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Relais et optocoupleurs - Application

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Exemples d’application

Tout ce qu'il faut savoir et applications

Relais avec homologation Ex

Sûrs et flexibles : les relais WAGO conviennent à une utilisation dans des atmosphères à risque d'explosion de la zone 2 et couvrent ainsi une grande variété d'applications.

Milieux à risque d'explosion

Des zones explosives apparaissent dans diverses applications, comme dans l'industrie chimique, lors de l'extraction de pétrole ou de gaz naturel, ou dans l'industrie alimentaire. Celles-ci sont divisées en zones 0, 1 et 2 en fonction de la fréquence et de la durée de l'apparition des atmosphères explosives dangereuses. Les relais WAGO conviennent à une utilisation dans des atmosphères à risque d'explosion de la zone 2.

Une identification de l'appareil est nécessaire pour une utilisation dans des zones potentiellement explosives.

Afin de réduire les coûts tout en étant capable d'installer les produits dans les zones Ex, l'exploitant de l'installation essaie d'utiliser des appareils avec l'approbation pour la zone 2.

Un certificat dit d'examen de type ou une déclaration du fabricant sont requis pour une utilisation dans des zones potentiellement explosives. Vous pouvez les télécharger depuis la boutique en ligne et l'insérer dans la documentation de votre installation.

Zone 2

Zone dans laquelle un fonctionnement normal est peu susceptible d'entraîner une atmosphère explosive sous forme de mélange de substances inflammables sous forme de gaz, de vapeur ou de brouillard avec de l'air. Si cela se produit, c'est seulement pendant une courte période.

Relais pour installations à longues lignes

Commutation fiable malgré couplages : pour la mise en marche, les modules relais nécessitent la tension nominale U_N. Par contre, pour le fonctionnement, la tension de maintien suffit avec seulement 15 % de la tension nominale. Dans les circuits standards, tous les modules relais travaillent de manière fiable. Dans les circuits de commutation avec de longs conducteurs placés en parallèle, dans les circuits avec des capteurs à 2 conducteurs actifs ou avec sorties de commande AC digitales, une tension de maintien basse mène cependant souvent à des dysfonctionnements. Les modules ne se déclenchent plus.

Cet effet apparaît souvent au réaménagement d'installations, au changement des anciens modules relais à « fort courant » aux actuels « économes en courant ».

Où se trouvent les causes et comment y remédier ?

De longs câbles posés de manière parallèle sont couplés entre eux capacitivement. En conséquence, une transmission d'énergie a lieu au conducteur voisin. Des capteurs à 2 conducteurs actifs comme les capteurs de proximité ou les dispositifs de surveillance de niveau ont en général besoin d'un courant continu minimal qui peut conduire au fait que la tension de maintien n'est pas sous-dépassée sur les lignes de commande de relais. En raison de ce comportement, le relais peut ne pas commuter correctement.

Pour ces applications, WAGO a développé des modules de charge de base spéciaux contre les couplages de tension, intégrés dans les modules relais. Ils minimisent les tensions indésirables avec peu de pertes et permettent une commutation définie.

Systèmes d'éclairage et relais

Courts pics de courant - conséquences fatales : des éclairages modernes équipés de ballasts électroniques ou d'appareillages LED offrent de nombreux avantages. Ils génèrent une lumière exempte de vacillements avec un rendement élevé. Au moment de la planification de nouvelles installations d'éclairage et à l'échange d'anciennes installations de luminaires, le courant de commutation du ballast électronique doit être correctement considéré.

Dans le circuit d'entrée de nombreux ballasts électroniques ou d'appareillages LED, un condensateur provoque un pic de courant considérable qui dépasser de loin une dizaine de fois le courant nominal. Même si ce courant ne dure que quelques millisecondes, il peut provoquer une soudure des contacts de relais.

Quels points sont à considérer lors de la planification d'installations d'éclairage ?

Lors du choix des relais, il est impératif de tenir compte du courant de commutation. Les relais standards butent ici rapidement sur leurs limites. Pour ces applications, WAGO a développé des modules relais dont les contacts supportent des pics de commutation courts et élevés. Le matériau de contact empêche ici de manière fiable l'accrochage ou la soudure des contacts.

Pour des pics de commutation maximum, on dispose de modules relais avec deux contacts opérant en parallèle. Le contact commutant en premier, composé de tungstène hautement résistant, amortit le pic de courant. Le deuxième contact qui commute ensuite, composé d'alliage en argent, fait circuler le courant de fonctionnement.

Comme alternatives aux relais, pour des domaines d'application avec charges capacitives, WAGO possède dans sa gamme de produits des optocoupleurs et des relais statiques enfichables. Des versions spéciales avec commutation à tension nulle réduisent les pics à un minimum.

