Hogyan számítsuk ki a megfelelő időtartományt az időrelénkhez?

Az időzítő relé megfelelő időtartományának kiszámításához kövesse ezt a négy alapvető lépést: azonosítsa a tényleges folyamat időzítési követelményeit, válassza ki a megfelelő időzítési módot (késleltetett bekapcsolás, késleltetett kikapcsolás, intervallum vagy ciklikus), alkalmazzon biztonsági tényezőket a tűréshatárok és a környezeti feltételek figyelembe vételéhez, és illessze a kiszámított követelményeket a rendelkezésre álló kereskedelmi időtartományokhoz. Ez a szisztematikus megközelítés segít az időzítő relének megbízható teljesítményt nyújtani, miközben elkerüli az olyan gyakori hibákat, mint a nem elegendő tartalék vagy a helytelen üzemmód kiválasztása, amelyek berendezéskárosodáshoz vagy biztonsági kockázatokhoz vezethetnek.

Az időzítő relék kritikus fontosságú vezérlőelemek az ipari automatizálásban, a motorvezérlésben, a HVAC-rendszerekben és számtalan más alkalmazásban, ahol a pontos időzítés határozza meg a rendszer megbízhatóságát és biztonságát. A helytelen időtartomány kiválasztása – legyen az túl szűk vagy túl széles – működési hibákat, berendezéskárosodást vagy a biztonság veszélyeztetését okozhatja. Ez az útmutató gyakorlati számítási módszereket, részletes példákat és gyors áttekintő táblázatokat tartalmaz, amelyek segítenek a mérnököknek és technikusoknak magabiztosan meghatározni az időzítő relék időtartományait bármilyen alkalmazáshoz.

Az időzítő relék időtartományainak megértése

Egy időzítő relé időtartománya a készülék által biztosítható időzítési értékek állítható tartományára utal, például 0,1-1 másodperc, 1-10 másodperc vagy 1-10 perc. Ez eltér az időzítési pontosságtól, amely azt írja le, hogy a relé milyen pontosan éri el a beállított időértéket.

Időtartomány vs. Időzítési pontosság

Ennek a különbségnek a megértése kulcsfontosságú a megfelelő specifikációhoz:

Jellemző	Meghatározás	Példa	Hatás a kiválasztásra
Időtartomány	A rendelkezésre álló állítható időzítési értékek tartománya	6-60 másodperc, 1-10 perc	Meg kell felelnie a folyamat követelményeinek
Időzítési pontosság	Mennyire közel van a tényleges időzítés a beállított értékhez	±5%, ±0,5% + 150ms	Kritikus a szinkronizált műveletekhez
Ismételhetőség	Az időzítés konzisztenciája több ciklus alatt	±0,5%, ±1%	Fontos a kiszámítható folyamatokhoz

Az IEC 61812-1 szabvány (az ipari időzítő relék fő nemzetközi szabványa) szerint az időzítési pontosságot általában a beállított érték vagy a teljes skála tartományának százalékában fejezik ki. Például egy ±5%-os pontosságú időzítő, amely 10 másodpercre van állítva, 9,5 és 10,5 másodperc között működik.

Gyakori kereskedelmi időtartományok

Az ipari időzítő reléket szabványosított időtartományokkal gyártják a különböző alkalmazások lefedésére:

Időtartomány	Tipikus növekmény	Gyakori alkalmazások	Relé típus
0,1-1 másodperc	0,01s	Gyors folyamatok, gyors impulzusok, csomagolás	Elektronikus multifunkciós
1-10 másodperc	0.1s	Gépsorrendezés, motor lágyindítása	Szabványos elektronikus
6-60 másodperc	1s	HVAC indítási késleltetések, motorvédelem	Elektromechanikus/Elektronikus
1-10 perc	6s vagy 0,1 perc	Világítási késleltetések, szellőztetés, hűtőventilátorok	Több tartományú elektronikus
1-10 óra	6 perc vagy 0,1 óra	Hosszú időtartamú folyamatok, karbantartási ütemezés	Speciális időzítők
10-300 óra	Változó	Kiterjesztett ciklusú műveletek, naptárfunkciók	Programozható időzítők

Főbb pont: A kiszámított időigénynek egyetlen rendelkezésre álló tartományba kell esnie. Ha a folyamat 45 másodperces késleltetést igényel, nem használhat 1-10 másodperces tartományú relét – 6-60 másodperces vagy 1-10 perces tartományra van szüksége.

