Jedes Jahr verlieren Industrieanlagen schätzungsweise 647 Milliarden Dollar weltweit aufgrund ungeplanter Ausfallzeiten – und eine unsachgemäße Auswahl von Zeitrelais ist für 12-18 % der Ausfälle von Steuerschaltungen verantwortlich. Die Wahl zwischen Einschalt- und Ausschaltverzögerungsrelais ist nicht nur eine technische Entscheidung, sondern ein entscheidender Faktor für die Lebensdauer der Geräte, die Energieeffizienz und die Betriebssicherheit.
Wichtigste Erkenntnisse
- Einschaltverzögerungsrelais (TON) Verzögerung der Ausgangsaktivierung nach Eingangssignal, wodurch Fehlstarts und Geräteschäden durch Spannungsspitzen verhindert werden
- Ausschaltverzögerungsrelais (TOF) Aufrechterhaltung des Ausgangs nach Entfernung des Eingangssignals, wodurch ordnungsgemäße Kühlzyklen und kontrollierte Abschaltungen gewährleistet werden
- Zeitbereiche von 0,1 Sekunden bis 999 Stunden bei Modellen in Industriequalität
- Spannungsverträglichkeit umfasst 12 VDC, 24 VDC, 120 VAC und 240 VAC Konfigurationen gemäß IEC 61812-1 Normen
- Kontaktwerte liegen typischerweise zwischen 5 A und 16 A bei 250 VAC für allgemeine industrielle Anwendungen
- Die SPS-Programmierung verwendet TON- und TOF-Funktionsblöcke mit den Parametern Preset Time (PT) und Elapsed Time (ET)
Was sind Einschalt- und Ausschaltverzögerungsrelais?
Zeitrelais sind elektromechanische oder elektronische Geräte, die die Zeitsteuerung der Kontaktbetätigung in elektrischen Schaltkreisen steuern. Im Gegensatz zu Standardrelais, die sofort schalten, time delay relays führen sie präzise, programmierbare Verzögerungen zwischen Eingangssignalen und Ausgangsaktionen ein.
Einschaltverzögerungsrelais (TON) – Auch als “Anzugsverzögerung” oder “Arbeitsverzögerung” bezeichnet, verzögert dieser Relais-Typ die Aktivierung seiner Ausgangskontakte nach dem Empfang eines Eingangssignals. Der Ausgang bleibt während der voreingestellten Verzögerungszeit AUS und wird erst aktiviert, wenn der Timer seinen Countdown abgeschlossen hat.
Ausschaltverzögerungsrelais (TOF) – Diese Konfiguration, die als “Abfallverzögerung” oder “Rückfallverzögerung” bekannt ist, aktiviert ihren Ausgang sofort, wenn der Eingang erregt wird, hält diesen Ausgang aber für eine bestimmte Dauer aufrecht, nachdem das Eingangssignal entfernt wurde.
Beide Relais-Typen entsprechen den Normen IEC 61812-1 für industrielle Zeitrelais und der UL 508-Zertifizierung für den nordamerikanischen Markt.
Wie Einschaltverzögerungsrelais funktionieren (TON)
Die Funktionsweise eines Einschaltverzögerungsrelais folgt vier verschiedenen Phasen:
Phase 1: Standby-Zustand
- Eingangskontakte geöffnet, Relaisspule stromlos
- Ausgangskontakte bleiben im Normalzustand (NO-Kontakte geöffnet, NC-Kontakte geschlossen)
- Abgelaufene Zeit (ET) = 0
Phase 2: Eingangsaktivierung
- Steuersignal an Relaisspule angelegt (Klemmen A1-A2)
- Interner Zeitmechanismus startet Countdown
- Ausgangskontakte behalten den Ausgangszustand bei
- ET beginnt, sich in Richtung der voreingestellten Zeit (PT) zu erhöhen
Phase 3: Zeitdauer
- Timer zählt von 0 bis PT (z. B. 0 bis 10 Sekunden)
- Wenn das Eingangssignal entfernt wird, bevor PT erreicht ist, setzt sich der Timer auf ET = 0 zurück
- Der Ausgang bleibt während der Verzögerung inaktiv
Phase 4: Ausgangsaktivierung
- Wenn ET = PT, ändern die Ausgangskontakte ihren Zustand
- NO-Kontakte schließen, NC-Kontakte öffnen
- Der Ausgang bleibt erregt, solange das Eingangssignal aufrechterhalten wird
- Nach Entfernung des Eingangssignals wird der Ausgang sofort stromlos und der Timer setzt sich zurück
Dieses Zeitverhalten macht TON-Timer unerlässlich für Anwendungen, die eine Überprüfung der anhaltenden Nachfrage erfordern, bevor Geräte in Betrieb genommen werden. Erfahren Sie mehr über die Verdrahtung eines Zeitrelais für Motorstarteranwendungen.
