Relè industriali: cosa sono, tipi e funzionamento

Introduzione

I relè industriali sono tra i componenti più utilizzati nei sistemi di automazione, nei quadri elettrici e negli impianti di controllo. Pur essendo dispositivi relativamente semplici, svolgono un ruolo fondamentale perché permettono di comandare un circuito elettrico mediante un altro circuito, garantendo isolamento elettrico, affidabilità e flessibilità di utilizzo.

Sono presenti praticamente ovunque: nelle macchine automatiche, nei PLC, negli impianti HVAC, nei sistemi di pompaggio, nelle linee di produzione, negli ascensori e nei quadri di distribuzione. In molti casi rappresentano l’interfaccia tra l’elettronica di comando a bassa tensione e i carichi di potenza, consentendo di pilotare motori, elettrovalvole, lampade di segnalazione e numerosi altri utilizzatori.

In questa guida vedremo nel dettaglio come funziona un relè industriale, quali sono le principali tipologie disponibili, come interpretarne le caratteristiche tecniche, come collegarlo correttamente e quali criteri utilizzare per scegliere il modello più adatto all’applicazione.

Approfondimento: Quadri elettrici: guida completa a tipologie, componenti, funzionamento, normativa e progettazione

Cos’è un relè industriale

Un relè industriale è un dispositivo di comando che utilizza un segnale elettrico per aprire o chiudere uno o più contatti, consentendo di controllare un circuito diverso da quello che alimenta il dispositivo stesso. Nella maggior parte dei casi il comando avviene tramite una bobina elettromagnetica che, quando viene alimentata, genera un campo magnetico capace di azionare un sistema di contatti meccanici.

La caratteristica che rende il relè così importante negli impianti industriali è l’isolamento galvanico tra il circuito di comando e il circuito di potenza. In pratica, una piccola corrente può comandare un carico che lavora con tensioni o correnti molto superiori, senza che i due circuiti siano elettricamente collegati tra loro. Questo principio aumenta la sicurezza dell’impianto e protegge i dispositivi di controllo, come PLC, pulsanti, sensori e moduli elettronici.

Un relè industriale è generalmente composto da quattro elementi principali.

Componente	Funzione
Bobina	Genera il campo magnetico quando viene alimentata.
Nucleo e armatura mobile	Trasformano il campo magnetico in un movimento meccanico.
Contatti elettrici	Aprono, chiudono o commutano il circuito comandato.
Molla di richiamo	Riporta il relè nella posizione di riposo quando la bobina viene diseccitata.

A seconda del modello, i contatti possono essere normalmente aperti (NO), normalmente chiusi (NC) oppure di scambio (SPDT), permettendo di realizzare logiche di comando anche molto articolate. Nei moderni impianti industriali esistono inoltre relè temporizzati, relè di sicurezza, relè bistabili e relè a stato solido (SSR), ciascuno progettato per soddisfare esigenze specifiche.

Come funziona un relè industriale

Il funzionamento di un relè elettromeccanico si basa sul principio dell’elettromagnetismo. Quando la tensione nominale viene applicata ai morsetti della bobina, la corrente che la attraversa genera un campo magnetico. Quest’ultimo attrae l’armatura mobile verso il nucleo ferromagnetico, provocando il movimento dei contatti elettrici.

Durante questa fase i contatti normalmente aperti (NO) si chiudono, mentre quelli normalmente chiusi (NC) si aprono. Il circuito comandato cambia quindi stato senza che vi sia un collegamento elettrico diretto con il circuito di comando.

Quando l’alimentazione della bobina viene rimossa, il campo magnetico scompare e la molla di richiamo riporta l’armatura nella posizione iniziale. I contatti ritornano così nella loro configurazione di riposo, pronti per un nuovo ciclo di funzionamento.

L’intera sequenza può essere riassunta in pochi passaggi:

1. la bobina riceve la tensione di comando;
2. si genera un campo magnetico;
3. l’armatura mobile viene attratta;
4. i contatti cambiano posizione;
5. il carico viene alimentato o disalimentato;
6. alla rimozione della tensione, la molla riporta il relè nello stato iniziale.

Questo principio permette di utilizzare segnali a 24 V DC provenienti da un PLC per controllare carichi alimentati a 230 V AC o superiori, mantenendo separati i due circuiti e riducendo il rischio di danneggiare l’elettronica di controllo. È proprio questa capacità di interfacciare circuiti con caratteristiche elettriche differenti che rende il relè uno dei componenti più diffusi nell’automazione industriale.