Lépésről lépésre időtartomány-számítási módszer

1. lépés: Azonosítsa a folyamat időzítési követelményeit

Kezdje azzal, hogy meghatározza a tényleges időzítést, amelyre az alkalmazásának szüksége van. Ehhez elemeznie kell a folyamat vagy a berendezés specifikációit.

Megválaszolandó kérdések:

• Mi a minimális időzítés, amely a biztonságos/megfelelő működéshez szükséges?
• Mi a maximális elfogadható késleltetés, mielőtt az befolyásolná a folyamatot?
• Vannak többszörös időzítési követelmények (indítás, futás, leállítás)?
• Az időzítés ciklikusan ismétlődik, vagy egyszer fordul elő triggereként?

1. példa – Motorhűtő ventilátor:

Egy 15 kW-os motor gyártója előírja, hogy a hűtőventilátornak a motor leállítása után “legalább 3 percig” kell működnie a csapágy károsodásának elkerülése érdekében.

• Alapkövetelmény: 3 perc (180 másodperc)
• Típus: Késleltetett kikapcsolás (a ventilátor a motor leállása után is működik)

2. példa – Szekvenciális szállítószalag indítás:

Az A szállítószalagnak el kell indulnia, majd a B szállítószalagnak “5-8 másodperccel később” kell elindulnia a termék elakadásának megakadályozása érdekében.

• Alapkövetelmény: 5-8 másodperces késleltetés
• Típus: Késleltetett bekapcsolás (a B szalag késleltetéssel indul)

2. lépés: A megfelelő időzítési mód kiválasztása

A különböző időzítési módok különböző funkciókat szolgálnak. A helytelen mód kiválasztása gyakori hiba, ami értelmetlenné teszi a számításokat.

Időzítési mód döntési táblázat

Ha az alkalmazásának szüksége van…	Válassza ki a módot	Időszámítás alapja
Berendezés INDÍTÁS késleltetéssel bemeneti trigger után	Bekapcsolás-késleltetés (Delay-on-Make)	Idő a bemenet BE-től a kimenet BE-ig
Berendezés FOLYAMATOS működés egy beállított ideig a bemenet leállása után	Kikapcsolási késleltetés (Delay-on-Break)	Idő a bemenet KI-től a kimenet KI-ig
Berendezés működése egy rögzített időtartamig majd automatikus leállás	Intervallum időzítő (Egylövetű)	A kimeneti BE impulzus időtartama
Berendezés folyamatos ciklus a be és ki állapotok között	Ciklikus időzítő	Mind a BE idő, mind a KI idő (lehet, hogy 2 beállítás szükséges)
Csillag-delta motorindítás szekvencia vezérlés	Csillag-delta időzítő	Átmeneti idő a csillagból a deltába

Gyakori hiba: Az on-delay és az off-delay összekeverése. Ha egy hűtőventilátornak “5 perccel a berendezés leállása után” kell működnie, akkor az off-delay, nem on-delay.

3. lépés: Biztonsági tényezők és tartalékok alkalmazása

Ne adjon meg olyan időzítő relé időtartományt, amely pontosan megfelel a minimális követelményeinek. A valós körülmények biztonsági tartalékokat igényelnek.

Biztonsági tényező képlet

A szükséges időzítő specifikáció kiszámításának általános képlete:

Szükséges időtartomány = Alapfolyamat idő × (1 + Biztonsági tényező)

Ahol a biztonsági tényező figyelembe veszi:

• Időzítési tűrés (relé pontossága)
• Környezeti eltérések (hőmérsékleti hatások)
• Alkatrész öregedés (eltolódás az évek során)
• Beállítási rugalmasság (finomhangolás az üzembe helyezés során)

