Pour calculer la plage de temps correcte pour votre relais temporisé, suivez ces quatre étapes essentielles : identifiez les exigences de temps réelles de votre processus, sélectionnez le mode de temporisation approprié (retard à l'enclenchement, retard au déclenchement, intervalle ou cyclique), appliquez des facteurs de sécurité pour tenir compte de la tolérance et des conditions environnementales, et faites correspondre vos exigences calculées aux plages de temps commerciales disponibles. Cette approche systématique aide votre relais temporisé à fournir des performances fiables tout en évitant les erreurs courantes telles que des marges insuffisantes ou une mauvaise sélection de mode qui peuvent entraîner des dommages à l'équipement ou des risques pour la sécurité.
Les relais temporisés sont des composants de contrôle essentiels dans l'automatisation industrielle, le contrôle des moteurs, les systèmes HVAC et d'innombrables autres applications où une temporisation précise détermine la fiabilité et la sécurité du système. La sélection d'une plage de temps incorrecte, qu'elle soit trop étroite ou trop large, peut entraîner des défaillances opérationnelles, des dommages à l'équipement ou une sécurité compromise. Ce guide fournit des méthodes de calcul pratiques, des exemples détaillés et des tableaux de référence rapide pour aider les ingénieurs et les techniciens à spécifier en toute confiance les plages de temps des relais temporisés pour toute application.
Comprendre les plages de temps des relais temporisés
La plage de temps d'un relais temporisé fait référence à la plage réglable de valeurs de temporisation que l'appareil peut fournir, telles que 0,1 à 1 seconde, 1 à 10 secondes ou 1 à 10 minutes. Ceci est différent de la précision de la temporisation, qui décrit avec quelle précision le relais atteint la valeur de temps définie.
Plage de temps vs. Précision de la temporisation
Comprendre cette distinction est crucial pour une spécification appropriée :
| Caractéristiques | Définition | Exemple | Impact sur la sélection |
|---|---|---|---|
| Plage De Temps | L'étendue des valeurs de temporisation réglables disponibles | 6-60 secondes, 1-10 minutes | Doit englober les exigences de votre processus |
| Précision de la temporisation | La proximité de la temporisation réelle par rapport à la valeur définie | ±5%, ±0.5% + 150ms | Essentiel pour les opérations synchronisées |
| Répétabilité | Cohérence de la temporisation sur plusieurs cycles | ±0.5%, ±1% | Important pour les processus prévisibles |
Selon la norme CEI 61812-1 (la principale norme internationale pour les relais temporisés industriels), la précision de la temporisation est généralement exprimée en pourcentage de la valeur définie ou de la plage à pleine échelle. Par exemple, une minuterie avec une précision de ±5% réglée sur 10 secondes fonctionne entre 9,5 et 10,5 secondes.
Plages de temps commerciales courantes
Les relais temporisés industriels sont fabriqués avec des plages de temps standardisées pour couvrir diverses applications :
| Plage De Temps | Incrément typique | Applications courantes | Type De Relais |
|---|---|---|---|
| 0,1-1 seconde | 0.01s | Processus à haute vitesse, impulsions rapides, emballage | Multifonction électronique |
| 1-10 secondes | 0.1s | Séquençage de machines, démarrage progressif du moteur | Électronique standard |
| 6-60 secondes | 1s | Délais de démarrage HVAC, protection du moteur | Électromécanique/Électronique |
| 1-10 minutes | 6s ou 0.1min | Délais d'éclairage, ventilation, ventilateurs de refroidissement | Électronique multi-gamme |
| 1-10 heures | 6min ou 0.1hr | Processus de longue durée, planification de la maintenance | Minuteries spécialisées |
| 10-300 heures | Variable | Opérations de cycle étendu, fonctions de calendrier | Minuteries programmables |
Point clé: Votre exigence de temps calculée doit se situer dans une seule plage disponible. Si votre processus nécessite 45 secondes de délai, vous ne pouvez pas utiliser un relais de plage de 1 à 10 secondes, vous avez besoin d'une plage de 6 à 60 secondes ou de 1 à 10 minutes.