Componenti principali

Sebbene esistano numerose tipologie di relè industriali, la maggior parte dei modelli elettromeccanici condivide la stessa struttura costruttiva. Conoscere i principali componenti permette di comprenderne il funzionamento, facilitare la manutenzione e interpretare correttamente gli schemi elettrici.

Bobina

La bobina è l’elemento che genera il campo magnetico necessario all’azionamento del relè. Quando viene alimentata con la tensione nominale prevista dal costruttore, crea un campo magnetico che attrae l’armatura mobile.

Le tensioni più diffuse sono:

• 12 V DC
• 24 V DC
• 48 V DC
• 24 V AC
• 110 V AC
• 230 V AC

La scelta della tensione della bobina deve sempre essere compatibile con il circuito di comando. Ad esempio, nelle applicazioni con PLC industriali è molto comune utilizzare relè con bobina a 24 V DC.

Nucleo magnetico

Il nucleo è costituito da materiale ferromagnetico e ha il compito di concentrare il campo magnetico prodotto dalla bobina, migliorando l’efficienza dell’azionamento.

La sua geometria influisce sulla rapidità di intervento, sulla forza di attrazione e sull’affidabilità del relè durante milioni di cicli di funzionamento.

Armatura mobile

L’armatura è la parte meccanica che si sposta quando la bobina viene eccitata. Il suo movimento viene trasferito direttamente ai contatti elettrici, provocandone l’apertura o la chiusura.

Terminata l’alimentazione della bobina, l’armatura ritorna nella posizione iniziale grazie all’azione della molla di richiamo.

Contatti elettrici

I contatti rappresentano la parte operativa del relè, poiché consentono di interrompere, chiudere o commutare il circuito comandato.

Le configurazioni più comuni sono:

Tipo di contatto	Sigla	Funzione
Normalmente aperto	NO	Si chiude quando la bobina viene alimentata.
Normalmente chiuso	NC	Si apre quando la bobina viene alimentata.
Contatto di scambio	SPDT	Alterna il collegamento tra due circuiti.
Doppio contatto di scambio	DPDT	Comanda contemporaneamente due circuiti indipendenti.

I contatti vengono dimensionati in funzione della corrente, della tensione e della categoria di impiego del carico. Per questo motivo è importante non considerare soltanto la corrente nominale, ma anche il tipo di utilizzatore da comandare, ad esempio un carico resistivo, induttivo o un motore elettrico. Le principali caratteristiche elettriche dei contatti e le relative categorie di utilizzo sono definite nelle documentazioni tecniche dei costruttori.

Molla di richiamo

La molla di richiamo garantisce il ritorno automatico dell’armatura nella posizione di riposo quando la bobina viene diseccitata.

La sua qualità costruttiva incide direttamente sulla velocità di rilascio del relè e sulla durata meccanica del dispositivo, soprattutto nelle applicazioni caratterizzate da frequenti cicli di commutazione.

Tipologie di relè industriali

Non esiste un solo tipo di relè industriale. Ogni applicazione richiede caratteristiche specifiche in termini di velocità, portata dei contatti, durata, isolamento e funzioni di controllo. Conoscere le principali tipologie consente di scegliere il dispositivo più adatto evitando sovradimensionamenti o impieghi non corretti.

Tipologia	Caratteristiche principali	Applicazioni tipiche
Relè elettromeccanico	Contatti meccanici azionati da una bobina	Quadri elettrici, automazione, impiantistica
Relè a stato solido (SSR)	Commutazione elettronica senza parti mobili	Elevata frequenza di manovra, riscaldamento elettrico
Relè temporizzato	Introduce ritardi all’eccitazione o al rilascio	Sequenze automatiche, avviamenti e temporizzazioni
Relè bistabile	Mantiene la posizione anche senza alimentazione continua	Automazione, domotica, risparmio energetico
Relè di sicurezza	Contatti a guida forzata per circuiti Safety	Arresti di emergenza e protezione delle macchine
Relè di interfaccia	Adatta segnali tra PLC e dispositivi di campo	Quadri di automazione industriale

Relè elettromeccanici

Sono i modelli più diffusi nell’industria. Utilizzano una bobina e un sistema di contatti meccanici per comandare il circuito di potenza.

Offrono un ottimo isolamento galvanico, sono economici e semplici da sostituire, caratteristiche che li rendono ideali per la maggior parte delle applicazioni industriali.