Ajánlott biztonsági tényezők alkalmazástípus szerint

Alkalmazás Típusa	Biztonsági tényező	Teljes tartalék	Indoklás
Kritikus biztonsági funkciók	1.3-1.5	+30-50%	Nem tolerálható az időzítési hiba; a legrosszabb esetre is számolni kell
Motor Védelem	1.2-1.3	+20-30%	A termikus időállandók változnak; megakadályozza a zavaró lekapcsolásokat vagy a nem megfelelő védelmet
Szekvenciális vezérlés	1.15-1.25	+15-25%	Lehetővé teszi a szinkronizálási beállítást; megakadályozza az ütközést/beragadást
HVAC/Épületgépészeti rendszerek	1.1-1.2	+10-20%	Energiahatékonyság optimalizálása; a lakók kényelmének beállítása
Nem kritikus időzítés	1.05-1.1	+5-10%	Minimális tartalék a relé pontosságához és beállításához

Részletes tartalék lebontás

Alkatrész tűrési tartalék:

• Elektronikus időzítő pontossága: tipikusan ±0,5% - ±5% (az IEC 61812-1 szerint)
• Tartalék hozzáadása = Alapidő × (Pontosság % × 2)

Környezeti és öregedési tartalékok:

• Hőmérsékleti hatások: ±0,01-0,03% per °C
• Alkatrészeltolódás 5-10 év alatt: +1-2%
• Beállítási rugalmasság: 10-20%

Példa számítás: Motorhűtő ventilátor (3 perces alap)

1. Alapidő: 180 másodperc
2. Motorvédelmi tényező alkalmazása: 180s × 1,25 = 225 másodperc
3. Kiválasztás 1-10 perces tartomány, beállítva 4 percre

4. lépés: Illessze a rendelkezésre álló időrelé tartományokhoz

Miután kiszámította a szükséges időt biztonsági ráhagyásokkal, válasszon egy kereskedelmi időrelét, amelynek tartománya lefedi az Ön specifikációját.

Kiválasztási döntési fa

Ha a számított időigény egyetlen szabványos tartományba esik:

✓ Válassza ki azt a tartományt (pl. 219s igény → 1-10 perces tartomány)

Ha a számított idő két tartomány közé esik:

• 1. opció: Válassza ki a következő magasabb tartományt a maximális beállítási rugalmasság érdekében
• 2. opció: Válassza ki az alacsonyabb tartományt ha az a ráhagyásokkal együtt megfelel a maximumának
• Javaslat: Válasszon magasabb tartományt, hacsak nem merülnek fel költség- vagy pontossági korlátok

Ha a számított idő meghaladja a szabványos tartományokat:

• Fontolja meg a speciális, kiterjesztett tartományú időzítőket (akár 300 óráig)
• Értékelje ki a programozható logikai vezérlőket (PLC-ket) a komplex időzítéshez
• Használjon több időzítőt kaszkád konfigurációban

Beállíthatóság és felbontás szempontjai

Tartománytípus	Felbontás	Legjobb
Fix idő	Egyik sem	Szabványosított folyamatok
Tárcsás beállítás	~2-5%-a a skálának	Helyszíni beállítás
Digitális kijelző	0.1-1%	Precíziós alkalmazások

Kritikus: Egy 1-10 perces tárcsa 10 pozícióval csak 1, 2, 3…10 perces beállításokat tesz lehetővé.

Gyakorlati számítási példák

1. példa: Motorhűtő ventilátor kikapcsolási késleltetése

Alkalmazás: Ipari kompresszor hűtőventilátorral, amelynek a motor leállása után is működnie kell.

Követelmények:

• Motor termikus specifikációi: minimum 180 másodperc hűtési idő
• Környezet: poros gyár, -10°C és +45°C között
• Alkalmazás kritikus jellege: Magas (csapágyvédelem)

Számítás:

1. Alapfolyamat idő: 180 másodperc (3 perc)
2. Időzítési mód kiválasztása: Késleltetett kikapcsolás (a ventilátor a motor leállása után is működik)
3. Biztonsági tényezők alkalmazása:
   • Motorvédelmi tényező: 1,25 (a táblázat szerint)
   • 180s × 1,25 = 225 másodperc (3,75 perc)
4. Tartományhoz illesztés:
   • Számított: 225s az 1-10 perces tartományba esik (60-600s)
   • Kiválasztás: 1-10 perces tartományú időzítő
5. Ajánlott beállítás: 4 perc (240s) a kényelmes ráhagyás érdekében

Specifikáció: VIOX kikapcsolási késleltetésű időrelé, 1-10 perces tartomány, ≤±1% pontosság, AC/DC univerzális tápegység

2. példa: Szekvenciális berendezésindítás

Alkalmazás: Vegyi feldolgozó üzem három szivattyúval, amelyeket szekvenciálisan kell elindítani.