Méthode de calcul de la plage de temps étape par étape
Étape 1 : Identifiez les exigences de temps de votre processus
Commencez par déterminer la temporisation réelle dont votre application a besoin. Cela nécessite d'analyser les spécifications de votre processus ou de votre équipement.
Questions à répondre :
- Quel est le délai minimum requis pour un fonctionnement sûr/correct ?
- Quel est le délai maximum acceptable avant qu'il n'ait un impact sur le processus ?
- Y a-t-il plusieurs exigences de temps (démarrage, fonctionnement, arrêt) ?
- La temporisation se répète-t-elle de manière cyclique ou se produit-elle une fois par déclencheur ?
Exemple 1 – Ventilateur de refroidissement du moteur :
Un fabricant de moteurs de 15 kW spécifie que le ventilateur de refroidissement doit fonctionner pendant “ au moins 3 minutes ” après l'arrêt du moteur pour éviter d'endommager les roulements.
- Exigence de base: 3 minutes (180 secondes)
- Type: Retard à la coupure (le ventilateur continue après l'arrêt du moteur)
Exemple 2 – Démarrage séquentiel du convoyeur :
La bande transporteuse A doit démarrer, puis la bande transporteuse B démarre “ 5 à 8 secondes plus tard ” pour éviter le blocage du produit.
- Exigence de base: Délai de 5 à 8 secondes
- Type: Temporisation au travail (Démarrage de la bande B après temporisation)
Étape 2 : Sélection du mode de temporisation approprié
Différents modes de temporisation servent des fonctions différentes. Sélectionner le mauvais mode est une erreur courante qui rend les calculs insignifiants.
Tableau de décision du mode de temporisation
| Si votre application nécessite… | Sélectionner le mode | Base de calcul du temps |
|---|---|---|
| Équipement à DÉMARRER après une temporisation suite à un déclencheur d'entrée | Sur-Retard (Temporisation à l'enclenchement) | Temps entre l'activation de l'entrée et l'activation de la sortie |
| Équipement à CONTINUER à fonctionner pendant une durée déterminée après l'arrêt de l'entrée | Hors Délai (Temporisation au déclenchement) | Temps entre la désactivation de l'entrée et la désactivation de la sortie |
| Équipement à fonctionner pendant une durée fixe puis s'arrêter automatiquement | Minuteur d'intervalle (Monostable) | Durée de l'impulsion de sortie ON |
| Équipement à cycle en continu entre les états marche et arrêt | Minuteur cyclique | Temps ON et temps OFF (peut nécessiter 2 réglages) |
| Démarrage moteur étoile-triangle contrôle de séquence | Minuteur étoile-triangle | Temps de transition de l'étoile au triangle |
Erreur courante: Confondre la temporisation au travail avec la temporisation au repos. Lorsqu'un ventilateur de refroidissement doit fonctionner “5 minutes après l'arrêt de l'équipement”, il s'agit d'une temporisation au repos, et non d'une temporisation au travail.
Étape 3 : Appliquer des facteurs de sécurité et des marges
Ne spécifiez pas une plage de temps de relais temporisé qui correspond exactement à votre exigence minimale. Les conditions réelles exigent des marges de sécurité.
