenóide e disjuntor
● Símbolos
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Manual ⇒ 
Automática ⇒ 
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Simbologia de sensores e atuadores
● Principais componentes eletromecânicos: chave liga-desliga, chave botoeira, chave seletora, chave 
automática acionada por variável de processo (termostato, pressostato, nível, vazão, posição), relé, válvula, 
solenóide e disjuntor
● Símbolos
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Automática ⇒ 
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Simbologia de sensores e atuadores
● Principais componentes eletromecânicos: chave liga-desliga, chave botoeira, chave seletora, chave 
automática acionada por variável de processo (termostato, pressostato, nível, vazão, posição), relé, válvula, 
solenóide e disjuntor
● Símbolos
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Chave com 
retenção NA
Chave com 
retenção NF
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Simbologia de sensores e atuadores
● Principais componentes eletromecânicos: chave liga-desliga, chave botoeira, chave seletora, chave 
automática acionada por variável de processo (termostato, pressostato, nível, vazão, posição), relé, válvula, 
solenóide e disjuntor
● Símbolos
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Automática ⇒ 
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Simbologia de sensores e atuadores
● Válvula solenóide: é um dispositivo mecânico projetado para controlar a vazão de fluidos
○ Critérios de seleção: tamanho da carga mecânica a ser movida; distância do percurso; ambiente de operação; tipo da 
ligação elétrica; tensão e tipo da corrente, ca ou cc; valor da corrente (manutenção e transitória); vida útil, expressa em 
atuações por minuto
○ Tipos: 
■ Duas vias: possuem uma entrada e uma saída (passagem ou bloqueio de fluxo)
■ Três vias: duas entradas e uma saída ou vice-versa (direcionamento de fluxo)
■ Corrente alternada ou corrente contínua
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Simbologia de sensores e atuadores
● Principais componentes eletromecânicos: chave liga-desliga, chave botoeira, chave seletora, chave 
automática acionada por variável de processo (termostato, pressostato, nível, vazão, posição), relé, válvula, 
solenóide e disjuntor
● Símbolos ⇒ Retenção com Relé
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Simbologia de sensores e atuadores
● Principais componentes eletromecânicos: chave liga-desliga, chave botoeira, chave seletora, chave 
automática acionada por variável de processo (termostato, pressostato, nível, vazão, posição), relé, válvula, 
solenóide e disjuntor
● Símbolos ⇒ Retenção com Relé
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Chaves controladas por 
bobina
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Simbologia de sensores e atuadores
● Principais componentes eletromecânicos: chave liga-desliga, chave botoeira, chave seletora, chave 
automática acionada por variável de processo (termostato, pressostato, nível, vazão, posição), relé, válvula, 
solenóide e disjuntor
● Símbolos ⇒ Retenção com Relé
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Simbologia de sensores e atuadores
● Principais componentes eletromecânicos: chave liga-desliga, chave botoeira, chave seletora, chave 
automática acionada por variável de processo (termostato, pressostato, nível, vazão, posição), relé, válvula, 
solenóide e disjuntor
● Símbolos ⇒ Retenção com Relé
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Simbologia de sensores e atuadores
● Principais componentes eletromecânicos: chave liga-desliga, chave botoeira, chave seletora, chave 
automática acionada por variável de processo (termostato, pressostato, nível, vazão, posição), relé, válvula, 
solenóide e disjuntor
● Símbolos ⇒ Retenção com Relé
