Різновиди реле затримки вимкнення

Побутова та промислова автоматизація складається з безлічі різнобічних елементів. До неї входять системи управління, перетворювачі струму, виконавці роботи, контролюючі вимикачі, засоби індикації. Всі названі компоненти, кожен у своїй мірі, дозволяють звільнити людину від нудних та одноманітних, а найчастіше і стомлюючих фізичних дій. Серед названих окремо можна згадати реле затримки вимкнення. Його функціональність дозволяє від'єднати пристрій споживання не відразу після команди, що надійшла, а через деякий, встановлений час. Прикладом можна згадати систему освітлення: якщо загальний вимикач знаходиться у незручному місці великого приміщення, розмикання мережі живлення ламп з його допомогою одразу призведе до втрати видимості. Реле затримки дозволяє уникнути подібної неприємності - світло згасне не відразу, а через деякий час, що дасть людині можливість вільно залишити це місце. І згадана ніша використання аналогічних пристроїв не єдина.

Висвітлення великого приміщення:

Різні види

Принцип роботи реле часу ґрунтується на внутрішньому таймері, який відраховує встановлений період. Функціонування названого елемента може бути побудовано на різних основах, серед яких використання механічних сил, гідравліка, пневматика, електроніка і поширення останнім часом мікропроцесорна техніка. Все перераховане і є фактори розподілу реле часу за типами.

Інший не менш важливою характеристикою є сам вид дії пристрою. Частина моделей реле надає функції відкладеного включення, друга застосовується з метою підтримки лінії активному стані, третя затримки процедури відсічки.Виконання цих операцій відбувається протягом або через певний проміжок часу.

Існують автомати контролю струму навантаження, що поєднують у собі кілька різних таймерів, причому кожен з них виконуватиме свою частину функцій управління шиною живлення.

Багатофункціональне реле часу:

Ще одним фактором по якому розрізняють реле, служить напруга. Основні та найбільш поширені апарати призначені для роботи в мережах 12, 24 та 220 В змінного та постійного струму. Звичайно, все залежить від місця використання. 220 В - це побутові прилади, системи керування світлом, насосами, електродвигунами. Ніша 12 і 24 вольт належить автомобільній електроніці, серед якої відразу згадується відключення паркувальних камер, постановка на сигналізацію із затримкою або блокування замків.

Механічні, моторні та електромагнітні види

За рахунок простоти пристрою та неперевершеної надійності, спочатку були поширені та створені механічні реле часу. Внутрішній таймер у них побудований на основі класичного анкерного годинникового механізму, що приводиться в дію як звичайною пружиною, так і електродвигуном або електромагнітом.

Механічний таймер підключення:

На наведеній фотографії можна побачити внутрішній пристрій однієї з найпоширеніших моделей реле. Зверху знаходиться шкала налаштування періоду, нижче розташований годинниковий механізм, а в основі сама електрична частина з'єднання та вимкнення лінії.

Існують також реле короткої дії, що використовують як фактор уповільнення додаткове електромагнітне поле, що створюється на другій котушці в конструкції апарату.

Схема реле з електромагнітним сповільнювачем:

На малюнку вище: 1 - котушка дії, 2 - сповільнює, 3 - вимикач лінії, 4 - регулятор опірності.

Функціонально перелічені пристрої досить прості, через що в них немає деяких «сучасних» функцій на кшталт віддаленого управління, інформування або установки декількох періодів. Проте механічні реле користуються попитом і в наш час. Їхня безпосередня перевага полягає у початковій надійності за межею вимог, незалежно від навколишнього середовища. Тобто, таймери названого типу правильно функціонують при волозі, нестандартному тиску, хімічних та їдких випарах, температурному дисонансі, вираженому сильному нагріванні або охолодженні, або ж при постійному вібраційному впливі. Тут найкращим прикладом можуть стати механічні реле часу, що використовуються у космонавтиці. Від більшості з них залежить життя екіпажів ракет та функціонування критичної апаратури.