Formule du facteur de sécurité
La formule générale pour calculer la spécification de temporisation requise est la suivante :
Plage de temps requise = Temps de processus de base × (1 + Facteur de sécurité)
Où le facteur de sécurité tient compte de :
- Tolérance de temporisation (précision du relais)
- Variations environnementales (effets de la température)
- Vieillissement des composants (dérive au fil des ans)
- Flexibilité de réglage (réglage fin lors de la mise en service)
Facteurs de sécurité recommandés par type d'application
| Type De Demande | Facteur de sécurité | Marge totale | Justification |
|---|---|---|---|
| Fonctions de sécurité critiques | 1.3-1.5 | +30-50% | Ne peut pas tolérer une défaillance de la temporisation ; doit tenir compte des conditions les plus défavorables |
| La Protection Du Moteur | 1.2-1.3 | +20-30% | Les constantes de temps thermiques varient ; empêche les déclenchements intempestifs ou une protection inadéquate |
| Contrôle séquentiel | 1.15-1.25 | +15-25% | Permet le réglage de la synchronisation ; empêche les collisions/blocages |
| Systèmes CVC/Bâtiment | 1.1-1.2 | +10-20% | Optimisation de l'efficacité énergétique ; ajustement du confort des occupants |
| Temporisation non critique | 1.05-1.1 | +5-10% | Marge minimale pour la précision et le réglage du relais |
Ventilation détaillée de la marge
Marge de tolérance des composants :
- Précision de la minuterie électronique : généralement ±0,5 % à ±5 % (selon IEC 61812-1)
- Ajouter une marge = Temps de base × (Précision % × 2)
Marges environnementales et de vieillissement :
- Effets de la température : ±0,01-0,03 % par °C
- Dérive des composants sur 5 à 10 ans : +1-2 %
- Flexibilité de réglage : 10-20 %
Exemple De Calcul: Ventilateur de refroidissement du moteur (base de 3 minutes)
- Temps de base : 180 secondes
- Appliquer le facteur de protection du moteur : 180s × 1,25 = 225 secondes
- Sélectionner Plage de 1 à 10 minutes, réglé sur 4 minutes
Étape 4 : Correspondance avec les plages de relais temporisés disponibles
Une fois que vous avez calculé le temps requis avec les marges de sécurité, sélectionnez un relais temporisé commercial dont la plage englobe vos spécifications.
Arbre de décision de sélection
Si le temps requis calculé se situe dans une seule plage standard :
✓ Sélectionnez cette plage (par exemple, besoin de 219s → plage de 1 à 10 minutes)
Si le temps calculé se situe entre deux plages :
- Option 1 : Sélectionnez la plage supérieure suivante pour une flexibilité de réglage maximale
- Option 2 : Sélectionnez la plage inférieure si elle prend en compte votre maximum avec des marges
- Recommandation : Choisissez la plage supérieure, sauf en cas de contraintes de coût ou de précision
Si le temps calculé dépasse les plages standard :
- Envisagez des temporisateurs spécialisés à plage étendue (jusqu'à 300 heures)
- Évaluez les automates programmables (PLC) pour une temporisation complexe
- Utilisez plusieurs temporisateurs en configuration cascade
Considérations relatives à la réglabilité et à la résolution
| Type de plage | Résolution | Meilleur pour |
|---|---|---|
| Temps fixe | Aucun | Processus standardisés |
| Réglage par cadran | ~2-5 % de l'échelle | Réglage sur site |
| Affichage numérique | 0.1-1% | Applications de précision |
Critique: Un cadran de 1 à 10 minutes avec seulement 10 positions permet uniquement des réglages de 1, 2, 3...10 minutes.
Exemples de calcul pratiques
Exemple 1 : Temporisation à l'arrêt du ventilateur de refroidissement du moteur
Application: Compresseur industriel avec ventilateur de refroidissement qui doit fonctionner après l'arrêt du moteur.