Követelmények:

• 1. szivattyú: azonnal elindul
• 2. szivattyú: 8 másodperccel az 1. szivattyú után indul
• 3. szivattyú: 8 másodperccel a 2. szivattyú után indul
• Ok: Az elektromos igény csúcsának megakadályozása

Számítás:

1. Alapfolyamat idő: 8 másodperc az indítások között
2. Időzítési mód kiválasztása: Bekapcsolási késleltetés (minden szivattyú késleltetés után indul)
3. Biztonsági tényezők alkalmazása:
   • Szekvenciális vezérlési tényező: 1,2
   • 8s × 1,2 = 9,6 másodperc
4. Tartományhoz illesztés:
   • Számított: 9,6s belefér az 1-10 másodperces tartományba
   • Kiválasztás: 1-10 másodperces tartományú időzítő (2 darabra van szükség)
5. Ajánlott beállítás: 10 másodperc minden késleltetéshez

Specifikáció: Két VIOX késleltető időrelé, 1-10 másodperces tartomány, digitális beállítás, ≤±0,5% ismételhetőség

Példa 3: Ciklikus öntözőrendszer

Alkalmazás: Mezőgazdasági öntözési zónavezérlő.

Követelmények:

• Zóna BE ideje: 12 perc (vízfolyás)
• Zóna KI ideje: 48 perc (talajfelszívás)
• Ciklikusan ismétlődik az öntözési időszak alatt

Számítás:

1. Alapfolyamat idők: 12 perc BE, 48 perc KI
2. Időzítési mód kiválasztása: Ciklikus időzítő (aszimmetrikus be/ki)
3. Biztonsági tényezők alkalmazása:
   • Nem kritikus alkalmazás: 1,1 faktor
   • BE: 12 perc × 1,1 = 13,2 perc
   • KI: 48 perc × 1,1 = 52,8 perc
4. Tartományhoz illesztés:
   • Mindkét érték belefér az 1-10 perces tartományba? Nem (52,8 > 60 perc)
   • Szükséges: 1-10 órás tartomány a KI időhöz
   • Alternatíva: Használjon 10-100 perces tartományt, ha elérhető
5. Ajánlott beállítások: BE = 15 perc, KI = 1 óra (kompromisszum a standard tartományhoz)

Specifikáció: VIOX ciklikus időrelé kettős állítható tartományokkal, vagy többfunkciós időzítő külön BE/KI időbeállításokkal

Gyakori időtartomány kiválasztási hibák

Ezen buktatók elkerülése biztosítja a megbízható időrelé teljesítményt:

Hiba	Következmény	Megoldás
Pontos minimális idő megadása tartalék nélkül	A folyamat meghibásodik, ha a relé az alsó tűréshatáron működik (-5%)	Mindig adjon hozzá minimum 10%-os biztonsági tényezőt
Helytelen időzítési mód kiválasztása (késleltetett bekapcsolás helyett késleltetett kikapcsolás)	A berendezés a tervezettel ellentétesen működik; teljes rendszerhiba	Gondosan elemezze, hogy a kimenet mikor aktiválódjon/deaktiválódjon
A beállítási felbontás figyelmen kívül hagyása	Nem lehet pontosan beállítani a szükséges időt; közelítő értéket kell használni	Ellenőrizze az adatlapot a tényleges felbontásért (pl. 10 állású tárcsa = 10% lépések)
Környezeti tényezők figyelmen kívül hagyása	Az időzítés jelentősen eltér a szélsőséges hőmérsékleteken	Adjon hozzá 2-3% tartalékot ipari környezetekhez, ellenőrizze az üzemi hőmérséklet tartományt
Túlméretezett tartomány használata precíziós alkalmazásokhoz	Gyenge felbontás és pontosság a tartomány alacsony végén	Válassza ki a legkisebb tartományt, amely megfelel a követelményeknek tartalékokkal
Az alkatrészek öregedésének elfelejtése	Az időzítő 3-5 év után kiesik a specifikációból	Adjon hozzá 2% öregedési tartalékot a hosszú távú telepítésekhez
A bekapcsolási/indítási tranziens figyelmen kívül hagyása	A relé időzítése azelőtt kezdődik, hogy a berendezés ténylegesen stabilizálódna	Adja hozzá a tranziens lecsengési időt az alapkövetelményhez