Wie Ausschaltverzögerungsrelais funktionieren (TOF)
Ausschaltverzögerungsrelais arbeiten mit einer inversen Logik im Vergleich zu Einschaltverzögerungsrelais:
Phase 1: Standby-Zustand
- Eingangskontakte geöffnet, Relaisspule stromlos
- Ausgangskontakte im Normalzustand
- ET = 0, Timer bereit, Trigger zu akzeptieren
Phase 2: Sofortige Ausgangsaktivierung
- Steuersignal an Klemmen A1-A2 angelegt
- Ausgangskontakte ändern sofort ihren Zustand (NO-Kontakte schließen)
- Angeschlossene Last wird ohne Verzögerung erregt
- Timer bleibt im Standby-Modus, noch keine Zeitmessung
Phase 3: Entfernung des Eingangssignals
- Steuerschalter öffnet oder Eingangssignal wird entfernt
- Ausgangskontakte bleiben im aktivierten Zustand
- Timer beginnt Countdown von 0 bis PT
- ET erhöht sich, während der Ausgang erregt bleibt
Phase 4: Verzögerte Deaktivierung
- Wenn ET PT erreicht (z. B. 15 Sekunden), kehren die Ausgangskontakte in den Normalzustand zurück
- NO-Kontakte öffnen, NC-Kontakte schließen
- Angeschlossene Last wird stromlos
- Wenn das Eingangssignal während der Zeitmessung erneut angelegt wird, setzen die meisten TOF-Relais die Sequenz zurück und starten sie neu
Dieses Verhalten stellt sicher, dass Geräte für einen kontrollierten Zeitraum nach dem Ende des auslösenden Signals weiterarbeiten – entscheidend für Kühlzyklen, Materialverarbeitung und Sicherheitsbeleuchtungsanwendungen.
Entscheidende Unterschiede: Direktvergleich
| Feature | Einschaltverzögerungsrelais (TON) | Ausschaltverzögerungsrelais (TOF) |
|---|---|---|
| Timing-Trigger | Anlegen des Eingangssignals | Entfernen des Eingangssignals |
| Ausgabeverhalten bei Eingang | Verzögerte Aktivierung (wartet PT) | Sofortige Aktivierung |
| Ausgabeverhalten bei Entfernen des Eingangs | Sofortige Deaktivierung | Verzögerte Deaktivierung (wartet PT) |
| Primäre Funktion | Verhindert Fehlstarts | Gewährleistet kontrolliertes Herunterfahren |
| Typischer Zeitbereich | 0,1s – 999h | 0,1s – 999h |
| Rücksetzbedingung | Entfernen des Eingangs während der Zeitmessung | Erneutes Anlegen des Eingangs (modellabhängig) |
| IEC-Symbol | Gestrichelte Linie Eingang-zu-Ausgang | Durchgezogene Linie Eingang-zu-Ausgang |
| SPS-Funktionsbaustein | TON | TOF |
| Gemeinsame Anwendungen | Sanftanlauf von Motoren, HLK-Sequenzierung | Verzögerung des Kühlgebläses, Notbeleuchtung |
| Verhindert | Einschaltstrom, Fehlauslösungen | Abrupte Abschaltungen, Thermoschock |
| Verhalten bei Stromausfall | Setzt auf 0 zurück | Die meisten Modelle werden zurückgesetzt (siehe Datenblatt) |
| Kontakt Konfiguration | SPDT, DPDT verfügbar | SPDT, DPDT verfügbar |
Vergleich der technischen Daten
| Parameter | Standardbereich | Industriequalität | Einhaltung der Normen |
|---|---|---|---|
| Steuerspannung (AC) | 24VAC, 120VAC, 240VAC | 90-265VAC universal | IEC 61812-1, UL 508 |
| Steuerspannung (DC) | 12VDC, 24VDC, 48VDC | 12-48VDC Bereich | IEC 61812-1 |
| Zeiteinstellbereich | 0,1s – 30min | 0,05s – 999h | IEC 60255 |
| Zeitgenauigkeit | ±5% bei 25°C | ±2% bei 25°C | IEC 61812-1 |
| Kontaktbelastbarkeit (Ohmsch) | 5A @ 250VAC | 10A @ 250VAC | UL 508, IEC 60947-5-1 |
| Kontaktbelastbarkeit (Induktiv) | 3A @ 250VAC (cosφ 0.4) | 5A @ 250VAC | IEC 60947-5-1 |
| Mechanische Lebensdauer | 10 Millionen Schaltspiele | 30 Millionen Operationen | IEC 61810-1 |
| Elektrische Lebensdauer | 100.000 Operationen bei Nennlast | 300.000 Operationen | IEC 61810-1 |
| Betriebstemperatur | -10°C bis +55°C | -25°C bis +70°C | IEC 60068-2 |
