Como ligar um controlador de temperatura: com contator ou com relé de estado sólido (SSR)
Um controlador de temperatura tem três ligações: alimentação, sensor e saída. A saída não liga a resistência direto: o relé do controlador liga a bobina de um contator, ou a saída para SSR comanda um relé de estado sólido. Abaixo, os bornes do West 6100+, do 8100+, do 4100+, do N2300 e do MAXVU, conforme os manuais da West, e os dois esquemas.
Risco de choque elétrico. Os manuais da West pedem pessoa habilitada e energia só depois de toda a fiação pronta. Trabalhe com o painel desligado e bloqueado.
Quais são as ligações de um controlador de temperatura?
São três grupos de bornes: alimentação (tensão de rede ou baixa tensão, conforme a versão), sensor (termopar, PT100 ou sinal de mA ou V) e saídas (relé, SSR, triac ou analógica). O desenho do manual mostra todas as opções. No seu aparelho, valem só as saídas montadas, e o código da etiqueta diz quais são.
Quais são os bornes do 6100+, do 8100+ e do 4100+?
Na série Plus, os números mudam do 1/16 DIN (6100+) para o 1/8 e o 1/4 DIN (8100+ e 4100+):
| Ligação | 6100+ (1/16 DIN) | 8100+ e 4100+ (1/8 e 1/4 DIN) |
|---|---|---|
| Alimentação de 100 a 240 V CA | 9 (fase) e 10 (neutro) | 13 (fase) e 14 (neutro) |
| Alimentação de 22 a 65 V CC | 9 (-) e 10 (+) | 13 (-) e 14 (+) |
| Termopar | 5 (+) e 4 (-) | 2 (+) e 3 (-) |
| PT100 a 3 fios | 4 e 5: os dois fios do mesmo lado do elemento; 6: o fio do outro lado | 3 e 2: os dois do mesmo lado; 1: o do outro lado |
| Saída 1 a relé | 1 (NA), 2 (C), 3 (NF) | 21 (NA), 20 (C), 19 (NF) |
| Saída 1 para SSR | 1 (+) e 3 (-) | 21 (+) e 19 (-) |
| Saída 2 a relé | 13 (NA), 14 (C), 15 (NF) | 24 (NA), 23 (C), 22 (NF) |
| Saída 2 para SSR | 13 (+) e 15 (-) | 24 (+) e 22 (-) |
NA é o contato normalmente aberto (N/O no manual); C, o comum; NF, o normalmente fechado (N/C). A versão de baixa tensão também aceita de 20 a 48 V CA nos mesmos bornes.
Quais são os bornes do N2300 e do MAXVU?
| Ligação | N2300 (1/32 DIN) | MAXVU (1/16 e 1/8 DIN) |
|---|---|---|
| Alimentação | 5 (fase ou +) e 6 (neutro ou -) | B6 (fase ou +) e A6 (neutro ou -) |
| Termopar | 2 (+) e 3 (-) | A2 (+) e A1 (-) |
| PT100 a 3 fios | 2 e 3: os dois fios do mesmo lado do elemento (o do 3 é o de compensação); 1: o fio do outro lado; fios de cobre iguais (o manual de instalação pede até 5 Ω por fio) | A2 e B2 do mesmo lado do elemento; A1 do outro |
| Saída para SSR | saída 1: 7 (+) e 8 (-) | cada saída em A (+) e B (-); a saída 1 em A3 e B3 |
| Saída a relé | saída 2: 9 (NA) e 10 (C) | contato NA em A e B; a saída 1 em A3 e B3 |
O N2300 não aceita cartão depois da compra: as saídas vêm de fábrica, escolhidas no código. No MAXVU, cada saída é relé ou SSR conforme a versão.
Como ligar a alimentação?
Na série Plus e no MAXVU, o manual pede uma chave de dois polos, que corte fase e neutro juntos, de preferência perto do aparelho. Na fase, um fusível retardado (tipo T): 1 A na versão de 100 a 240 V CA e 315 mA na de baixa tensão. O N2300 também pede chave de dois polos e fusível na fase.
Quando o contato do relé leva tensão de rede, como no comando de um contator, os manuais da série Plus e do N2300 recomendam chave e fusível próprios para esse circuito, separados da alimentação do controlador.