Valós példa a helytelen mód kiválasztására:

Egy mérnök késleltetett bekapcsolású időzítőt írt elő egy szellőzőventilátorhoz, amelynek “a folyamat leállása után 5 percig kellett futnia”. Eredmény: A ventilátor 5 perccel a folyamat elindulása után indult volna el (késleltetett bekapcsolás), majd folyamatosan futott volna. A helyes választás a késleltetett kikapcsolás volt, amely a ventilátort a folyamat leállása után 5 percig futtatja.

Időtartomány specifikáció gyors referencia

Ipari alkalmazás szerint

Alkalmazási kategória	Szükséges tipikus időtartomány	Ajánlott tartomány	Időzítési mód	Főbb Szempontok
Motor lágyindítás	5-30 másodperc	1-10 másodperc vagy 6-60 másodperc	Késleltetett bekapcsolás	Illeszkedjen a motor tehetetlenségéhez; a nagyobb motoroknak hosszabb időre van szükségük
Motorhűtés/Utánfutás	2-10 perc	1-10 perc	Késleltetett kikapcsolás	A termikus időállandó alapján
Csillag-delta átkapcsolás	3-15 másodperc	1-10 másodperc	Csillag-delta (speciális)	A motor gyártójának specifikációi szerint
HVAC szekvenciális indítás	10-60 másodperc	6-60 másodperc	Késleltetett bekapcsolás	Elcsúsztatás a terhelés csökkentése érdekében
Világítás késleltetett kikapcsolása	30 másodperc – 5 perc	1-10 perc	Késleltetett kikapcsolás	Energiahatékonysági előírások és felhasználói preferenciák
Biztonsági reteszelés	0,5-5 másodperc	0,1-1 másodperc vagy 1-10 másodperc	Intervallum vagy bekapcsoláskésleltetés	Meg kell felelnie a biztonsági szabványoknak (IEC 61508)
Szállítószalag szekvenciális indítása	3-20 másodperc	1-10 másodperc	Késleltetett bekapcsolás	A termékátviteli idő alapján
Szivattyúváltás	1-24 óra	1-10 óra vagy programozható	Ciklikus	Egyenletes kopáseloszlás
Folyamat áztatási idő	5-60 perc	1-10 perc vagy 1-10 óra	Intervallum	Receptfüggő; használjon digitális beállítást
Öntözési zónák	5-30 perc BE, 15-120 perc KI	1-10 óra kettős beállítással	Ciklikus	Talajtípus és növényi igények

Gyors kiválasztási irányelvek

Standard folyamat:

1. Számítsa ki az alapidőt → adjon hozzá 20%-os biztonsági tényezőt → válassza ki a következő standard tartományt
2. Ellenőrizze a pontosságot ≤±5% (általános) vagy ≤±1% (kritikus)

Biztonságkritikus:

• Adjon hozzá 30-50%-os biztonsági tényezőt
• Adja meg a ≤±1%-os pontosságot és ismételhetőséget
• Dokumentálja az ISO 13849 vagy az IEC 61508 szerint

Gyakran Ismételt Kérdések

Mekkora biztonsági ráhagyást kell hozzáadnom az időrelé számításaimhoz?

Kritikus biztonsági funkciókhoz adjon hozzá 30-50%-t. A motorvédelemhez 20-30% szükséges. A szekvenciális vezérlés és a HVAC 15-25%-t igényel. Még a nem kritikus alkalmazásoknál is legalább 10% tartalék szükséges.