| Montageart | DIN-Schiene (35mm), Schalttafelmontage | DIN-Schiene, Sockel, PCB | IEC 60715 |
| Schutzart | IP20 (Standard) | IP40, IP54 (industriell) | IEC 60529 |
| Dielektrische Festigkeit | 2000VAC (1 Minute) | 4000VAC (1 Minute) | IEC 61812-1 |
Reale Anwendungen nach Branche
Fertigung & Industrielle Automatisierung
Förderbandsequenzierung (TON-Anwendung)
- Problem: Gleichzeitiges Anlaufen des Motors verursacht Spannungseinbrüche und Auslösung von Schutzschaltern
- Lösung: Einschaltverzögerte Zeitrelais staffeln die Motoraktivierung in Intervallen von 3-5 Sekunden
- Einstellungen: PT = 3-5s pro Motor, 24VDC Steuerspannung
- Ergebnis: Reduziert den Einschaltstrom um 60-75%, verhindert unerwünschte Auslösungen
Werkzeugmaschinenkühlung (TOF-Anwendung)
- Problem: Spindelmotoren benötigen nach dem Abschalten eine Kühlmittelzirkulation, um thermische Verformung zu vermeiden
- Lösung: Ausschaltverzögertes Zeitrelais hält den Betrieb der Kühlmittelpumpe nach der Bearbeitung aufrecht
- Einstellungen: PT = 120-180s, 120VAC Steuerung
- Ergebnis: Verlängert die Lebensdauer der Spindellager um 40%, reduziert thermische Verformung
HVAC-Systeme
Kompressor-Anti-Kurzzyklus-Schutz (TON)
- Verhindert den Neustart des Kompressors innerhalb von 3-5 Minuten nach dem Abschalten
- Schützt vor Flüssigkeitsverdichtung und Lagerschäden
- Typische Einstellung: PT = 180-300s
- Entspricht den ASHRAE 15 Sicherheitsstandards
Abluftventilator-Spülzyklus (TOF)
- Hält den Betrieb des Lüftungsventilators nach dem Abschalten der Anlage aufrecht
- Gewährleistet die vollständige Abführung von Dämpfen/Wärme aus Gehäusen
- Typische Einstellung: PT = 60-120s
- Erfüllt die Anforderungen von NFPA 70 (NEC) Artikel 430.44
Motor-Control-Anwendungen
Stern-Dreieck-Anlauf-Übergang (TON)
- Verzögert den Übergang von Stern- zu Dreieck-Konfiguration während des Motoranlaufs
- Reduziert den Anlaufstrom auf 33% des Direktstarts
- Typische Einstellung: PT = 5-15s je nach Motorträgheit
- Referenz: Stern-Dreieck-Anlauf-Schaltplan
Kühlventilator-Nachlauf (TOF)
- Hält den Ventilatorbetrieb nach dem Abschalten des Motors zur Wärmeregulierung aufrecht
- Verhindert Lagerschäden durch Restwärme
- Typische Einstellung: PT = 30-90s
- Kritisch für Motoren >10HP in geschlossenen Umgebungen
Sicherheits- und Notfallsysteme
Notbeleuchtung (TOF)
- Hält die Fluchtwegbeleuchtung nach Stromausfall aktiv
- Bietet Zeit für den Start des Notstromgenerators oder eine sichere Evakuierung
- Typische Einstellung: PT = 30-60s
- Entspricht dem NFPA 101 Life Safety Code
Feuerlöschverzögerung (TON)
- Bietet eine Verifizierungsperiode vor der Aktivierung von Löschsystemen
- Verhindert Fehlauslösungen durch transiente Rauchmeldersignale
- Typische Einstellung: PT = 10-30s
- Erfüllt die Anforderungen des NFPA 72 Feueralarmcodes
| Industrie/Anwendung | Timer-Typ | Typischer PT-Bereich | Hauptvorteil |
|---|---|---|---|
| Motor Softstart | TON | 3-10s | Reduziert den Einschaltstrom |
| Kühlventilatorverzögerung | TOF | 30-180s | Verhindert Thermoschock |
| HLK-Sequenzierung | TON | 30-300s | Staffelt den Anlagenanlauf |
| Notbeleuchtung | TOF | 30-90s | Hält die Beleuchtung aufrecht |
| Pumpenwechsel | TON | 1-60s | Gleicht den Verschleiß aus |
| Förderbandsequenzierung | TON | 2-5s | Verhindert Überlastung |
| Kompressorschutz | TON | 180-300s | Anti-Kurzzyklus |
| Entlüftungsspülung | TOF | 60-300s | Gewährleistet Luftaustausch |
Verdrahtungsmethoden und Schaltpläne
EIN-Verzögerungs-Timer-Verdrahtung (120VAC Steuerung)
Klemmenanschlüsse:
- A1, A2: Steuerspannungseingang (120VAC vom Steuerschalter)