Relè a stato solido (SSR)

I relè SSR sostituiscono i contatti meccanici con dispositivi elettronici di potenza, eliminando completamente le parti in movimento.

I principali vantaggi sono:

• elevata velocità di commutazione;
• funzionamento silenzioso;
• assenza di usura meccanica;
• lunga vita operativa.

Di contro, presentano una leggera corrente di dispersione, generano calore durante il funzionamento e richiedono spesso un dissipatore termico. La documentazione tecnica distingue i relè a stato solido come una categoria specifica con caratteristiche di funzionamento differenti rispetto ai relè elettromeccanici.

Relè temporizzati

Integrano una funzione di temporizzazione che permette di ritardare l’attivazione o la disattivazione dei contatti.

Sono impiegati in numerose applicazioni industriali, tra cui:

• avviamento di motori;
• gestione dell’illuminazione;
• sequenze automatiche;
• pompe;
• ventilazione;
• sistemi HVAC.

Relè bistabili

A differenza dei relè tradizionali, mantengono la posizione dei contatti anche in assenza di alimentazione della bobina.

Questa caratteristica consente di ridurre i consumi energetici e di mantenere lo stato del circuito anche in caso di mancanza di alimentazione.

Relè di sicurezza

Sono progettati per applicazioni in cui la sicurezza delle persone e delle macchine è prioritaria.

Utilizzano contatti a guida forzata, sistemi di autodiagnosi e circuiti ridondanti per controllare dispositivi come pulsanti di emergenza, interruttori di sicurezza, barriere fotoelettriche e ripari mobili, garantendo il raggiungimento dei livelli di sicurezza richiesti dalle normative di settore.

Relè di interfaccia

I relè di interfaccia vengono installati tra il PLC e il dispositivo di campo per adattare tensioni, correnti e livelli di isolamento.

Oltre a proteggere le uscite del controllore programmabile, facilitano la manutenzione e permettono di sostituire rapidamente il relè senza intervenire sul cablaggio del quadro elettrico, motivo per cui sono ampiamente utilizzati nelle moderne architetture di automazione industriale.

Come leggere la targhetta di un relè industriale

La targhetta identificativa raccoglie tutte le informazioni necessarie per installare e utilizzare correttamente un relè industriale. Saper interpretare questi dati permette di scegliere il componente adatto all’applicazione, evitando errori di cablaggio, sovraccarichi o guasti prematuri.

Sebbene le diciture possano variare leggermente da un produttore all’altro, le informazioni riportate sono sostanzialmente le stesse.

Dato riportato	Significato
Tensione bobina	Tensione necessaria per eccitare il relè.
Corrente o potenza della bobina	Assorbimento richiesto dal circuito di comando.
Numero dei contatti	Indica quanti contatti sono disponibili e la loro configurazione.
Corrente nominale	Massima corrente commutabile nelle condizioni previste dal costruttore.
Tensione nominale dei contatti	Massima tensione di utilizzo dei contatti.
Categoria di impiego	Specifica il tipo di carico che il relè può comandare.
Vita meccanica ed elettrica	Numero indicativo di manovre garantite.

Vediamo nel dettaglio le informazioni più importanti.

Tensione della bobina

La tensione della bobina identifica il valore che deve essere applicato ai morsetti di comando affinché il relè possa intervenire.

I valori più diffusi nel settore industriale sono:

• 24 V DC
• 48 V DC
• 24 V AC
• 110 V AC
• 230 V AC

Una bobina alimentata con una tensione differente da quella prevista potrebbe non eccitarsi correttamente oppure danneggiarsi in modo irreversibile.

Corrente nominale dei contatti

La corrente nominale indica il valore massimo che i contatti possono commutare nelle condizioni specificate dal costruttore.

È importante ricordare che questo valore non è universale, ma dipende dal tipo di carico collegato. Comandare una lampada, una resistenza elettrica o un motore produce infatti sollecitazioni molto differenti sui contatti.

Per questo motivo non è sufficiente verificare soltanto il valore espresso in ampere, ma è necessario considerare anche la categoria di impiego.

Categoria di impiego

Le categorie di impiego descrivono il tipo di utilizzatore che il relè è in grado di comandare in sicurezza.

Tra le più comuni troviamo:

• AC-1 per carichi prevalentemente resistivi;
• AC-15 per circuiti di comando elettromagnetici in corrente alternata;
• DC-13 per circuiti di comando in corrente continua.