Пневматика та гідравліка

Пневматичне реле РВП-72-3221:

Окремим видом таймерів, що керують обладнанням, йде пневматичне реле часу або його гідравлічний варіант. Працює пристрій залежно від типу конструкції на фізичних принципах впливу тиску рідин або газів. У розрізі реле, представленого на фотографії, уповільнення спрацьовування виконується за рахунок повітряної подушки, що знаходиться у правій частині апарата. Принцип простий: рухома вісь під впливом електромагнітного поля перемикає стан контактів лінії. Миттєвість переміщення обмежена камерою, що містить атмосферний газ, який поступово витікає з ємності, зрештою допускає виконання основної функції.Час затримки в зазначеному випадку встановлюється комбінацією потужності струму, що приходить до котушки і регульованим розміром каналів виходу повітря.

Схема роботи гідравлічного автомата:

Гідравлічні реле часу у своїй основі використовують схожий принцип дії. У ньому камера з поршнем, на якому закріплено упор, наповняться рідиною. Коли вся ємність зайнята, вісь рухомого елемента справляє необхідну дію, пов'язану із закінченням періоду - з'єднання або розрив контактів, або механічну операцію. Швидкість спрацьовування встановлюється натиском заповнювача та шириною каналів проходження. Найчастіше названий тип реле виконує функції датчика тиску, що зручно при використанні в промисловій та побутовій сфері. До останньої, наприклад, належать системи наповнення гідроакумуляторів, які у свою чергу потрібні при заборі води зі свердловини та її подальшого споживання.

Гідроакумулятор із встановленим реле відключення:

Крім названих ніш, можна використовувати гідравлічні та пневматичні реле у сфері блокування за допомогою звичайної механіки, без участі електричного струму. Останнє дуже актуальне щодо вибухонебезпечного або рідкого середовища, що оточує реле часу.

Електронні реле

Розвиток електроніки розширив і ніші її використання. Тепер для зменшення ваги пристроїв і спрощення створення ланцюгів зв'язку застосовуються уніфіковані радіодеталі, без фізичних рухомих механізмів. Реле часу не є винятком.

Схема автомобільного реле відключення паркувальної камери:

Тепер лічильником виступає аналогова частина у вигляді конденсатора, у зв'язці з резистором навантаження обмежує накопичення заряду. Далі тільки транзистор, що управляє самим реле залежно від того, сповнений накопичувач енергією чи ні.

У наведеній схемі налаштування таймера виконується шляхом зміни ємності С1 і навантаження R1. Чим названі характеристики у елементів вищі, тим довше буде спрацьовування реле.

Мікропроцесорні реле на логічних елементах

Наш час це століття цифрової техніки. Відповідно, і багато аналогових радіосхем змінюються на більш «розумні», що містять логічні елементи. Останні дозволяють як поліпшити точність виконуваних операцій, а й розширити функціональність пристроїв, зібраних з їхньої основі.

Одна з моделей цифрових програмованих реле часу:

У межах сказаного, при цифрової основі реле затримки вимкнення, базисний рівень операцій, (а саме таймер) представлений лічильником. Останній здійснює підсумовування тактів вбудованого генератора, і в залежності від отриманого значення здійснює основні операції активації мережі або її розриву.

Все це стосується простих систем. Але цифрові елементи, саме микроконтроллеры, дозволяють серйозно розширити набір вбудованих функцій, що стосуються як інтерфейсу користувача, а й реле процесів, що виробляються. Наприклад, використання різних інтервалів залежно від поточної фази доби та/або зовнішніх факторів.

Тут можна згадати налаштування реле часу для вуличного освітлення. Протяжність дня різна, та й усю ніч палити енергію немає сенсу. Проста програма для мікроконтролера, яка використовується в пристроях названого плану, включатиме лампи, коли потрібно, і гасити їх в інший час.

Одна із схем підключення реле відкладеної дії до мережі вуличного освітлення:

Розширивши послідовність інструкцій можна домогтися того, що на пульт оператору буде відправлятися сервісна інформація про джерела світла, що працюють і вийшли з ладу.