- 15-18: Schließer (NO) zeitgesteuerter Kontakt
- 15-16: Öffner (NC) zeitgesteuerter Kontakt
- Last: Verbunden zwischen Kontakt 18 und L2 (Neutralleiter)
Betriebsablauf:
- Steuerschalter schließen → 120VAC an A1-A2 angelegt
- Timer beginnt mit dem Countdown (z.B. PT = 10s)
- Nach 10s schließt Kontakt 15-18 und erregt die Last
- Steuerschalter öffnen → Kontakt 15-18 öffnet sofort, Last wird abgeschaltet
AUS-Verzögerungs-Timer-Verdrahtung (24VDC Steuerung)
Klemmenanschlüsse:
- A1 (+), A2 (-): DC-Steuerspannung (24VDC vom SPS-Ausgang)
- 15-18: NO zeitgesteuerter Kontakt
- 15-16: NC zeitgesteuerter Kontakt
- Last: Verbunden durch Kontakt 15-18
Betriebsablauf:
- SPS-Ausgang HIGH → 24VDC an A1-A2 angelegt
- Kontakt 15-18 schließt sofort, Last wird erregt
- SPS-Ausgang LOW → Timer beginnt mit dem Countdown (z.B. PT = 15s)
- Nach 15s öffnet Kontakt 15-18, Last wird abgeschaltet
Wichtige Verdrahtungshinweise:
- Immer sicherstellen, dass die Spulenspannung mit der Steuerspannung übereinstimmt
- Verwenden Sie einen Drahtquerschnitt mit geeigneter Nennleistung für den Kontaktstrom (14 AWG für 15A Stromkreise)
- Installieren Sie einen Überspannungsschutz (RC-Snubber oder MOV) über induktiven Lasten
- Befolgen Sie NEC Artikel 430.72 für den Schutz von Motorsteuerungskreisen
- Stellen Sie eine ordnungsgemäße Erdung gemäß IEC 60364-5-54 sicher
Für eine umfassende Verdrahtungsanleitung siehe Auswahlhilfe für Timer-Relais-Spannung.
SPS-Programmierung: TON vs. TOF-Anweisungen
Moderne SPS implementieren Timer-Funktionen als standardisierte IEC 61131-3 Funktionsbausteine. Das Verständnis dieser Bausteine ist für die industrielle Automatisierung unerlässlich.
TON-Funktionsbaustein (EIN-Verzögerung)
Standardparameter:
- IN (BOOL): Eingangstriggersignal
- PT (TIME): Voreingestellter Zeitwert (z.B. T#10S für 10 Sekunden)
- Q (BOOL): Ausgangsstatus (TRUE, wenn ET ≥ PT)
- ET (TIME): Abgelaufene Zeit seit IN TRUE wurde
Kontaktplan-Beispiel:
|--[ ]--[TON]--( )--|Funktionslogik:
- Wenn IN von FALSE → TRUE wechselt, beginnt ET zu inkrementieren
- Q bleibt FALSE, bis ET = PT
- Wenn IN vor ET = PT zu FALSE zurückkehrt, wird der Timer zurückgesetzt (ET = 0, Q = FALSE)
- Q bleibt TRUE, solange IN = TRUE und ET ≥ PT
Typische Anwendungen:
- Motorstarter-Verzögerung, um das Einrasten des Schützes zu ermöglichen
- Sensor-Entprellung (PT = T#100MS)
- Sequentieller Maschinenanlauf
TOF-Funktionsbaustein (AUS-Verzögerung)
Standardparameter:
- IN (BOOL): Eingangstriggersignal
- PT (TIME): Voreingestellter Zeitwert
- Q (BOOL): Ausgangsstatus (TRUE, wenn IN = TRUE ODER Timing aktiv)
- ET (TIME): Abgelaufene Zeit seit IN FALSE wurde
Kontaktplan-Beispiel:
|--[ ]--[TOF]--( )--|Funktionslogik:
- Wenn IN = TRUE, wird Q sofort TRUE (ET = 0)
- Wenn IN von TRUE → FALSE wechselt, beginnt ET zu inkrementieren
- Q bleibt während der Timing-Periode TRUE
- Wenn ET = PT, wechselt Q zu FALSE
- Wenn IN während des Timings zu TRUE zurückkehrt, wird ET auf 0 zurückgesetzt und Q bleibt TRUE
Typische Anwendungen:
- Kühlgebläse-Nachlauf nach Motorabschaltung
- Treppenhausbeleuchtung mit Bewegungsmelder
- Nachlauf der Pumpe nach dem Öffnen des Durchflussschalters
PLC-Plattform-Variationen:
- Siemens S7: TON/TOF in der IEC-Timer-Bibliothek (T#-Format)
- Allen-Bradley: TON/TOF mit .PRE (Preset) und .ACC (Akkumulator) Tags
- Schneider: TON/TOF mit %TMi Adressierung
- Mitsubishi: T (Timer) Anweisung mit K-Konstante für Preset
Detaillierte SPS-Programmierbeispiele finden Sie unter Zeitrelais – Vollständige Anleitung.