Queste categorie consentono di valutare correttamente la portata reale del relè nelle diverse condizioni di esercizio. Le definizioni delle categorie di carico e delle caratteristiche dei contatti sono riportate nella documentazione tecnica dei costruttori.

Configurazione dei contatti

Sulla targhetta viene normalmente indicato anche il numero dei contatti disponibili.

Le configurazioni più comuni sono:

Sigla	Descrizione
1 NO	Un contatto normalmente aperto
1 NC	Un contatto normalmente chiuso
1 CO (SPDT)	Un contatto di scambio
2 CO (DPDT)	Due contatti di scambio indipendenti
4 CO	Quattro contatti di scambio

Questa informazione è fondamentale durante la progettazione del circuito di comando e per verificare che il relè disponga di un numero sufficiente di contatti per l’applicazione prevista.

Durata meccanica ed elettrica

Ogni relè è progettato per effettuare un determinato numero di manovre.

La durata meccanica rappresenta il numero di azionamenti eseguibili senza carico elettrico, mentre la durata elettrica tiene conto dell’usura provocata dall’apertura e dalla chiusura dei contatti sotto carico.

Nelle applicazioni caratterizzate da frequenti commutazioni è opportuno scegliere relè progettati per elevate durate operative o valutare l’impiego di relè a stato solido.

Contatti NO, NC e COM: significato e funzionamento

I contatti rappresentano l’elemento che permette al relè di controllare il circuito utilizzatore. Comprendere il significato delle sigle NO, NC e COM è indispensabile per interpretare gli schemi elettrici ed eseguire un cablaggio corretto.

Le tre sigle derivano dalla terminologia inglese:

• NO (Normally Open): normalmente aperto;
• NC (Normally Closed): normalmente chiuso;
• COM (Common): contatto comune.

La posizione dei contatti viene sempre indicata con la bobina non alimentata, cioè nello stato di riposo del relè.

Contatto normalmente aperto (NO)

Il contatto normalmente aperto rimane aperto quando la bobina non è alimentata.

Al momento dell’eccitazione della bobina il contatto si chiude, consentendo il passaggio della corrente verso il carico.

Questa configurazione è molto utilizzata per:

• avviare motori;
• accendere lampade;
• alimentare elettrovalvole;
• attivare segnalazioni luminose.

Contatto normalmente chiuso (NC)

Il contatto normalmente chiuso presenta il comportamento opposto.

In condizioni di riposo il circuito risulta chiuso, mentre si apre quando la bobina viene alimentata.

È frequentemente impiegato nei circuiti di sicurezza, negli allarmi e nelle logiche che richiedono l’interruzione dell’alimentazione al verificarsi di una determinata condizione.

Contatto comune (COM)

Il contatto comune è il terminale mobile che viene collegato alternativamente al contatto NO oppure al contatto NC.

Nei relè a scambio il COM rappresenta quindi il punto di ingresso del circuito che viene deviato automaticamente in funzione dello stato della bobina.

Schema di funzionamento dei contatti

Stato della bobina	Contatto NO	Contatto NC
Bobina diseccitata	Aperto	Chiuso
Bobina eccitata	Chiuso	Aperto

Questo semplice principio consente di realizzare numerose logiche di comando utilizzate nell’automazione industriale, come autoritenute, interblocchi, inversioni di marcia e sequenze automatiche.

Quando utilizzare un contatto NO o NC

La scelta dipende dalla funzione che il circuito deve svolgere.

In generale:

• utilizzare un contatto NO quando il carico deve essere alimentato solo dopo il comando;
• utilizzare un contatto NC quando il carico deve essere normalmente alimentato e disattivarsi al comando;
• utilizzare un contatto di scambio quando è necessario commutare automaticamente tra due circuiti differenti.

Comprendere questa distinzione è fondamentale per evitare errori di progettazione e interpretare correttamente gli schemi elettrici presenti nei quadri di automazione e negli impianti industriali.

Come collegare un relè industriale

Il collegamento di un relè industriale è generalmente semplice, ma richiede attenzione per evitare errori che potrebbero compromettere il funzionamento dell’impianto o danneggiare i dispositivi collegati.

Ogni relè è costituito da due circuiti elettricamente separati:

• il circuito di comando, che alimenta la bobina;
• il circuito di potenza, costituito dai contatti che comandano il carico.

Questa separazione garantisce l’isolamento galvanico tra comando e utilizzatore, uno dei principali vantaggi dei relè elettromeccanici.

Collegamento della bobina

La bobina è identificata generalmente con i morsetti A1 e A2.