Exigences :
- Spécifications thermiques du moteur : temps de refroidissement minimum de 180 secondes
- Environnement : usine poussiéreuse, -10°C à +45°C
- Criticité de l'application : Élevée (protection des roulements)
Calcul:
- Temps de processus de base: 180 secondes (3 minutes)
- Sélectionnez le mode de temporisation: Retard à la coupure (le ventilateur continue après l'arrêt du moteur)
- Appliquez les facteurs de sécurité:
- Facteur de protection du moteur : 1,25 (selon le tableau)
- 180s × 1,25 = 225 secondes (3,75 minutes)
- Correspondance à la plage:
- Calculé : 225s se situe dans la plage de 1 à 10 minutes (60-600s)
- Sélectionner : Temporisateur de plage de 1 à 10 minutes
- Réglage recommandé: 4 minutes (240s) pour une marge confortable
Spécification: Relais temporisé à l'arrêt VIOX, plage de 1 à 10 minutes, précision ≤±1 %, alimentation universelle AC/DC
Exemple 2 : Démarrage séquentiel de l'équipement
Application: Usine de traitement chimique avec trois pompes qui doivent démarrer séquentiellement.
Exigences :
- Pompe 1 : démarre immédiatement
- Pompe 2 : démarre 8 secondes après la pompe 1
- Pompe 3 : démarre 8 secondes après la pompe 2
- Raison : Empêcher les pics de demande électrique
Calcul:
- Temps de processus de base: 8 secondes entre les démarrages
- Sélectionnez le mode de temporisation: Temporisation à l'enclenchement (chaque pompe démarre après un délai)
- Appliquez les facteurs de sécurité:
- Facteur de contrôle séquentiel : 1,2
- 8s × 1,2 = 9,6 secondes
- Correspondance à la plage:
- Calculé : 9,6s s'inscrit dans la plage de 1 à 10 secondes
- Sélectionner : Temporisateur de plage de 1 à 10 secondes (besoin de 2 unités)
- Réglage recommandé: 10 secondes pour chaque délai
Spécification: Deux relais temporisés VIOX à temporisation à l'enclenchement, plage de 1 à 10 secondes, réglage numérique, répétabilité ≤±0,5%
Exemple 3 : Système d'irrigation cyclique
Application: Contrôleur de zone d'irrigation agricole.
Exigences :
- Temps d'activation de la zone : 12 minutes (débit d'eau)
- Temps de désactivation de la zone : 48 minutes (absorption du sol)
- Cycles continus pendant la période d'irrigation
Calcul:
- Temps de processus de base: 12 min ON, 48 min OFF
- Sélectionnez le mode de temporisation: Minuteur cyclique (marche/arrêt asymétrique)
- Appliquez les facteurs de sécurité:
- Application non critique : facteur 1,1
- ON : 12 min × 1,1 = 13,2 min
- OFF : 48 min × 1,1 = 52,8 min
- Correspondance à la plage:
- Les deux valeurs se situent-elles dans la plage de 1 à 10 minutes ? Non (52,8 > 60 min)
- Besoin : Plage de 1 à 10 heures pour le temps OFF
- Alternative : Utiliser une plage de 10 à 100 minutes si disponible
- Paramètres recommandés: ON = 15 min, OFF = 1 heure (compromis pour la plage standard)
Spécification: Relais temporisé cyclique VIOX avec deux plages réglables, ou minuterie multifonction avec réglages de temps ON/OFF séparés
Erreurs courantes de sélection de la plage de temps
Éviter ces pièges garantit des performances fiables du relais temporisé :
| Erreur | Conséquence | Solution |
|---|---|---|
| Spécification du temps minimum exact sans marge | Le processus échoue lorsque le relais fonctionne à la limite de tolérance inférieure (-5%) | Toujours ajouter un facteur de sécurité minimum de 10% |
| Sélection du mauvais mode de temporisation (temporisation à l'enclenchement au lieu de temporisation au déclenchement) | L'équipement fonctionne à l'opposé de ce qui est prévu ; défaillance complète du système | Analysez attentivement quand la sortie doit s'activer/se désactiver |
| Ignorer la résolution du réglage | Impossible de définir le temps requis précis ; obligé d'utiliser une valeur approximative | Vérifiez la fiche technique pour la résolution réelle (par exemple, cadran à 10 positions = étapes de 10%) |