Auswahlhilfe: Wann welcher Typ verwendet werden sollte
ON DELAY (TON) wählen, wenn:
✅ Vermeidung von Fehlstarts
- Momentane Signale sollten keine Geräte auslösen
- Überprüfung der anhaltenden Anforderung erforderlich
- Beispiel: Druckschalter mit 5s Überprüfungsverzögerung
✅ Sequenzielle Geräteinbetriebnahme
- Mehrere Motoren müssen in zeitgesteuerten Intervallen starten
- Verhindert gleichzeitigen Einschaltstrom
- Beispiel: Fördersystem mit 3-Motoren-Sequenz
✅ Entprellen mechanischer Kontakte
- Prellen des Schalters verursacht mehrere Auslösungen
- Sauberes Signal für nachgeschaltete Logik erforderlich
- Beispiel: Endschalter mit 100ms Entprellung
✅ Sicherheitsverriegelungen
- Schutztür muss für eine bestimmte Dauer geschlossen bleiben, bevor die Maschine startet
- Verhindert das Umgehen von Sicherheitssystemen
- Beispiel: 3-Sekunden-Türüberprüfung vor dem Presszyklus
OFF DELAY (TOF) wählen, wenn:
✅ Kontrolliertes Herunterfahren der Geräte
- Allmähliche Deaktivierung verhindert Schäden
- Ermöglicht den Abschluss mechanischer Zyklen
- Beispiel: Spindelkühlmittelpumpe 120s Nachlauf
✅ Thermisches Management
- Kühlung nach dem Herunterfahren der Geräte erforderlich
- Verhindert Lager-/Komponentenschäden
- Beispiel: Motorkühlventilator 60s Verzögerung
✅ Aufrechterhaltung der Beleuchtung
- Die Beleuchtung sollte nach dem Ende des Belegungssignals kurz eingeschaltet bleiben
- Bietet sichere Fluchtzeit
- Beispiel: Treppenhausbeleuchtung 45s nach Bewegungserkennung
✅ Prozessabschluss
- Material muss vollständig entfernt sein, bevor der nächste Zyklus beginnt
- Gewährleistet Qualität und verhindert Staus
- Beispiel: Verpackungslinien-Austragsförderer 30s Nachlauf
Entscheidungsbaum-Ansatz
Frage 1: Muss die Last sofort aktiviert werden, wenn das Steuersignal erscheint?
- YES → TOF in Betracht ziehen (sofortige Aktivierung, verzögerte Deaktivierung)
- NO → TON in Betracht ziehen (verzögerte Aktivierung)
Frage 2: Wird die Verzögerung beim Start oder beim Herunterfahren benötigt?
- Start → TON
- Herunterfahren → TOF
Frage 3: Verhindern Sie falsche Auslösungen oder stellen Sie vollständige Zyklen sicher?
- Verhindern falscher Auslösungen → TON
- Sicherstellen vollständiger Zyklen → TOF
Frage 4: Was passiert, wenn während der Zeitmessung der Strom ausfällt?
- Muss zurückgesetzt und neu gestartet werden → Standard TON/TOF
- Muss vom letzten Zustand fortgesetzt werden → Remanenter Timer (RTO) erforderlich
Umfassende Kriterien für die Relaisauswahl finden Sie unter Wie man das richtige Zeitrelais auswählt.