Quando ai due morsetti viene applicata la tensione nominale prevista dal costruttore, il relè si eccita e i contatti cambiano stato.

Ad esempio, in un quadro di automazione alimentato a 24 V DC:

• il morsetto A1 viene collegato al positivo dell’alimentazione;
• il morsetto A2 viene collegato al negativo oppure all’uscita del PLC, in funzione dello schema adottato.

È sempre necessario verificare che la tensione della bobina corrisponda a quella disponibile nel circuito di comando.

Collegamento dei contatti

I contatti vengono utilizzati per alimentare o interrompere il circuito del carico.

Nei relè con un contatto di scambio sono normalmente presenti tre morsetti:

Morsetto	Funzione
COM	Contatto comune
NO	Normalmente aperto
NC	Normalmente chiuso

Il collegamento varia in funzione della logica richiesta.

Se il carico deve attivarsi soltanto quando il relè è eccitato, si utilizza il contatto NO.

Se invece il carico deve essere normalmente alimentato e disattivarsi all’eccitazione della bobina, si utilizza il contatto NC.

Esempio pratico con PLC

Uno degli impieghi più comuni consiste nell’utilizzare un’uscita digitale del PLC per comandare un relè di interfaccia.

La sequenza di funzionamento è la seguente:

1. il PLC attiva l’uscita digitale a 24 V DC;
2. la bobina del relè viene alimentata;
3. il contatto NO si chiude;
4. il carico a 230 V AC viene alimentato.

In questo modo il PLC non alimenta direttamente il carico, ma pilota solamente la bobina del relè, riducendo le sollecitazioni sulle uscite elettroniche.

Errori da evitare

Durante il cablaggio dei relè industriali è buona norma evitare alcuni errori ricorrenti.

Tra i più frequenti troviamo:

• utilizzare una bobina con tensione diversa da quella disponibile;
• superare la corrente nominale dei contatti;
• collegare carichi induttivi senza adeguate protezioni;
• invertire i morsetti della bobina nei modelli polarizzati;
• non verificare la categoria di impiego del relè.

Una corretta progettazione del circuito aumenta l’affidabilità dell’impianto e prolunga la vita utile dei contatti.

Relè o contattore? Differenze e quando scegliere l’uno o l’altro

Relè e contattori svolgono una funzione simile: consentono di comandare un circuito mediante un altro circuito. Tuttavia sono progettati per applicazioni differenti e non devono essere considerati dispositivi intercambiabili.

Il relè viene utilizzato principalmente nei circuiti di comando e per la gestione di carichi di potenza limitata, mentre il contattore è progettato per inserire e disinserire carichi elevati, come motori trifase, resistenze industriali e grandi impianti di illuminazione.

Caratteristica	Relè industriale	Contattore
Corrente comandabile	Bassa o media	Elevata
Applicazione principale	Circuiti di comando	Circuiti di potenza
Dimensioni	Compatte	Maggiori
Numero di manovre	Elevato	Molto elevato anche sotto carico
Contatti ausiliari	Integrati	Disponibili come accessori
Potenza dei carichi	Limitata	Motori e carichi industriali

Quando scegliere un relè

Il relè rappresenta la soluzione ideale quando occorre:

• interfacciare un PLC con un utilizzatore;
• realizzare logiche di comando;
• pilotare elettrovalvole;
• gestire segnalazioni luminose;
• comandare piccoli motori;
• isolare elettricamente due circuiti.

Grazie alle dimensioni compatte e al costo contenuto, trova impiego nella maggior parte dei quadri di automazione.

Quando scegliere un contattore

Il contattore diventa invece indispensabile quando il carico richiede correnti elevate oppure è soggetto a frequenti manovre sotto carico.

È il dispositivo normalmente utilizzato per:

• motori asincroni trifase;
• compressori;
• pompe industriali;
• gruppi di ventilazione;
• resistenze elettriche di elevata potenza;
• impianti di climatizzazione.

I contattori sono inoltre progettati per sopportare le correnti di spunto tipiche dei motori elettrici e possono essere integrati con relè termici, contatti ausiliari e accessori dedicati.

È possibile utilizzare un relè al posto di un contattore?

Solo in applicazioni molto limitate.

Se il carico supera la portata nominale dei contatti oppure presenta elevate correnti di avviamento, l’utilizzo di un relè può provocare il rapido deterioramento dei contatti, con conseguente rischio di incollaggio, surriscaldamento o guasto.