Mi a teendő, ha az időigényem két elérhető időtartomány közé esik?

Válassza ki a következő magasabb tartományt. Ha 35 másodpercet számít (biztonsági ráhagyással), válassza a 6-60 másodperces tartományt az 1-10 másodperces helyett a maximális beállítási rugalmasság érdekében.

Használhatok szélesebb tartományú időrelét a nagyobb rugalmasság érdekében?

Igen, de a szélesebb tartományok alacsonyabb felbontással rendelkezhetnek. Egy 1-10 perces időzítő 0,1 perces pontosságot kínálhat, míg egy többtartományú modell csak 6 másodperces pontosságot biztosíthat. A precíziós alkalmazásokhoz válassza ki a legszűkebb tartományt, amely lefedi az igényeit.

Mennyire pontosnak kell lenniük az időrelé számításoknak?

A szigorúság igazodjon a kritikus ponthoz. A biztonsági alkalmazások az IEC 61508 szerinti dokumentált számításokat követelik meg. A motorvédelem hőelemzést igényel. Az általános alkalmazásokhoz alapvető számítások szükségesek 20%-os biztonsági tartalékkal.

Milyen tényezők befolyásolják a tényleges időzítést a valós telepítésekben?

A hőmérséklet (±0,01-0,03%/°C), a tápfeszültség ingadozása (±1-2%), az alkatrészek öregedése (+1-2% 5-10 év alatt) és a zajos környezetben fellépő EMI mind befolyásolják az időzítést. A biztonsági tartalékok elnyelik ezeket a változásokat.

Hogyan számolom ki a ciklikus időzítők időtartományát?

Külön-külön számítsa ki a BE- és KI-kapcsolási időket, és alkalmazzon 10-20%-os biztonsági tényezőt mindegyikre. Adjon meg egy aszimmetrikus ciklikus időzítőt, vagy használjon sorba kapcsolt külön BE-késleltető és KI-késleltető időzítőket.

Figyelembe kell vennem az érintkező kapcsolási idejét?

Általában nem. A kontaktus kapcsolása (5-20ms) elhanyagolható a másodperctől óráig terjedő tartományokban. Nagy sebességű alkalmazásokhoz (0,1-1 másodperc tartomány), ellenőrizze az adatlapokat, vagy használjon szilárdtest kimeneteket (<1ms kapcsolás).

Következtetés

Az időrelé megfelelő időtartományának kiszámítása egy szisztematikus folyamat, amely biztosítja a megbízható működést és megelőzi a költséges hibákat. A négy lépésből álló módszertan – a folyamat időzítési követelményeinek azonosítása, a megfelelő időzítési mód kiválasztása, a megfelelő biztonsági tényezők alkalmazása és a kereskedelmi tartományokhoz való illesztés – keretet biztosít a magabiztos specifikációs döntésekhez.

Ne feledje, hogy a biztonsági tartalékok nem opcionális luxuscikkek, hanem elengedhetetlen rendelkezések a valós tűréshatárok, a környezet és az öregedés miatti eltérésekre. A megfelelően kiszámított időrelé specifikáció figyelembe veszi a legrosszabb eseteket, miközben beállítási rugalmasságot biztosít az üzembe helyezés és a működés során.

Kritikus alkalmazások esetén mindig konzultáljon a gyártó specifikációival, ellenőrizze a pontossági és ismételhetőségi értékeket az IEC 61812-1 szerint, és dokumentálja számításait a jövőbeni hivatkozás céljából. A VIOX időrelék átfogó időtartományt, magas pontosságú specifikációkat és rugalmas szerelési lehetőségeket kínálnak a különféle ipari, kereskedelmi és automatizálási követelmények kielégítésére.

Ha kétségei vannak, tévedjen a nagyobb biztonsági tartalékok felé, és válasszon minőségi alkatrészeket neves gyártóktól. A kis többletköltség elhanyagolható a rendszer leállása, a berendezés károsodása vagy a nem megfelelő időrelé specifikációk által okozott biztonsági incidensek költségeihez képest.