Всі можливості кількох різних видів реле з додаванням нових функцій можна отримати від одного пристрою, оснащеного мікроконтролером.

Моделі виконання

Реле часу, орієнтовані затримку відключення лінії, випускаються у кількох форм-факторах, які забезпечують зручність застосування кожному за випадку. Існують моделі, призначені для установки на DIN-рейку в стандартний щиток електроживлення, виносні варіанти та пристрої для монтажу, що окремо випускаються, згідно з планом спеціаліста його провідного. У побуті поширені реле-посередники, що підключаються до звичайної розетки і знаходяться між нею і кінцевим споживачем електроенергії.

Побутовий пристрій відключення:

Схема підключення реле до лінії

Різні моделі реле часу монтуються в електричну мережу різними способами. Але є й базові, постійні речі. Тут слід пам'ятати дві з них:

1. Реле вимагає струму для забезпечення власної функціональності, а значить два контакти лінії пристрою будуть призначені названої мети. Хоча останнє залежить від типу пристрою. Наприклад, у пружинних, гідравлічних і пневматичних реле в залежності від моделі, необхідність підведення додаткового струму не є актуальною.
2. Установка таймера виконується у розрив однієї з ліній живлення навантаження. Зазвичай у ролі її виступає фазовий провід змінного струму чи плюс постійного.

Відповідь на питання, як підключити реле часу до існуючої лінії, стає зрозумілою при погляді на наступну схему:

Ось тільки значення ліній та їхня послідовність у різних апаратів може відрізнятися. Тут допоможе інструкція або посібник з експлуатації, що відноситься до конкретної моделі та поставляється разом з нею на паперовому носії.

Налаштування

Встановлення часових параметрів для кожного таймера відключення досить індивідуальне. Якщо брати загалом — найчастіше управляючі механізми представлені відповідними кнопками поруч із індикатором роботи з його лицьовій стороні чи поворотними регуляторами. З останніми існує нюанс зручності - вони можуть бути призначені для руху за допомогою плоскої викрутки. Тобто руками їх повернути не можна. Потрібно взяти інструмент, вставити його у спеціальні прорізи та вже їм проводити установку значень.

Крім уже названих методів налаштування, щодо мікропроцесорних реле існує можливість завдання програми з часовими проміжками роботи за допомогою стороннього комп'ютера, що з'єднується з пристроєм через кабель або Wi-Fi.

Регулятори реле часу з підключенням до Wi-Fi:

Програмування мікропроцесорних пристроїв

Як було описано раніше, віхою розвитку реле часу стали мікропроцесорні пристрої. Суть того, навіщо вони потрібні, полягає в універсальності приладу. Його можна запрограмувати на виконання функцій відключення, включення, підтримки активності лінії у встановлений період, причому все це виконати без зміни самої конструкції приладу. Будь-яка складність операцій буде виконана силами лише однієї мікросхеми, розташованої на платі пристрою.

Крім зазначених можливостей, хорошим бонусом йде розширення функціональності за рахунок інтерфейсів зв'язку із системами «розумного» будинку. Останні можуть не тільки контролювати стан реле часу, але й задавати параметри або безпосередньо впливати на механізми відключення.

Наприклад, універсальне двоканальне програмоване реле часу УТ24 від виробничого об'єднання «Овен» показано на малюнку нижче:

Щоб запрограмувати його таймери потрібно звернутися до блок-схеми і слідувати за пунктами, дізнатися призначення пункту, що настроюється, можна в посібнику користувача, яка додається до кожного пристрою:

Як можна помітити мікропроцесорні пристрої здаються тільки на перший погляд складними, але варто трохи розібратися, і ви зможете легко застосовувати їх для своїх цілей і налаштовувати.

Відео на тему

Реле часу: типи, застосування, принцип роботи

Реле часу — це пристрої, призначені для автоматичного увімкнення або вимкнення електричного кола через заданий проміжок часу. Їхнє основне призначення - забезпечувати затримку спрацьовування в електричних схемах управління різним обладнанням.