In fase di progettazione è quindi fondamentale scegliere il dispositivo in funzione delle caratteristiche del carico, della frequenza di manovra e delle condizioni di esercizio previste.

Nella maggior parte degli impianti industriali relè e contattori lavorano insieme: il relè gestisce la logica di comando, mentre il contattore si occupa dell’alimentazione dei carichi di potenza. Questa soluzione garantisce maggiore affidabilità, facilita la manutenzione e permette di proteggere i dispositivi elettronici di controllo.

Relè elettromeccanico o relè a stato solido (SSR)? Confronto

La scelta tra un relè elettromeccanico e un relè a stato solido (SSR) dipende principalmente dal tipo di carico, dalla frequenza di commutazione e dalle condizioni di lavoro.

Entrambe le soluzioni consentono di comandare un circuito mediante un segnale elettrico, ma adottano tecnologie completamente differenti.

Il relè elettromeccanico utilizza una bobina e contatti meccanici, mentre il relè SSR impiega componenti elettronici di potenza, eliminando qualsiasi parte in movimento.

Caratteristica	Relè elettromeccanico	Relè SSR
Tecnologia	Contatti meccanici	Elettronica di potenza
Rumorosità	Presente (clic meccanico)	Assente
Velocità di commutazione	Media	Molto elevata
Durata meccanica	Limitata dall’usura dei contatti	Molto elevata
Isolamento galvanico	Sì	Sì (tramite fotoaccoppiatore)
Generazione di calore	Molto ridotta	Maggiore
Necessità di dissipatore	No	Spesso sì
Corrente di dispersione	Assente	Presente

Quando scegliere un relè elettromeccanico

Il relè tradizionale rappresenta la scelta migliore quando:

• il numero di manovre è contenuto;
• sono richiesti contatti completamente aperti;
• si desidera un costo ridotto;
• è necessario gestire contemporaneamente contatti NO e NC;
• si vogliono effettuare facilmente verifiche e sostituzioni.

È ancora oggi la soluzione più diffusa nei quadri elettrici industriali.

Quando scegliere un relè SSR

Il relè a stato solido è invece consigliato quando:

• il numero di commutazioni è molto elevato;
• è richiesta una risposta estremamente rapida;
• è necessario eliminare il rumore meccanico;
• il dispositivo lavora in ambienti soggetti a vibrazioni;
• occorre ridurre la manutenzione.

Bisogna tuttavia considerare che gli SSR dissipano calore durante il funzionamento e, nelle applicazioni con correnti elevate, richiedono generalmente l’installazione di un dissipatore. La documentazione tecnica dei costruttori distingue chiaramente i relè SSR dai modelli elettromeccanici e ne descrive le specifiche caratteristiche di funzionamento.

Applicazioni dei relè industriali

Grazie alla loro versatilità, i relè trovano impiego praticamente in ogni settore dell’automazione industriale.

Sono utilizzati per separare elettricamente i circuiti di comando da quelli di potenza, realizzare logiche di funzionamento e proteggere i dispositivi elettronici.

Le applicazioni più comuni comprendono:

• quadri di automazione industriale;
• macchine automatiche;
• PLC e sistemi di controllo;
• impianti di pompaggio;
• compressori;
• nastri trasportatori;
• impianti HVAC;
• ascensori;
• sistemi di illuminazione;
• impianti di trattamento acque;
• linee di produzione.

Nei quadri elettrici il relè viene spesso installato su guida DIN tramite apposite basi a innesto, una soluzione che semplifica il cablaggio e consente una rapida sostituzione in caso di guasto.

Esempio pratico

Immaginiamo una linea automatica comandata da un PLC.

L’uscita digitale del controllore eroga un segnale a 24 V DC che alimenta la bobina di un relè di interfaccia. Quando il relè si eccita, il contatto normalmente aperto alimenta un’elettrovalvola a 230 V AC.

In questo modo:

• il PLC lavora esclusivamente in bassa tensione;
• il circuito di potenza rimane separato;
• l’elettronica di controllo è protetta;
• la manutenzione risulta più semplice.

È proprio questo il motivo per cui i relè sono presenti nella quasi totalità dei quadri di automazione.

Guasti più frequenti dei relè industriali

Sebbene siano dispositivi estremamente affidabili, anche i relè possono guastarsi, soprattutto dopo molti anni di servizio o in presenza di condizioni gravose.

I problemi più comuni sono legati all’usura dei contatti, ai sovraccarichi e alle anomalie della bobina.