Häufige Fehler und Fehlerbehebung
| Problem | Wahrscheinliche Ursache | Lösung | Prävention |
|---|---|---|---|
| Timer startet nicht | Falsche Spulenspannung | Spannung mit Multimeter überprüfen; Nennwert auf dem Typenschild prüfen | Immer sicherstellen, dass die Spulenspannung mit dem Steuerungskreis übereinstimmt |
| Ausgang wird sofort aktiviert (TON) | Verdrahtungsfehler – TOF-Modus ausgewählt | Moduswahlschalter/Jumper prüfen; mit Datenblatt abgleichen | Timer-Typ bei der Installation deutlich kennzeichnen |
| Timer setzt vorzeitig zurück | Eingangssignal instabil/prellt | RC-Filter (0,1µF + 10kΩ) über die Eingangsklemmen schalten | Kontaktentprellung für mechanische Schalter verwenden |
| Inkonsistente Zeitplanung | Temperaturschwankungen beeinträchtigen die Genauigkeit | Timer von Wärmequellen entfernen; temperaturkompensiertes Modell verwenden | Umgebungstemperatur innerhalb von ±10°C der Kalibrierungstemperatur halten |
| Kontakte verschweißen/fallen aus | Kontaktbelastbarkeit überschritten | Tatsächlichen Laststrom messen; Schütz für Lasten >80% Nennwert hinzufügen | Kontakte immer auf 70-80% der maximalen Nennleistung reduzieren |
| Timer setzt nach Stromausfall nicht zurück | Kondensatorbasierter Timer behält Ladung | Timing-Kondensator entladen (A1-A2 für 5s bei ausgeschaltetem Strom kurzschließen) | Elektronische Timer mit garantierter Rückstellung bei Stromausfall verwenden |
| Unregelmäßiger Betrieb in lauter Umgebung | EMI/RFI-Störungen | Ferritkern auf Steuerleitungen installieren; geschirmtes Kabel verwenden; MOV-Unterdrückung hinzufügen | Steuerleitungen von Frequenzumrichtern, Schützen, Schweißgeräten fernhalten |
Erweiterte Techniken zur Fehlerbehebung
Messung der Timing-Genauigkeit:
- Nennsteuerspannung an A1-A2 anlegen
- Stoppuhr oder Oszilloskop verwenden, um die tatsächliche Verzögerung zu messen
- Mit voreingestellter Zeit (PT) vergleichen
- Akzeptable Toleranz: ±5% gemäß IEC 61812-1
- Wenn außerhalb der Toleranz, Spannungsschwankungen prüfen oder Timer ersetzen
Kontaktwiderstandsprüfung:
- Stromkreis spannungslos machen und Last trennen
- Timer aktivieren, um Kontakte zu schließen
- Widerstand über NO-Kontakte mit Milliohmmeter messen
- Akzeptabel: <50mΩ für neue Kontakte, <200mΩ für gealterte Kontakte
- > 200mΩ deutet auf Oxidation/Verschleiß hin – Timer ersetzen
Prüfung des Isolationswiderstands:
- Spannungsfrei schalten und alle Kabelverbindungen trennen
- 500VDC zwischen Spule und Kontakte mit Megohmmeter anlegen
- Akzeptabel: >100MΩ gemäß IEC 61810-1
- <10MΩ deutet auf Isolationsfehler hin – sofort ersetzen
FAQ
Was ist der Hauptunterschied zwischen Einschaltverzögerungs- und Ausschaltverzögerungs-Zeitrelais?
Der grundlegende Unterschied liegt darin, wann die Zeitverzögerung auftritt. Ein Einschaltverzögerungstimer (TON) verzögert die Aktivierung seines Ausgangs, nachdem das Eingangssignal angelegt wurde – der Ausgang wartet die voreingestellte Zeit, bevor er sich einschaltet. Ein Ausschaltverzögerungstimer (TOF) aktiviert seinen Ausgang sofort, wenn der Eingang angelegt wird, verzögert aber die Deaktivierung – der Ausgang wartet die voreingestellte Zeit, bevor er sich ausschaltet, nachdem der Eingang entfernt wurde. In der Praxis: TON = “Warten vor dem Start”, TOF = “Weiterlaufen nach Signalende”.”
Wann sollte ich einen TON-Timer anstelle eines TOF-Timers verwenden?