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Simbologia de sensores e atuadores
● Principais componentes eletromecânicos: chave liga-desliga, chave botoeira, chave seletora, chave 
automática acionada por variável de processo (termostato, pressostato, nível, vazão, posição), relé, válvula, 
solenóide e disjuntor
● Símbolos ⇒ Retenção com Relé
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Simbologia de sensores e atuadores
● Principais componentes eletromecânicos: chave liga-desliga, chave botoeira, chave seletora, chave 
automática acionada por variável de processo (termostato, pressostato, nível, vazão, posição), relé, válvula, 
solenóide e disjuntor
● Contator
○ Chave trifásica cujo comando é feito de forma eletromagnética
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Simbologia de sensores e atuadores
● Principais componentes eletromecânicos: chave liga-desliga, chave botoeira, chave seletora, chave 
automática acionada por variável de processo (termostato, pressostato, nível, vazão, posição), relé, válvula, 
solenóide e disjuntor
● Contator
○ Exemplo de aplicação: circuito elétrico para comandar a iluminação de um galpão. As lâmpadas demandam uma 
potência elevada e estão ligadas na configuração estrela. O painel de comando, para o operador, deverá ser composto 
de dois botões de impulso: um botão B1, do tipo NA, para comandar o acendimento das lâmpadas, e um botão B2, do 
tipo NF, para comandar o desligamento da iluminação. Quando o operador pressionar momentaneamente o botão de 
partida, B1, as lâmpadas deverão acender e permanecer acesas até que o botão de desligamento, B2, seja 
pressionado. Enquanto as lâmpadas estiverem acesas, o sistema de comando deverá ignorar novos pressionamentos do 
botão de partida B1. Após o pressionamento do botão de desligamento, B2, o botão de partida, B1, voltará a ficar 
habilitado
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Simbologia de sensores e atuadores
● Principais componentes eletromecânicos: chave liga-desliga, chave botoeira, chave seletora, chave 
automática acionada por variável de processo (termostato, pressostato, nível, vazão, posição), relé, válvula, 
solenóide e disjuntor
● Contator
○ Exemplo de aplicação: circuito elétrico para comandar a iluminação de um galpão.
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Simbologia de sensores e atuadores
● Principais componentes eletromecânicos: chave liga-desliga, chave botoeira, chave seletora, chave 
automática acionada por variável de processo (termostato, pressostato, nível, vazão, posição), relé, válvula, 
solenóide e disjuntor
● Contator
○ Exemplo de aplicação: circuito elétrico para comandar a iluminação de um galpão.
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Simbologia de sensores e atuadores
● Principais componentes eletromecânicos: chave liga-desliga, chave botoeira,chave seletora, chave 
automática acionada por variável de processo (termostato, pressostato, nível, vazão, posição), relé, válvula, 
solenóide e disjuntor
● Contator
○ Exemplo de aplicação: circuito elétrico para comandar a partida direta de motor de indução ligado na configuração 
delta. O painel de comando, para o operador, deverá ser composto de dois botões de impulso: um botão B1, do tipo 
NA, para comandar partida do motor e um botão B2, do tipo NF, para comandar a parada do mesmo. Quando o 
operador pressionar momentaneamente o botão de partida, B1, o motor deverá ser energizado e permanecer nesse 
estado até que o botão de desligamento, B2, seja pressionado. Enquanto o motor estiver energizado, o sistema de 
comando deverá ignorar novos pressionamentos do botão de partida B1. Após o pressionamento do botão de parada, 
B2, o botão de partida, B1, voltará a ficar habilitado. Deve ser usado fusível para proteção contra curto-circuito e um 
relé térmico, para proteger o motor contra operação em sobrecarga.