Tra i guasti più frequenti troviamo:

Guasto	Possibile causa
Bobina interrotta	Sovratensione o surriscaldamento
Contatti incollati	Sovracorrente o arco elettrico
Contatti ossidati	Umidità o ambiente aggressivo
Mancata eccitazione	Alimentazione assente o tensione errata
Vibrazioni dei contatti	Alimentazione instabile della bobina
Surriscaldamento	Carico superiore alla portata nominale

Una corretta manutenzione preventiva permette di ridurre notevolmente questi inconvenienti.

È buona pratica:

• verificare periodicamente il serraggio dei morsetti;
• controllare eventuali segni di surriscaldamento;
• sostituire i relè con contatti deteriorati;
• verificare la tensione di alimentazione della bobina;
• rispettare sempre la corrente nominale indicata dal costruttore.

Come testare un relè con il multimetro

Quando un relè non funziona correttamente è possibile eseguire alcune verifiche con un normale multimetro digitale.

Prima di qualsiasi misura è indispensabile scollegare il dispositivo dall’alimentazione e mettere in sicurezza il circuito.

La procedura può essere riassunta nei seguenti passaggi.

1. Verificare visivamente l’integrità del relè e dei morsetti.
2. Misurare la resistenza della bobina tra i morsetti A1 e A2.
3. Controllare la continuità dei contatti NO e NC con la bobina diseccitata.
4. Alimentare la bobina con la tensione nominale prevista.
5. Verificare che i contatti cambino correttamente stato.

Se la bobina presenta circuito aperto oppure i contatti non commutano correttamente, il relè è probabilmente guasto e deve essere sostituito.

Domande frequenti sui relè industriali

Qual è la differenza tra un relè e un contattore?

Il relè viene utilizzato principalmente nei circuiti di comando, mentre il contattore è progettato per comandare carichi di potenza elevata, come motori trifase e grandi utilizzatori industriali.

Un PLC può pilotare direttamente un relè?

Sì. Le uscite digitali dei PLC vengono spesso utilizzate per alimentare la bobina di relè di interfaccia a 24 V DC.

Perché un relè emette un “clic”?

Il rumore è provocato dal movimento dell’armatura mobile che aziona i contatti meccanici.

Quanto dura un relè industriale?

Dipende dal numero di manovre, dal tipo di carico e dalle condizioni di esercizio. In applicazioni corrette può raggiungere centinaia di migliaia o milioni di cicli di funzionamento.

È possibile sostituire un relè con uno SSR?

Sì, ma solo dopo aver verificato la compatibilità elettrica, il tipo di carico, la corrente nominale e le condizioni di dissipazione termica.

Perché i contatti si incollano?

Generalmente a causa di sovracorrenti, archi elettrici ripetuti o utilizzo del relè con carichi superiori alle specifiche del costruttore.

Come scegliere la tensione della bobina?

La tensione nominale della bobina deve coincidere con quella disponibile nel circuito di comando, ad esempio 24 V DC o 230 V AC.

I relè richiedono manutenzione?

Normalmente richiedono una manutenzione limitata, ma è consigliabile controllare periodicamente il serraggio dei morsetti, lo stato dei contatti e l’eventuale presenza di surriscaldamenti, soprattutto negli impianti soggetti a frequenti manovre.

Numerazione dei morsetti di un relè industriale

La numerazione dei morsetti segue standard internazionali che permettono di identificare rapidamente la funzione di ogni terminale, indipendentemente dal produttore. Conoscere queste sigle facilita la lettura degli schemi elettrici e riduce il rischio di errori durante il cablaggio.

Nei relè industriali i morsetti della bobina sono generalmente identificati con A1 e A2, mentre i contatti utilizzano una numerazione progressiva.

Morsetto	Funzione	Stato a bobina diseccitata
A1	Alimentazione bobina	—
A2	Alimentazione bobina	—
11	Contatto comune (COM) del primo scambio	Collegato a 12
12	Contatto normalmente chiuso (NC)	Chiuso
14	Contatto normalmente aperto (NO)	Aperto
21	Contatto comune (COM) del secondo scambio	Collegato a 22
22	Contatto normalmente chiuso (NC)	Chiuso
24	Contatto normalmente aperto (NO)	Aperto
31	Contatto comune (COM) del terzo scambio	Collegato a 32
32	Contatto normalmente chiuso (NC)	Chiuso
34	Contatto normalmente aperto (NO)	Aperto
41	Contatto comune (COM) del quarto scambio	Collegato a 42
42	Contatto normalmente chiuso (NC)	Chiuso
44	Contatto normalmente aperto (NO)	Aperto

La logica della numerazione è semplice:

• il primo numero identifica il gruppo di contatti;
• il terminale 1 rappresenta sempre il contatto comune;
• il terminale 2 identifica il contatto normalmente chiuso (NC);
• il terminale 4 identifica il contatto normalmente aperto (NO).