Relais dans des circuits de sécurité

Sécurité fonctionnelle : pour cadrer avec les directives et règlements qui correspondent en matière de sécurité fonctionnelle, il est entre autres obligatoire d'utiliser des modules spéciaux. Ces derniers doivent remplir des conditions strictes. Pour les modules relais, deux contacts à guidage forcé sont par exemple prescrits avec au moins 1 R et 1 T. Ils doivent être mécaniquement reliés de telle sorte que le relais 1 R et le relais 1 T ne puissent pas être ouverts ou fermés simultanément. On reconnaît alors clairement des erreurs par défaillance d'ouverture. Seules des erreurs par défaillance d'ouverture et d'isolation sont importantes d'un point de vue de sécurité.

D'un point de vue de technique de commutation, un relais 1 T ouvert est alors discerné par un relais 1 R fermé (détection d'erreur). Cela vaut aussi pour un relais 1 T fermé pour lequel un relais 1 R est à nouveau ouvert.

Dans des circuits de commutation importants pour la sécurité, les exigences de la norme EN 50205 s'appliquent bien sûr aussi pour des relais avec relais RT. Elle stipule ici que par relais RT, seul le relais 1 R ou le relais 1 T ne doit être utilisé et que les relais RT doivent être ensemble à guidage forcés. C'est pourquoi dans des circuits de commutation importants pour la sécurité, seuls des relais avec au moins deux contacts inverseurs doivent être utilisés.

Environnements difficiles - relais spéciaux

C'est le matériau de contact qui décide : dans certains secteurs industriels, dans des sites chimiques ou sidérurgiques ainsi que dans des stations de traitement des eaux usées, les gaz agressifs sont ordinaires. Une densité supérieure en polluants ainsi qu'une plus grande humidité de l'air et des températures supérieures ont une influence négative sur les composants électriques. Ce sont les domaines d'utilisation des différents matériaux de contact :

AgNi - contact argent nickel

Charges résistives
Charges faiblement inductives
Pour charge de commutation moyenne et élevée

AgSnO2 – Contact oxyde de zinc argent :

Pour charges de commutation élevées, surtout dans des application de tension réseau avec forts courants de commutation
Très faible tendance au soudage, très bonne résistance à l'usure
Faible migration de matière lors de commutation de tension continue

AgCdO – Contact argent cadmium

Charges CA inductives
Pour charges de commutation élevées, surtout dans des application de tension réseau
Faible tendance au soudage, très bonne résistance à l'usure

AgNi + Au - contact nickel argent avec revêtement d'or dur

Plage de faible charge
Très résistant à la corrosion ; matériau important pour des contacts fiables à basse puissances de commutation

Les surfaces des alliages d'argent ont tendance à s'oxyder, ce qui conduit à une augmentation de la résistance de contact. Lors de la commutation de plus grandes charges, ce n'est pas un problème car il se forme toujours de petits arcs électriques nettoyants. C'est différent pour de petites charges. Elles n'apportent pas assez d'énergie pour casser thermiquement la couche d'oxyde et donc nettoyer. Il s'ensuit des dysfonctionnements qui peuvent être évités avec des contacts à revêtement d'or dur. L'or ne forme pas de couche d'oxyde et est très résistant à la corrosion en cas d'influences extérieures défavorables.

Relais pour l'automatisation du bâtiment

Commutation manuelle et électrique : dans une grande série d'applications, il est très avantageux de commuter de façon ciblée des circuits séparés sans activer la commande, par ex. lors de la mise en service.

Pour des commandes complexes de bâtiment, on peut ainsi tester et mettre en marche des secteurs séparés indépendamment de la structure de la commande. Cela vaut également pour la mise en service dans les process industriels. Lors de la recherche d'erreur ou pour assurer un fonctionnement manuel restreint, la technologie de service et de maintenance privilégie l'option d'une manipulation manuelle.

Forçage manuel mécanique ou électrique ?

WAGO offre deux alternatives pour les modules relais avec forçage manuel. La première variante est conçue pour le forçage manuel frontal, les contacts sont purement fermés à la main. En mode manuel, les modules sont limités à environ 100 opérations. En mode automatique, ces modules effectuent les opérations habituelles des relais.

Pour la deuxième variante avec forçage manuel, la bobine de relais est commutée électriquement. Côté frontal, l'état de fonctionnement est réglé via un commutateur manuel-0-automatique. Ces modules relais effectuent les opérations habituelles des relais sans limitations.

Réduisez les coûts avec des relais à entrée à large plage

Polyvalent : avec une large plage d'entrée, les modules relais sont en principe les dispositifs idéaux pour tout faire, appropriés au mieux pour toutes les applications. Tout comme les modules relais standard de WAGO, ils remplissent toutes les directives et règlements en vigueur.

Avec une seule variante de relais, on couvre presque toutes les plages de tension usuelles : les coûts de stockage et de maintenance sont ainsi fortement réduits.

Ces modules relais sont conçus pour des tensions continues et alternatives de 24 V à 230 V, ils peuvent faire la commutation de courants permanents limites jusqu'à 6 A et cela avec le même nombre d'opérations que les versions standard. Ils sont recommandés pour de nombreux secteurs d'utilisation, comme par ex. pour l'entretien et la maintenance.