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Simbologia de sensores e atuadores
● Principais componentes eletromecânicos: chave liga-desliga, chave botoeira, chave seletora, chave 
automática acionada por variável de processo (termostato, pressostato, nível, vazão, posição), relé, válvula, 
solenóide e disjuntor
● Contator
○ Exemplo de aplicação: circuito elétrico para comandar a partida direta de motor de indução 
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Simbologia de sensores e atuadores
● Principais componentes eletromecânicos: chave liga-desliga, chave botoeira, chave seletora, chave 
automática acionada por variável de processo (termostato, pressostato, nível, vazão, posição), relé, válvula, 
solenóide e disjuntor
● Contator
○ Exemplo de aplicação: circuito elétrico para comandar a partida direta de motor de indução 
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Lógica baseada em contatos
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Lógica baseada em contatos
● Contato elétrico: elemento básico que permite interromper ou redirecionar o fluxo de corrente em um 
circuito elétrico
● Elemento básico da lógica de contatos
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NA NF
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Lógica baseada em contatos
● Função lógica Y=X (YES)
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Lógica baseada em contatos
● Função lógica Y=/X (NOT)
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Comandos baseados em lógica de contatos
Lógica baseada em contatos
● Função lógica Y=X1 AND X2 (AND)
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Lógica baseada em contatos
● Função lógica Y=X1 OR X2 (OR)
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Comandos baseados em lógica de contatos
Lógica baseada em contatos
● Função lógica Y=X1 NOR X2 = /X1 AND /X2 (NOR)
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Comandos baseados em lógica de contatos
Lógica baseada em contatos
● Função lógica Y=X1 NAND X2 = /X1 OR /X2 (NAND)
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Comandos baseados em lógica de contatos
Lógica baseada em contatos
● Alguns teoremas e propriedades das operações AND e OR
○ Dualidade 
■ X1 AND X1 = X1
■ X1 OR X1 = X1
○ Teorema da convolução
■ //X1 = X1
○ Teorema de De Morgan
■ /(X1 AND X2 AND X3) = /X1 OR /X2 OR /X3
■ /(X1 AND X2 AND X3) = /X1 OR /X2 OR /X3
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Comandos baseados em lógica de contatos
Lógica baseada em contatos
● Método da soma de produtos
○ Permite obter uma função a partir de uma tabela verdade
○ Expressão booleana para a saída Y é obtida como uma soma de produtos ou produto de somas envolvendo as entradas 
X1, X2, X3 …
○ Soma de produtos
■ Os termos são obtidos das linhas da tabela cujo valor da variável booleana de saída assume 1 (Y=1). Se naquela 
linha uma variável determinada variável entrada (por exemplo X1) aparecer com valor 0, ela aparecerá 
complementada ( X1) no produto do respectivo termo.
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Comandos baseados em lógica de contatos
Lógica baseada em contatos
● Método da soma de produtos
○ Permite obter uma função a partir de uma tabela verdade
○ Expressão booleana para a saída Y é obtida como uma soma de produtos ou produto de somas envolvendo as entradas 
X1, X2, X3 …
○ Soma de produtos
■ Os termos são obtidos das linhas da tabela cujo valor da variável booleana de saída assume 1 (Y=1). Se naquela 
linha uma variável determinada variável entrada (por exemplo X1) aparecer com valor 0, ela aparecerá 
complementada ( X1) no produto do respectivo termo.
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UFPA/ITEC/FCT
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Comandos baseados em lógica de contatos
Lógica baseada em contatos
● Uso do Mapa de Karnaugh para Minimização de Expressões Booleanas
○ No exemplo anterior o circuito lógico obtido com a representação direta da expressão booleana pode fornecer circuitos 
lógicos com certo grau grau de complexidade.
○ Mapa de Karnaugh é uma técnica utilizada para simplificar circuitos lógicos
○ Monta-se o Mapa de Karnaugh para as variáveis. Os valores nas células são os valores assumidos para a variável de saída 
(Y), para todas as combinações das variáveis de entrada (X1, X2, X3).
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Comandos baseados em lógica de contatos
Lógica baseada em contatos
● Uso do Mapa de Karnaugh para Minimização de Expressões Booleanas
○ No exemplo anterior o circuito lógico obtido com a representação direta da expressão booleana pode fornecer circuitos 
lógicos com certo grau grau de complexidade.
○ Mapa de Karnaugh é uma técnica utilizada para simplificar circuitos lógicos
○ Monta-se o Mapa de Karnaugh para as variáveis. Os valores nas células são os valores assumidos para a variável de saída 
(Y), para todas as combinações das variáveis de entrada (X1, X2, X3).
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Comandos baseados em lógica de contatos
Temporizadores
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Comandos baseados em lógica de contatos
Temporizadores:
● Dispositivo lógico que permite o sistema automático ativar equipamentos de saída, durante um estágio 
específico na operação do processo.
● Usado para atrasar ciclos de partida e parada, intervalos de controle, ciclos operacionais repetitivos e tem a 
capacidade de rearmar o sistema ao fim destes ciclos.
● O temporizador pode ser disponível em lógica de relé (eletrônico ou eletromecânico) ou como função lógica 
do Controlador Lógico Programável.