Verwenden Sie eine TON-Timer wenn Sie überprüfen müssen, ob ein Zustand aufrechterhalten wird, bevor Sie Geräte in Betrieb nehmen. Dies ist entscheidend für:
- Verhinderung von Fehlstarts durch kurzzeitige Signale (Druckspitzen, Spannungstransienten)
- Sequenzierung von Geräten um den Anlauf zu staffeln und den Einschaltstrom zu reduzieren
- Sicherheitsverriegelungen die Überprüfungszeiten erfordern (Schutztüren, Zweihandbedienung)
- Entprellen mechanischer Schalter um Kontaktprellen zu eliminieren
Verwenden Sie eine TOF-Timer wenn Geräte nach dem Ende des auslösenden Signals weiterlaufen sollen:
- Kühlzyklen für Motoren, Kompressoren oder wärmeerzeugende Geräte
- Prozessabschluss Sicherstellen, dass alle Materialien vollständig entfernt sind, bevor die Anlage heruntergefahren wird.
- Notbeleuchtung Aufrechterhaltung der Beleuchtung während der Leistungsumschaltung.
- Entlüftungsspülung Zyklen nach dem Abschalten der Anlage.
Kann ich ein Einschaltverzögerungsrelais für Motorkühlanwendungen verwenden?
Nein – die Verwendung eines TON-Timers zur Motorkühlung ist falsch und potenziell schädlich. Die Motorkühlung erfordert, dass der Lüfter nach dem Stillstand des Motors weiterläuft, was eine Ausschaltverzögerungsfunktion (TOF) ist. Ein TON-Timer würde den Anlauf des Lüfters verzögern, wenn der Motor startet, was keinen Kühlvorteil bringt. Die korrekte Konfiguration ist:
- Hilfskontakt des Motorschützes → TOF-Timer-Eingang
- TOF-Timer-Ausgang → Spule des Kühlgebläseschützes
- Voreingestellte Zeit: 60-180 Sekunden, abhängig von Motorgröße und Einschaltdauer
Dies stellt sicher, dass der Lüfter sofort anläuft, wenn der Motor startet, und für die voreingestellte Zeit weiterläuft, nachdem der Motor gestoppt wurde. Detaillierte Informationen zur Motorsteuerungsverdrahtung finden Sie unter Schütze vs. Relais: Die wichtigsten Unterschiede verstehen.
Welche Spannung sollte ich für mein Zeitrelais wählen?
Die Spannungsauswahl hängt von Ihrem Steuerkreisstandard ab:
- 24 VDC – Am gebräuchlichsten für SPS-gesteuerte Systeme, Niederspannungs-Sicherheitskreise und moderne industrielle Automatisierung. Vorteile: Sicher, störfest, kompatibel mit elektronischen Steuerungen.
- 120VAC – Standard für nordamerikanische Wohn-/leichte Gewerbeanwendungen und direkte Schaltersteuerung ohne Transformatoren.
- 240VAC – Wird in europäischen/internationalen Installationen (230VAC), schweren Industrieanlagen und Drehstrommotorsteuerkreisen verwendet.
- 12VDC – Spezialanwendungen wie Automobil, mobile Geräte und batteriebetriebene Systeme.
- Universalspannung (90-265VAC/DC) – Am besten für internationale Geräte, unsichere Spannungsumgebungen und Flexibilität bei der Installation.
Überprüfen Sie immer die am Installationsort verfügbare Steuerspannung, bevor Sie bestellen. Umfassende Anleitungen finden Sie unter Timer-Relais Spannungsauswahl-Leitfaden: 12V, 24V, 120V, 230V.
Wie verdrahte ich ein Ausschaltverzögerungsrelais in einem Steuerungskreis?
Grundlegende Ausschaltverzögerungsverdrahtung (120VAC):
- Stromversorgung: L1 (heiß) und L2 (neutral) an den Steuerkreis anschließen
- Steuerschalter: Steuerschalter in Reihe mit L1 verdrahten
- Timer-Spule: A1 an den Steuerschalterausgang, A2 an L2 anschließen
- Lastanschluss: Last zwischen Timer-NO-Kontakt (Klemme 18) und L2 verdrahten
- Gemeinsamer Anschluss: Timer-Common (Klemme 15) an L1 anschließen
Betrieb: Wenn der Steuerschalter schließt, wird die Timer-Spule erregt und der Kontakt 15-18 schließt sofort, wodurch die Last mit Strom versorgt wird. Wenn der Steuerschalter öffnet, bleibt die Last für die voreingestellte Zeit mit Strom versorgt und wird dann abgeschaltet.
Wichtige Sicherheitshinweise:
- Verwenden Sie Kabel mit geeigneter Nennleistung (mindestens 14 AWG für 15A-Stromkreise)
- Installieren Sie einen Überstromschutz gemäß NEC Artikel 430.72
- Fügen Sie einen Überspannungsschutz über induktiven Lasten hinzu (MOV oder RC-Beschaltung)
- Stellen Sie eine ordnungsgemäße Erdung des Bedienfelds gemäß NEC Artikel 250 sicher
Für visuelle Schaltpläne und schrittweise Anleitungen siehe Was ist ein Zeitrelais?.