Реле часу застосовуються повсюдно — у промисловості, на транспорті, у сільському господарстві, у системах освітлення, у побутовій техніці та багатьох інших областях. Вони дозволяють автоматизувати процеси включення та вимкнення, встановлювати необхідну послідовність спрацьовування різних механізмів.

Існує безліч різновидів реле часу, що відрізняються принципом дії та конструкцією. Вони можуть бути електромагнітними, моторними, електронними, пневматичними та іншими. У цій статті ми докладно розглянемо основні типи реле часу, їх будову та принцип роботи.

Принцип роботи реле часу

Реле часу працює за таким загальним принципом:

1. При подачі живлення на реле часу відбувається спрацювання виконавчого механізму - замикання або розмикання електричного кола.
2. Одночасно запускається відлік заданого інтервалу часу за допомогою вбудованого таймера.
3. Після закінчення встановленого часу виконавчий механізм змінює свій стан на протилежне розмикає або замикає ланцюг.

Таким чином, реле часу виконує функцію автоматичного увімкнення або відключення електричного ланцюга через затримку, необхідну в технологічному процесі.

У реле часу використовуються різні механізми відліку часових інтервалів:

• У електромеханічних реле – пружинно-важільні механізми, маятники.
• В електронних реле – кварцові генератори, мікросхеми таймерів.
• У пневматичних – повітряний поршень з каліброваним отвором.
• У моторних – синхронний електродвигун із редуктором.

Налаштування часового інтервалу здійснюється або механічно (поворотом ручки), або електронно за допомогою кнопок та дисплея на реле.

Отже, все реле часу мають схожий принцип дії, а відрізняються переважно типом таймера. Вибір конкретного типу реле залежить від вимог до точності, діапазону встановлення часу, умов експлуатації.

Типи реле часу

Електромагнітні реле часу

Принцип роботи ґрунтується на уповільненому притягуванні якоря електромагніта. Затримка спрацьовування створюється за рахунок введення в магнітопровід додаткового витка зі струмом, що наводить гальмівну дію.

• Нестабільність витримки часу;
• Нерегульована затримка;
• Тільки постійного струму.

Використання: релейні захисту, промислова автоматика.

Пневматичні реле часу

Принцип дії ґрунтується на уповільненому переміщенні поршня в циліндрі при пропусканні повітря через дросель. Час затримки регулюється величиною прохідного перерізу дроселя.

Застосування: системи автоматизації, верстати з ЧПУ.

Моторні реле часу

В них як таймер використовується синхронний електродвигун, обертання якого через редуктор передається на вісь з кулачками для замикання/розмикання контактів.

• Широкий діапазон регулювання часу затримки;
• Висока потужність комутації.

Використання: системи вуличного освітлення, промислові установки.

Електронні реле часу

Найдосконаліший тип реле часу. Як таймер використовуються мікросхеми. Забезпечують високу точність та широкий діапазон налаштування.

• Висока точність встановлення часу;
• Широкий діапазон регулювання від мілісекунд до доби;
• Висока надійність;
• Компактні розміри.

Застосування: автоматизація виробництва, керування освітленням, побутова техніка.

Добові реле

Одним з найпоширеніших видів електронних реле часу є добові реле. Добовими можуть бути реле часу різних типів, які дозволяють задавати інтервали включення/вимкнення тривалістю до 24 годин. Однак на практиці найчастіше добовими називають саме електронні програмовані реле часу, тому що:

• Електромеханічні реле мають обмежений діапазон установки часу (максимум кілька годин).
• Для реалізації добових циклів управління електромеханічним реле знадобилося б складне каскадне включення кількох реле.
• Електронні реле легко реалізують добові цикли завдяки точним кварцовим генераторам та гнучким мікропроцесорним схемам керування.

Добові реле мають точний кварцовий генератор, цифровий дисплей та кнопки керування для програмування часових точок. Вони широко використовуються в системах вуличного та ландшафтного освітлення.