| Négliger les facteurs environnementaux | La temporisation dérive considérablement dans les températures extrêmes | Ajoutez une marge de 2 à 3% pour les environnements industriels, vérifiez la plage de température de fonctionnement |
| Utilisation d'une plage surdimensionnée pour les applications de précision | Mauvaise résolution et précision à l'extrémité inférieure de la plage | Sélectionnez la plus petite plage qui répond aux exigences avec des marges |
| Oublier le vieillissement des composants | La minuterie dérive hors spécifications après 3 à 5 ans | Ajoutez une marge de vieillissement de 2% pour les installations à long terme |
| Ne pas tenir compte des transitoires d'appel/de démarrage | La temporisation du relais démarre avant que l'équipement ne se stabilise réellement | Ajoutez le temps de stabilisation transitoire à l'exigence de base |
Exemple concret de mauvaise sélection de mode :
Un ingénieur a spécifié une minuterie à temporisation à l'enclenchement pour un ventilateur qui devait “ fonctionner pendant 5 minutes après l'arrêt du processus ”. Résultat : Le ventilateur démarrait 5 minutes après le démarrage du processus (temporisation à l'enclenchement), puis fonctionnait en continu. Le bon choix était la temporisation au déclenchement, qui maintient le ventilateur en marche pendant 5 minutes après l'arrêt du processus.
Référence rapide des spécifications de la plage de temps
Par application industrielle
| Catégorie d'application | Plage de temps typique nécessaire | Plage recommandée | Mode de temporisation | Considérations Clés |
|---|---|---|---|---|
| Démarrage progressif du moteur | 5-30 secondes | 1-10 secondes ou 6-60 secondes | Temporisation à l'enclenchement | Correspond à l'inertie du moteur ; les moteurs plus gros ont besoin de plus de temps |
| Refroidissement/Fonctionnement continu du moteur | 2-10 minutes | 1-10 minutes | Temporisation au déclenchement | Basé sur la constante de temps thermique |
| Transition étoile-triangle | 3-15 secondes | 1-10 secondes | Étoile-triangle (spécialisé) | Selon les spécifications du fabricant du moteur |
| Démarrage séquentiel HVAC | 10-60 secondes | 6-60 secondes | Temporisation à l'enclenchement | Échelonner pour réduire la demande |
| Extinction différée de l'éclairage | 30 secondes – 5 minutes | 1-10 minutes | Temporisation au déclenchement | Codes énergétiques et préférences de l'utilisateur |
| Verrouillage de sécurité | 0,5-5 secondes | 0,1-1 seconde ou 1-10 secondes | Intervalle ou temporisation à l'enclenchement | Doit répondre aux normes de sécurité (IEC 61508) |
| Séquencement de convoyeur | 3-20 secondes | 1-10 secondes | Temporisation à l'enclenchement | Basé sur le temps de transfert du produit |
| Alternance de pompe | 1-24 heures | 1-10 heures ou programmable | Cyclique | Distribution uniforme de l'usure |
| Temps d'imprégnation du processus | 5-60 minutes | 1-10 minutes ou 1-10 heures | Intervalle de | Dépendant de la recette ; utiliser un ajustement numérique |
| Zones d'irrigation | 5-30 minutes ON, 15-120 min OFF | 1-10 heures avec double réglage | Cyclique | Type de sol et besoins des plantes |
Guide de sélection rapide
Processus standard :
- Calculer le temps de base → ajouter un facteur de sécurité de 20 % → sélectionner la plage standard suivante
- Vérifier la précision ≤±5 % (général) ou ≤±1 % (critique)
Critique pour la sécurité :
- Ajouter un facteur de sécurité de 30 à 50 %
- Spécifier une précision et une répétabilité ≤±1 %
- Documenter selon ISO 13849 ou IEC 61508
Foire Aux Questions
Quelle marge de sécurité dois-je ajouter à mon calcul de relais temporisé ?