Como ligar o termopar e o PT100 a 3 fios?
Termopar. Do sensor aos bornes, só fio de extensão ou cabo de compensação do mesmo tipo do termopar, de preferência sem emendas. Segundo a West, fio errado dá leitura errada. A polaridade se confere pela cor:
| Tipo | Padrão internacional (IEC 584-3) | Padrão americano (ANSI MC 96.1) |
|---|---|---|
| J | + preto, - branco | + branco, - vermelho |
| K | + verde, - branco | + amarelo, - vermelho |
Na tabela da West, o fio magnético (que o ímã atrai) é o + do J e o - do K.
PT100 a 3 fios. O sensor tem dois fios num lado do elemento e um no outro. No 6100+, os dois do mesmo lado vão nos bornes 4 e 5; o outro, no 6. Os três fios são de cobre e iguais: a série Plus aceita até 50 Ω por fio, equilibrados. A 2 fios, um jumper entre 4 e 5 faz o papel do terceiro, só com cabo curto. No de 4 fios, o quarto fica sem ligar, cortado curto ou preso longe dos bornes.
Nos dois casos, cabo blindado e curto, com a blindagem aterrada numa ponta só, de preferência no sensor, e a 150 mm, no mínimo, dos cabos de força em paralelo. A bainha metálica do sensor vai no terra de proteção. Para escolher entre os dois, veja termopar ou PT100.
Contator ou SSR: o que a saída do controlador aciona?
O relé da série Plus, do N2300 e do MAXVU é de 2 A. Uma resistência de 3 kW em 220 V puxa cerca de 14 A. Por isso quem liga a resistência é o contator ou o SSR.
No PID, a saída liga e desliga dentro do tempo de ciclo (o exemplo com números está no controlador PID). Com o ciclo de fábrica da série Plus, de 32 s, são até 2.700 ciclos por dia. O datasheet da série Plus dá ao relé mais de 500 mil operações: na conta simples, cerca de seis meses de trabalho contínuo. Segundo a West, ciclo curto controla com mais precisão, mas reduz a vida do relé. O SSR não tem contato que gaste e aceita ciclo bem mais curto.
Na série Plus, a saída é um cartão de encaixe: para trocar o contator por SSR, troca-se o cartão, não o controlador, com toda a energia dos bornes cortada, e depois se refaz a configuração (Goto ConF).
| Critério | Com contator (saída a relé) | Com SSR (saída para SSR) |
|---|---|---|
| O que o controlador manda | um contato que liga a bobina | pulsos de mais de 10 V CC na entrada do SSR |
| Tempo de ciclo | longo, para poupar contato (de fábrica, 32 s na série Plus) | curto: a série Plus vai a 0,5 s; no N2300, 0,5 s só na saída para SSR |
| Desgaste | contatos do relé e do contator a cada ciclo | sem contato que gaste |
| Ruído | relé mecânico e bobina são fontes de ruído | sem contato mecânico: a West indica o SSR no lugar do relé mecânico, quando possível |
| Dissipador | não precisa | precisa, conforme a corrente e a folha do SSR |
Como fica o esquema com contator?
| Circuito | Caminho (6100+, saída 1 a relé) |
|---|---|
| Alimentação do controlador | fase e neutro pela chave de dois polos, com o fusível na fase, até os bornes 9 e 10 |
| Sensor | termopar no 5 (+) e no 4 (-), ou PT100 no 4, 5 e 6 |
| Comando | fase do comando, com chave e fusível próprios, no borne 2 (C); do borne 1 (NA) para a bobina do contator; a outra ponta da bobina no neutro ou na outra fase, conforme a tensão da bobina; a corrente da bobina precisa caber com folga nos 2 A resistivos do relé |
| Força | rede, pela proteção do circuito (disjuntor ou fusível), pelos contatos principais do contator até a resistência |
| Supressão, se o painel tiver muito ruído | varistor (MOV) em paralelo com a bobina, o mais perto possível dela; contra o arco nos contatos, RC de 47 Ω com 0,1 µF (1000 V) até 3 A, ou dois em paralelo de 3 a 5 A |
Segundo o manual, com boa fiação em geral não é preciso supressor.