Was sind häufige Ausfallarten von Zeitrelais?
1. Kontaktfehler (40 % der Ausfälle)
- Symptome: Intermittierender Betrieb, kein Ausgang trotz abgeschlossenem Timing
- Ursachen: Überschreitung der Kontaktbelastbarkeit, induktive Last ohne Unterdrückung, Umweltverschmutzung
- Prävention: Kontakte auf 70-80 % der Nennleistung reduzieren, Schütze für schwere Lasten verwenden, in IP54+-Gehäusen installieren
2. Timing-Drift (25 % der Ausfälle)
- Symptome: Tatsächliche Verzögerung stimmt nicht mit der Voreinstellung überein, inkonsistentes Timing
- Ursachen: Kondensatoralterung (elektromechanische Timer), extreme Temperaturen, Spannungsschwankungen
- Prävention: Verwenden Sie elektronische Timer mit Quarzoszillatoren, halten Sie eine stabile Umgebungstemperatur aufrecht, regeln Sie die Steuerspannung
3. Spulendurchbrennen (20 % der Ausfälle)
- Symptome: Keine Reaktion auf das Eingangssignal, Spulenwiderstand unendlich
- Ursachen: Überspannung, anhaltender Überstrom, Isolationsdurchschlag
- Prävention: Überprüfen Sie die Spannungsverträglichkeit, verwenden Sie abgesicherte Steuerkreise, vermeiden Sie Feuchtigkeitseinwirkung
4. EMI/RFI-Interferenz (10 % der Ausfälle)
- Symptome: Unregelmäßiges Timing, falsche Auslösung, vorzeitige Rücksetzungen
- Ursachen: Nähe zu Frequenzumrichtern, Schützen, Schweißgeräten oder Funksendern
- Prävention: Verwenden Sie abgeschirmte Steuerkabel, installieren Sie Ferritkerne, trennen Sie Steuer- und Stromleitungen um >12 Zoll
5. Mechanischer Verschleiß (5 % der Ausfälle)
- Symptome: Zunehmender Kontaktwiderstand, verzögerter Kontaktschluss
- Ursachen: Überschreitung der mechanischen Lebensdauer, Vibrationen, Stöße
- Prävention: Wählen Sie Timer mit geeigneter mechanischer Lebensdauer, verwenden Sie schwingungsdämpfende Halterungen
Fazit
Die Auswahl zwischen Einschalt- und Ausschaltverzögerungstimern erfordert das Verständnis des grundlegenden Zeitverhaltens: TON verzögert die Aktivierung, während TOF verzögert die Deaktivierung. Diese scheinbar einfache Unterscheidung hat tiefgreifende Auswirkungen auf den Geräteschutz, die Energieeffizienz und die Betriebssicherheit.
Wichtige Entscheidungsfaktoren:
- Anwendungsanforderung: Anlaufsteuerung (TON) vs. Abschaltsteuerung (TOF)
- Spannungsverträglichkeit: Passende Steuerspannung (12VDC bis 240VAC)
- Kontaktbewertung: Ausreichende Kapazität mit 20-30% Sicherheitsmarge sicherstellen
- Zeitbereich: Überprüfen Sie, ob der voreingestellte Bereich Ihre Anwendung abdeckt (0,1s bis 999h)
- Umweltbedingungen: Wählen Sie die geeignete IP-Schutzart und den Temperaturbereich
- Einhaltung von Standards: Überprüfen Sie die IEC 61812-1, UL 508 oder eine gleichwertige Zertifizierung
VIOX Zeitrelais bieten umfassende Lösungen sowohl für Einschalt- als auch für Ausschaltverzögerungsanwendungen und zeichnen sich durch Folgendes aus:
- Universelle Spannungseingänge (90-265VAC/DC) für Installationsflexibilität
- Breite Zeitbereiche (0,05s bis 999h), die nahezu alle industriellen Anwendungen abdecken
- Hochleistungsfähige Kontakte (10A @ 250VAC) mit langer elektrischer Lebensdauer
- IEC 61812-1 und UL 508 zertifiziert für globale Konformität
- DIN-Schienenmontage für schnelle Installation und Wartung
Für technische Beratung zur Auswahl von Zeitrelais für Ihre spezifische Anwendung wenden Sie sich an den technischen Support von VIOX unter [email protected] oder besuchen Sie unsere Produktauswahlhilfe.