● Apresenta recurso para ajustar o tempo de atraso desejado
● No fim do intervalo predeterminado, os contatos elétricos mudam de estado, de aberto para fechado ou de 
fechado para aberto
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Comandos baseados em lógica de contatos
Temporizadores:
● Modos de operação
○ Lógica de atraso para ligar (TON) e Lógica de atraso para desligar (TOFF). Quatro combinações:
■ NO/ON/TC (normally open, timed closing - normalmente aberto, temporizado para fechar, ligando)
■ NC/ON/TO (normally close, timed opening - normalmente fechado, temporizado para abrir, ligando)
■ NO/OFF/TC, (normally open, OFF timed closing - normalmente aberto, desligam fechando com o tempo).
■ NC/OFF/TO (normally close timed opening, normalmente fechado, desliga abrindo com o tempo.
○ Alguns temporizadores podem ser resetados por um circuito separado e não resetados automaticamente quando a 
bobina for desenergizada
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Timer TON Timer TOFF
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Comandos baseados em lógica de contatos
Temporizadores:
● Modos de operação
○ Lógica de atraso para ligar (TON) e Lógica de atraso para desligar (TOFF). Quatro combinações:
■ NO/ON/TC (normally open, timed closing - normalmente aberto, temporizado para fechar, ligando)
■ NC/ON/TO (normally close, timed opening - normalmente fechado, temporizado para abrir, ligando)
■ NO/OFF/TC, (normally open, OFF timed closing - normalmente aberto, desligam fechando com o tempo).
■ NC/OFF/TO (normally close timed opening, normalmente fechado, desliga abrindo com o tempo.
○ Alguns temporizadores podem ser resetados por um circuito separado e não resetados automaticamente quando a 
bobina for desenergizada
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Relé com retardo na 
ligação
Chave seletora de 
atraso
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Comandos baseados em lógica de contatos
Temporizadores:
● Exemplo: No circuito abaixo, a lâmpada L1, ligada ao contato NA do relé temporizado, está inicialmente 
apaga, enquanto que a lâmpada L2, ligada ao contato NF do relé temporizado, está inicialmente acesa. 
Quando o operador fechar a chave S (chave com retenção), a bobina do relé temporizado é energizada, 
dando início à contagem do intervalo de tempo programado, que é de 5 segundos, neste caso. Ao término do 
tempo programado, os contatos NA e NF do relé temporizado irão comutar simultaneamente, ligando a 
lâmpada L1 e desligando a lâmpada L2.
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UFPA/ITEC/FCT
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Comandos baseados em lógica de contatos
Temporizadores:
● Exemplo: No circuito abaixo, a lâmpada L1, ligada ao contato NA do relé temporizado, está inicialmente 
apaga, enquanto que a lâmpada L2, ligada ao contato NF do relé temporizado, está inicialmente acesa. 
Quando o operador fechar a chave S (chave com retenção), a bobina do relé temporizado é energizada, 
dando início à contagem do intervalo de tempo programado, que é de 5 segundos, neste caso. Ao término do 
tempo programado, os contatos NA e NF do relé temporizado irão comutar simultaneamente, ligando a 
lâmpada L1 e desligando a lâmpada L2.
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UFPA/ITEC/FCT
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Comandos baseados em lógica de contatos
Temporizadores:
● Exemplo: No circuito abaixo, a lâmpada L1, ligada ao 
contato NA do relé temporizado, está inicialmente apaga, 
enquanto que a lâmpada L2, ligada ao contato NF do relé 
temporizado, está inicialmente acesa. Quando o operador 
fechar a chave S (chave com retenção), a bobina do relé 
temporizado é energizada, dando início à contagem do 
intervalo de tempo programado, que é de 5 segundos, 
neste caso. Ao término do tempo programado, os 
contatos NA e NF do relé temporizado irão comutar 
simultaneamente, ligando a lâmpada L1 e desligando a 
lâmpada L2.