Como fica o esquema com SSR?
| Circuito | Caminho (6100+, saída 1 para SSR) |
|---|---|
| Alimentação e sensor | iguais ao esquema com contator |
| Comando | borne 1 (+) no + da entrada de comando do SSR; borne 3 (-) no -; confira na etiqueta do SSR se a faixa de comando inclui os 10 V da saída: na folha dos SSR da PMA, a versão de 4 a 30 V CC liga a partir de 4 V, e a de 24 V CC só a partir de 15 V, acima do que a saída garante |
| Força | rede, pelo fusível de proteção de semicondutor (ultrarrápido, como recomenda a folha dos SSR da PMA), pelo SSR em série com a resistência, no lugar dos contatos do contator |
A saída para SSR do 6100+ dá mais de 10 V CC numa carga de 500 Ω, e essa carga não pode ser menor que 500 Ω.
O SSR esquenta. Na folha dos SSR da PMA, marca do grupo West, a corrente que ele aguenta depende do dissipador e cai acima de 40 °C. Desligado, ele ainda deixa passar uma corrente pequena de fuga (até 10 mA nesses modelos). Para mexer na resistência, desligue a força.
O que fazer na primeira partida?
- Antes de energizar, confira a tensão da etiqueta e as ligações, e desconecte as saídas.
- Série Plus: aparece Goto ConF, e os outros menus só abrem depois da configuração. Na configuração (ConF, código de fábrica 20), acerte inPt para o sensor: de fábrica vem JC, termopar J em °C; PtC é o PT100 em °C. A ação de aquecimento (CtrL em rEu) já vem de fábrica. O tempo de ciclo, CT1, fica no modo Setup (código 10).
- N2300: de fábrica, o código de seleção de saídas, na configuração, põe o controle no relé (1º dígito 1) e o alarme 1 na saída para SSR (2º dígito 2). Para controlar pelo SSR: 2 no 1º dígito, 1 (relé) ou 0 no 2º.
- MAXVU: a primeira ligação abre o modo Setup (código de fábrica 10), que só fecha depois de passar por todos os parâmetros.
- Com o painel desligado de novo, reconecte as saídas.
O que mandar para cotar o controlador do painel?
- a foto da etiqueta do controlador de hoje, se for troca;
- a tensão de alimentação do painel e o recorte disponível;
- o sensor: termopar e o tipo, ou PT100 e quantos fios;
- o que a saída aciona: contator (e a tensão da bobina) ou SSR (e a tensão de comando);
- as funções de que precisa: aquecimento, resfriamento, alarme, RS485.
A equipe da Comander confere o código e a aplicação antes da cotação. Na série Plus, o cartão que a ligação pede (relé ou SSR) já vem montado no código. Os controladores West têm garantia de 3 anos. Para escolher o tipo e o modelo, veja o guia do controlador de temperatura.
Perguntas frequentes
Posso ligar a resistência direto no relé do controlador?
Em geral, não. O relé é de 2 A resistivos, cerca de 440 W em 220 V. Uma resistência de alguns quilowatts passa disso com folga: o relé liga a bobina do contator, ou a saída para SSR comanda o relé de estado sólido.
O display mostra OPEn depois da ligação. O que é?
Na série Plus, sensor ou fiação rompidos, ou tipo de sensor errado na configuração. Segundo a West, o sensor aberto é detectado em até 2 s, e as saídas de controle vão a 0%. Confira sensor, cabo, bornes e inPt.
O controlador protege contra superaquecimento?
Não sozinho: a norma americana de fornos (NFPA 86) pede limite independente do controlador. Veja quando usar controlador de limite.
Resumo
| Ligação | Regra do manual |
|---|---|
| Alimentação | chave de dois polos, fusível tipo T, tensão da etiqueta |
| Termopar | cabo do mesmo tipo, polaridade pela cor, sem emendas |
| PT100 | 3 fios de cobre iguais; 2 fios só com cabo curto |
| Contator | o relé liga a bobina; ciclo longo; supressor se houver ruído |
| SSR | + e - na entrada de comando; dissipador; fusível ultrarrápido; ciclo curto |
| Primeira partida | saídas desconectadas até terminar a configuração |
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