Un module pour toutes les applications

Les techniciens et spécialistes de la maintenance ont seulement besoin d'un module relais pour toutes les tensions dont ils disposent immédiatement en cas d'erreur pour échanger un module défectueux. On supprime ainsi une mise en stock coûteuse de modules relais pour différentes plages de tension.

Le principe « un module pour toutes les applications » optimise aussi la fabrication et la mise en stock pour les utilisateurs qui fabriquent en petites séries pour le marché mondial. Ils n'ont besoin que d'un module relais comme standard mondial. Pour une manipulation simple et une liaison électrique fiable, WAGO équipe les modules relais avec la technique de raccordement Push-in CAGE CLAMP®.

Relais pour technique ferroviaire

Ainsi, pour des tensions d'exploitation se situant entre 70 % et 125 % de la tension nominale, tous les composants installés dans les applications ferroviaires doivent opérer de manière fiable. Des pics brefs jusqu'à 1,4 fois la tension nominale ne doivent causer aucun dommage.

Des écarts à ces règles ne s'appliquent qu'à des composants qui sont alimentés par des alimentations stabilisées. Sont autorisées ici des variations de ±10 % de la tension nominale – Valeurs qui sont aussi communes pour des applications industrielles.

Dans des applications ferroviaires etr selon le secteur d'utilisation, des composants comme des modules relais sont exposés à des températures extrèmes de -40 °C à +70 °C, car les armoires de commande sont placées dans des boîtiers en acier en partie non climatisés en dessous des cabines passagers.

En principe, selon l'emplacement de montage et la proportion de chaleur, le chemin de fer divise les domaines d'utilisation pour les composants électriques en quatre classes de température, de T1 à TX. L'expérience montre que de nombreuses applications se situent dans la classe T3, ce qui correspond à une plage de températures de -25 °C à +70 °C. Tous les modules relais WAGO pour les applications ferroviaires correspondent aux classes les plus élevées T3 ou TX.

De plus, les charges par vibrations et chocs sont particulièrement importantes pour les véhicules ferroviaires. Les influences mécaniques par le véhicule sont complètement décrites dans la norme EN 61373 « Applications ferroviaires – Équipements de véhicules ferroviaires – Essais pour vibrations et chocs »

Les modules relais WAGO remplissent toutes les conditions pour une utilisation en secteur ferroviaire dans les catégories 1A à 1B. En raison de la connexion de serrage à ressort, ils offrent de plus une résistance élevée aux vibrations et aux chocs.

Température ambiante selon EN 50155
Classes de température	Température ambiante à l'extérieur du véhicule	Température interne d'armoire	Température interne d'armoire (<10 min)	Température de l'air au niveau du circuit imprimé
T1	-25 ... +40 °C	-25 ... +55 °C	+15 K	-25 ... +70 °C
T2	-40 ... +35 °C	-40 ... +55 °C	+15 K	-40 ... +70 °C
T3	-25 ... +45 °C	-25 ... +70 °C	+15 K	-25 ... +85 °C
TX	-40 ... +50 °C	-40 ... +70 °C	+15 K	-40 ... +85 °C

Optocoupleur et relais statique enfichable

Grande longévité et sans usure : WAGO a développé un large programme de modules optocoupleurs et modules relais statiques enfichables pour des applications industrielles. Pour tous les modules optocoupleurs WAGO, les optocoupleurs sont directement intégrés dans le boîtier. Les modules relais statiques enfichables sont des relais semi-conducteurs échangeables qui sont compatibles avec les broches des relais standard.

Il existe une large gamme avec des variantes pour tensions DC et AC. Ils sont conçus pour des plages de tensions en entrée de 5 V à 230 V et en sortie entre 3 V et 280 V.

Le circuit de protection intégré garantit un fonctionnement solide dans toutes les applications. Les modules réalisent la commutation de charge avec pics élevés aussi bien à la fermeture qu'à l'ouverture. Les lampes à incandescence avec charge ohmique et les ballasts électroniques avec charge capacitive sont causes de pics élevés à l'ouverture, les électrovannes avec bobines inductives sont causes de pics à la fermeture.

Pour des domaines d'utilisation avec pics de commutation élevés, WAGO a développé des optocoupleurs et relais statiques enfichables avec commutation à tension nulle. Ils réduisent les pics à un minimum.

Les modules interfaces entre périphériques de process comme des équipements de régulation, de signalisation ou de régulation, les optocoupleurs et relais statiques enfichables (SSR) sont très convaincants avec leurs avantages :

longue durée de vie
sans usure mécanique
pas de rebond sur les contacts
temps de commutation courts
faible courant d'appel
silencieux
insensible aux chocs et aux vibrations

Aperçu des produits

Relais et optocoupleur/relais statique enfichable

Série 857

Embases enfichables avec relais standard ou modules avec relais statiques (SSR)

Série 858

Embases débrochables avec relais industriel

Série 859

Bornes sur rail avec relais miniatures ou optocoupleurs

Série 788

Embases débrochables avec relais standard

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