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Comandos baseados em lógica de contatos
Temporizadores:
● Modos de operação
○ Lógica de atraso para ligar (TON) e Lógica de atraso para desligar (TOFF). Quatro combinações:
■ NO/ON/TC (normally open, timed closing - normalmente aberto, temporizado para fechar, ligando)
■ NC/ON/TO (normally close, timed opening - normalmente fechado, temporizado para abrir, ligando)
■ NO/OFF/TC (normally open, OFF timed closing - normalmente aberto, desligam fechando com o tempo).
■ NC/OFF/TO (normally close timed opening, normalmente fechado, desliga abrindo com o tempo.
○ Alguns temporizadores podem ser resetados por um circuito separado e não resetados automaticamente quando a 
bobina for desenergizada
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Relé com retardo no 
desligamento
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Temporizadores:
● Exemplo: No circuito abaixo, a lâmpada L1, ligada ao contato NA do relé temporizado, está inicialmente 
apaga, enquanto que a lâmpada L2, ligada ao contato NF do relé temporizado, está inicialmente acesa. 
Quando o operador fechar a chave S (chave com retenção), a bobina do relé temporizado é energizada, 
fechando imediatamente o contato NA e abrindo o contato NF. Isso faz com que a lâmpada L1 seja 
imediatamente acesa enquanto que a lâmpada L2 é apagada imediatamente. Quando o operador desligar a 
chave S, a bobina do relé temporizado será desenergizada. Neste instante, inicia-se a contagem do tempo 
programado (5 segundos, neste caso). Ao término do tempo programado, os contatos NA e NF do relé irão 
comutar, retornando à condição sua respectiva condição de repouso, desligando a lâmpada L1 e ligando a 
lâmpada L2: 
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Temporizadores:
● Exemplo: No circuito abaixo, a lâmpada L1, ligada ao contato 
NA do relé temporizado, está inicialmente apaga, enquanto 
que a lâmpada L2, ligada ao contato NF do relé temporizado, 
está inicialmente acesa. Quando o operador fechar a chave S 
(chave com retenção), a bobina do relé temporizado é 
energizada, fechando imediatamente o contato NA e abrindo o 
contato NF. Isso faz com que a lâmpada L1 seja imediatamente 
acesa enquanto que a lâmpada L2 é apagada imediatamente. 
Quando o operador desligar a chave S, a bobina do relé 
temporizado será desenergizada. Neste instante, inicia-se a 
contagem do tempo programado (5 segundos, neste caso). Ao 
término do tempo programado, os contatos NA e NF do relé 
irão comutar, retornando à condição sua respectiva condição 
de repouso, desligando a lâmpada L1 e ligando a lâmpada L2: 
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Temporizadores:
● Exemplo: A partida estrela triângulo de um motor de indução é uma tarefa muito comum na indústria. O principal 
objetivo é reduzir o valor de pico atingido pela corrente na partida do motor, de modo a não prejudicar o 
funcionamento de outros equipamentos ligados à rede elétrica. As bobinas do estator do motor são primeiramente 
energizadas na configuração estrela, o que implica que em cada bobina estará aplicada uma tensão de 127 Volts 
(valor eficaz), que é menor do que os 220 Volts (valor eficaz) da tensão de linha de trabalho do motor. Dessa forma o 
pico de corrente na partida será menor, pois a tensão aplicada é menor. Quando o motor atingir aproximadamente 
90% de sua velocidade nominal, a alimentação das bobinas deve ser comutada para a configuração delta, de modo a 
operar na tensão de trabalho, que é a tensão de linha, de 220 V (valor eficaz). Por simplicidade na implementação do 
comando de partida, em vez de utilizar-se um sensor de velocidade para saber quando o motor atingiu 90% de sua 
velocidade nominal, o mais comum é aguardar um intervalo de tempo suficiente para que o motor vença a inércia e 
esteja próximo da velocidade nominal de rotação. Dessa forma, utiliza-se um relé temporizador do tipo atraso para 
ligar, para comutar da configuração estrela para a configuração delta, após um certo intervalo de tempo programado. 
O intervalo de tempo é maior quanto maior for a inércia do motor.
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Temporizadores:
● Exemplo: Partida estrela triângulo de um motor de indução
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Simbologia de sensores e atuadores
● Temporizadores:
○ Exemplo: Partida estrela triângulo de um motor de indução
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Dúvidas??
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