Pour les fonctions de sécurité critiques, ajoutez 30-50%. La protection du moteur nécessite 20-30%. La commande séquentielle et le HVAC nécessitent 15-25%. Même les applications non critiques doivent avoir une marge d'au moins 10%.
Que se passe-t-il si mon besoin en temporisation se situe entre deux plages de temporisation disponibles ?
Sélectionnez la plage immédiatement supérieure. Si vous calculez 35 secondes (avec des marges), choisissez la plage de 6 à 60 secondes plutôt que celle de 1 à 10 secondes pour une flexibilité d'ajustement maximale.
Puis-je utiliser un relais temporisé avec une plage plus étendue pour une meilleure flexibilité ?
Oui, mais les plages plus larges peuvent avoir une résolution inférieure. Une minuterie de 1 à 10 minutes peut offrir une précision de 0,1 minute, tandis qu'un modèle multi-gamme peut ne fournir qu'une précision de 6 secondes. Pour les applications de précision, sélectionnez la plage la plus étroite qui englobe vos besoins.
Quelle est la précision requise pour les calculs des relais temporisés ?
Adaptez la rigueur à la criticité. Les applications de sécurité exigent des calculs documentés selon la norme IEC 61508. La protection des moteurs nécessite une analyse thermique. Les applications générales nécessitent des calculs de base avec une marge de sécurité de 20 %.
Quels facteurs affectent le temps de déclenchement réel dans les installations réelles ?
La température (±0,01-0,03%/°C), les variations de la tension d'alimentation (±1-2%), le vieillissement des composants (+1-2% sur 5 à 10 ans) et les interférences électromagnétiques (EMI) dans les environnements bruyants affectent tous la synchronisation. Les marges de sécurité absorbent ces variations.
Comment calculer la plage de temps pour les temporisateurs cycliques ?
Calculez séparément les temps de marche et d'arrêt, et appliquez un facteur de sécurité de 10 à 20 % à chacun. Spécifiez une minuterie cyclique asymétrique ou utilisez des minuteries de temporisation à l'enclenchement et à la coupure distinctes en série.
Dois-je tenir compte du temps de commutation des contacts ?
Généralement non. La commutation des contacts (5-20 ms) est négligeable pour les plages de secondes à heures. Pour les applications à haute vitesse (plage de 0,1 à 1 seconde), vérifiez les fiches techniques ou utilisez des sorties statiques (commutation <1 ms).
Conclusion
Calculer la plage de temps correcte pour votre relais temporisé est un processus systématique qui garantit un fonctionnement fiable et évite des erreurs coûteuses. La méthodologie en quatre étapes - identifier les exigences de synchronisation du processus, sélectionner le mode de synchronisation approprié, appliquer des facteurs de sécurité adéquats et correspondre aux plages commerciales - fournit un cadre pour des décisions de spécification confiantes.
N'oubliez pas que les marges de sécurité ne sont pas des luxes optionnels, mais des dispositions essentielles pour les variations réelles de tolérance, d'environnement et de vieillissement. Une spécification de relais temporisé correctement calculée tient compte des conditions les plus défavorables tout en offrant une flexibilité de réglage lors de la mise en service et du fonctionnement.
Pour les applications critiques, consultez toujours les spécifications du fabricant, vérifiez les cotes de précision et de répétabilité selon la norme IEC 61812-1 et documentez vos calculs pour référence future. Les relais temporisés VIOX offrent une gamme complète de plages de temps, des spécifications de haute précision et des options de montage flexibles pour répondre aux diverses exigences industrielles, commerciales et d'automatisation.
En cas de doute, penchez-vous du côté des marges de sécurité plus importantes et sélectionnez des composants de qualité auprès de fabricants réputés. Le faible coût supplémentaire est insignifiant par rapport aux dépenses d'arrêt du système, de dommages à l'équipement ou d'incidents de sécurité causés par des spécifications de relais temporisé incorrectes.