Циклічні реле

Ще одним із різновидів електронних реле є циклічні реле часу. Вони призначені для автоматичного періодичного включення та вимкнення електричних кіл через задані проміжки часу.

Циклічні реле дозволяють встановлювати тривалість інтервалів у включеному та вимкненому стані. Ці інтервали можуть бути однаковими чи різними.Реле безперервно повторює цикл, доки подано харчування.

Такі реле широко використовуються для автоматизації періодичних процесів, таких як увімкнення/вимкнення насосів, систем вентиляції, освітлення та іншого обладнання.

Кожен тип реле часу має свої особливості, переваги та недоліки. Вибір конкретного типу залежить від вимог до параметрів та умов експлуатації.

Реле часу на кшталт затримки

За типом витримки часу реле діляться на:

У таких реле контакти замикаються після закінчення часу після подачі живлення на реле.

Застосовуються там, де необхідно забезпечити затримку перед запуском робочого механізму. Наприклад, затримка старту двигуна, включення фар із затримкою і т.д.

У реле цього типу контакти розмикаються після заданого часу після зняття керуючого сигналу.

Застосовуються для підтримки роботи механізму протягом заданого часу, наприклад, системах вентиляції.

Такі реле забезпечують затримку як увімкнення, і на вимикання. Дозволяють гнучко налаштовувати тривалість обох інтервалів.

Використовуються в різних системах автоматизації, де потрібен повний контроль моментів увімкнення та вимикання обладнання.

Залежно від вимог до логіки управління можна підібрати реле часу з необхідним типом затримки спрацьовування. Сучасні цифрові реле часто поєднують усі ці функції в одному пристрої.

Застосування реле часу

Реле часу широко використовуються в різних галузях, де необхідно забезпечити затримку спрацьовування та автоматичне увімкнення/вимкнення обладнання. У промисловості реле часу застосовують у схемах автоматизації та управління технологічними процесами. Вони дозволяють ставити необхідну послідовність запуску механізмів.

У системах освітлення реле дозволяють реалізовувати автоматичне включення та вимкнення освітлювальних приладів у заданий час, особливо це стосується вуличного та ландшафтного освітлення. У сільське господарство реле часу застосовуються для автоматизації процесів зрошення, годівлі тварин, роботи доїльних апаратів та іншого устаткування необхідному циклі.

У побутовій техніці реле часу служать для керування програмами пральних та посудомийних машин, режимами роботи духовок, таймерів та інших функцій. В автомобілях реле використовуються в системах керування склоочисниками, омивачами фар, поворотниками, підігрівом сидінь тощо.

Області застосування реле часу дуже різноманітні. Вибір конкретного типу реле залежить від вимог до параметрів та умов експлуатації.

Висновки

Реле часу являють собою пристрої, що дозволяють автоматизувати процеси включення та вимкнення електрообладнання із заданою тимчасовою затримкою.

Існує безліч різновидів реле часу, які використовують різні фізичні принципи відліку інтервалів: електромагнітні, моторні, пневматичні, електронні.

Сучасні електронні реле часу мають найбільшу точність і гнучкість налаштування. Їх застосовують у промисловості, сільському господарстві, системах освітлення, побутової техніки та інших областях.

Вибір типу реле часу залежить від потрібних параметрів: діапазону встановлення часу, точності, умов експлуатації, наявності живлення, вартості.

Реле часу дозволяють спростити автоматизацію систем керування та зробити роботу обладнання більш зручною та безпечною для людини. Ці пристрої будуть затребувані ще довгий час у різних областях.

Огляд сучасних протоколів промислової автоматизації - Modbus, Profinet, EtherCAT та ін.

Пневмоавтоматика - застосування стисненого повітря в системах автоматичного керування

Що таке імпульсне реле - схема підключення для керування освітленням

Що таке електромагнітне реле, їх види та принцип роботи

Як зробити реле часу своїми руками?

Що таке реле напруги і для чого воно потрібне в квартирі