Ad esempio, in un relè con due contatti di scambio saranno presenti:

• 11-12-14
• 21-22-24

mentre un relè con quattro contatti di scambio avrà anche:

• 31-32-34
• 41-42-44

Prima di effettuare il cablaggio è comunque consigliabile verificare sempre lo schema riportato sul relè o sulla relativa scheda tecnica, poiché alcuni costruttori possono adottare numerazioni differenti per prodotti specifici.

Errori comuni nel cablaggio dei relè industriali

Molti problemi di funzionamento non dipendono dal relè, ma da errori di progettazione o di cablaggio. Individuarli rapidamente permette di ridurre i tempi di fermo impianto ed evitare sostituzioni inutili.

1. Alimentare la bobina con una tensione errata

È uno degli errori più frequenti.

Una bobina a 24 V DC alimentata a 230 V AC si danneggia quasi immediatamente, mentre una bobina da 230 V alimentata a 24 V potrebbe non eccitarsi affatto.

Come evitarlo: verificare sempre la tensione nominale indicata sulla targhetta del relè.

2. Superare la corrente nominale dei contatti

I contatti sono progettati per una determinata corrente e categoria di impiego.

Comandare un motore con un relè sottodimensionato provoca un rapido deterioramento dei contatti e può causarne l’incollaggio.

Come evitarlo: dimensionare il relè in funzione del tipo di carico e non soltanto della corrente nominale.

3. Utilizzare un relè invece di un contattore

Un relè non è progettato per inserire ripetutamente motori di elevata potenza.

Nei circuiti di forza è preferibile utilizzare un contattore, eventualmente comandato da un relè o dal PLC.

4. Non proteggere i carichi induttivi

Bobine, elettrovalvole e contattori generano extratensioni durante la diseccitazione.

Nel tempo queste sovratensioni possono danneggiare i contatti del relè.

Come evitarlo: utilizzare diodi di ricircolo, varistori oppure reti RC, in funzione del tipo di alimentazione.

5. Serraggio insufficiente dei morsetti

Connessioni poco serrate aumentano la resistenza di contatto e provocano surriscaldamenti.

Con il passare del tempo possono verificarsi falsi contatti e interruzioni intermittenti.

6. Invertire NO e NC

È un errore molto comune durante il cablaggio.

Il risultato è un impianto che si comporta esattamente al contrario di quanto previsto dal progetto.

Per evitarlo è sufficiente verificare sempre la numerazione dei morsetti prima del collegamento.

7. Relè che vibra durante il funzionamento

Se il relè emette un ronzio continuo oppure vibra, le cause più comuni sono:

• tensione della bobina insufficiente;
• alimentazione instabile;
• nucleo magnetico sporco;
• bobina danneggiata;
• frequenza di alimentazione non corretta nei modelli in corrente alternata.

Prima di sostituire il relè è consigliabile verificare la tensione presente ai morsetti A1 e A2.

8. Contatti incollati

I contatti possono rimanere permanentemente chiusi a causa dell’arco elettrico generato durante la commutazione di carichi elevati.

Il problema è particolarmente frequente con motori, trasformatori ed elettromagneti.

In questi casi il relè deve essere sostituito.

9. Bobina sempre alimentata

Lasciare la bobina costantemente eccitata, soprattutto in ambienti con temperature elevate, accelera l’invecchiamento dell’isolamento e può ridurre la vita utile del dispositivo.

Quando possibile, è opportuno progettare la logica di comando in modo da limitare i tempi di eccitazione.

10. Sostituire il relè senza individuare la causa del guasto

La sostituzione del componente risolve raramente il problema se non viene eliminata la causa che lo ha provocato.

Prima di installare un nuovo relè è consigliabile verificare:

• tensione della bobina;
• corrente del carico;
• stato dei morsetti;
• continuità dei conduttori;
• presenza di sovratensioni;
• corretto dimensionamento del dispositivo.

Questa semplice procedura permette di prevenire guasti ripetitivi e aumentare l’affidabilità dell’intero impianto.