Per calcolare l'intervallo di tempo corretto per il tuo relè temporizzato, segui questi quattro passaggi essenziali: identifica i requisiti di temporizzazione effettivi del tuo processo, seleziona la modalità di temporizzazione appropriata (ritardo all'inserzione, ritardo al disinserzione, intervallo o ciclico), applica fattori di sicurezza per tenere conto della tolleranza e delle condizioni ambientali e abbina i requisiti calcolati agli intervalli di tempo commerciali disponibili. Questo approccio sistematico aiuta il tuo relè temporizzato a fornire prestazioni affidabili evitando errori comuni come margini insufficienti o selezione della modalità errata che possono portare a danni alle apparecchiature o rischi per la sicurezza.
I relè temporizzati sono componenti di controllo critici nell'automazione industriale, nel controllo dei motori, nei sistemi HVAC e in innumerevoli altre applicazioni in cui la temporizzazione precisa determina l'affidabilità e la sicurezza del sistema. Selezionare l'intervallo di tempo sbagliato, sia troppo stretto che troppo ampio, può causare guasti operativi, danni alle apparecchiature o compromettere la sicurezza. Questa guida fornisce metodi di calcolo pratici, esempi dettagliati e tabelle di riferimento rapido per aiutare ingegneri e tecnici a specificare con sicurezza gli intervalli di tempo dei relè temporizzati per qualsiasi applicazione.
Comprensione degli intervalli di tempo dei relè temporizzati
L' intervallo di tempo di un relè temporizzato si riferisce all'intervallo regolabile di valori di temporizzazione che il dispositivo può fornire, come 0,1-1 secondo, 1-10 secondi o 1-10 minuti. Questo differisce dalla precisione di temporizzazione, che descrive quanto precisamente il relè raggiunge il valore di tempo impostato.
Intervallo di tempo vs. Precisione di temporizzazione
Comprendere questa distinzione è fondamentale per una corretta specifica:
| Caratteristica | Definizione | Esempio | Impatto sulla selezione |
|---|---|---|---|
| Intervallo Di Tempo | L'intervallo di valori di temporizzazione regolabili disponibili | 6-60 secondi, 1-10 minuti | Deve comprendere i requisiti del tuo processo |
| Precisione di temporizzazione | Quanto è vicina la temporizzazione effettiva al valore impostato | ±5%, ±0,5% + 150ms | Critico per operazioni sincronizzate |
| Ripetibilità | Coerenza della temporizzazione su più cicli | ±0,5%, ±1% | Importante per processi prevedibili |
Secondo la norma IEC 61812-1 (la principale norma internazionale per i relè temporizzati industriali), la precisione di temporizzazione è tipicamente espressa come percentuale del valore impostato o dell'intervallo a fondo scala. Ad esempio, un timer con una precisione di ±5% impostato su 10 secondi funziona tra 9,5 e 10,5 secondi.
Intervalli di tempo commerciali comuni
I relè temporizzati industriali sono fabbricati con intervalli di tempo standardizzati per coprire diverse applicazioni:
| Intervallo Di Tempo | Incremento tipico | Applicazioni comuni | Tipo Di Relè |
|---|---|---|---|
| 0,1-1 secondo | 0,01s | Processi ad alta velocità, impulsi rapidi, imballaggio | Multifunzione elettronico |
| 1-10 secondi | 0.1s | Sequenziamento di macchine, avviamento graduale del motore | Elettronico standard |
| 6-60 secondi | 1s | Ritardi di avvio HVAC, protezione del motore | Elettromeccanico/Elettronico |
| 1-10 minuti | 6s o 0,1min | Ritardi di illuminazione, ventilazione, ventole di raffreddamento | Elettronico multi-intervallo |
| 1-10 ore | 6min o 0,1hr | Processi di lunga durata, pianificazione della manutenzione | Timer specializzati |
| 10-300 ore | Variabile | Operazioni a ciclo esteso, funzioni di calendario | Timer programmabili |
Punto chiave: Il tuo requisito di tempo calcolato deve rientrare in un singolo intervallo disponibile. Se il tuo processo necessita di 45 secondi di ritardo, non puoi utilizzare un relè con intervallo 1-10 secondi: hai bisogno di un intervallo 6-60 secondi o 1-10 minuti.
Metodo di calcolo dell'intervallo di tempo passo dopo passo
Passaggio 1: Identifica i requisiti di temporizzazione del tuo processo
Inizia determinando la temporizzazione effettiva di cui la tua applicazione ha bisogno. Ciò richiede l'analisi delle specifiche del processo o dell'apparecchiatura.
Domande a cui rispondere:
- Qual è il ritardo minimo richiesto per un funzionamento sicuro/corretto?
- Qual è il ritardo massimo accettabile prima che influisca sul processo?
- Ci sono più requisiti di temporizzazione (avvio, esecuzione, arresto)?
- La temporizzazione si ripete ciclicamente o si verifica una volta per trigger?
Esempio 1 – Ventola di raffreddamento del motore:
Un produttore di motori da 15 kW specifica che la ventola di raffreddamento deve funzionare per “almeno 3 minuti” dopo l'arresto del motore per prevenire danni ai cuscinetti.
- Requisito di base: 3 minuti (180 secondi)
- Tipo: Ritardo allo spegnimento (la ventola continua dopo l'arresto del motore)
Esempio 2 – Avvio sequenziale del trasportatore:
Il nastro trasportatore A deve avviarsi, quindi il nastro trasportatore B si avvia “5-8 secondi dopo” per evitare l'inceppamento del prodotto.
- Requisito di base: Ritardo di 5-8 secondi
- Tipo: Ritardo all'inserzione (l'avvio del nastro B avviene dopo un ritardo)
Fase 2: Selezionare la modalità di temporizzazione appropriata
Diverse modalità di temporizzazione servono a funzioni diverse. Selezionare la modalità sbagliata è un errore comune che rende i calcoli privi di significato.
Tabella decisionale della modalità di temporizzazione
| Se la tua applicazione necessita di... | Seleziona la modalità | Base di calcolo del tempo |
|---|---|---|
| Apparecchiatura da AVVIARE dopo un ritardo a seguito del trigger di ingresso | In Ritardo (Ritardo all'inserzione) | Tempo dall'accensione dell'ingresso all'accensione dell'uscita |
| Apparecchiatura da CONTINUARE a funzionare per un tempo impostato dopo l'arresto dell'ingresso | Ritardo Alla Diseccitazione (Ritardo al disinserimento) | Tempo dallo spegnimento dell'ingresso allo spegnimento dell'uscita |
| Apparecchiatura per funzionare per una durata fissa quindi arrestarsi automaticamente | Timer a intervalli (Monostabile) | Durata dell'impulso ON dell'uscita |
| Apparecchiatura da ciclo continuo tra stati on e off | Timer ciclico | Sia il tempo ON che il tempo OFF (potrebbero essere necessarie 2 impostazioni) |
| Avviamento motore stella-triangolo controllo della sequenza | Timer stella-triangolo | Tempo di transizione da stella a triangolo |
Errore comune: Confondere il ritardo all'inserzione con il ritardo al disinserimento. Quando una ventola di raffreddamento deve funzionare “5 minuti dopo lo spegnimento dell'apparecchiatura”, si tratta di un ritardo al disinserimento, non di un ritardo all'inserzione.
Fase 3: Applicare fattori di sicurezza e margini
Non specificare un intervallo di tempo del relè temporizzatore che corrisponda esattamente al requisito minimo. Le condizioni del mondo reale richiedono margini di sicurezza.
Formula del fattore di sicurezza
La formula generale per calcolare la specifica del timer richiesta è:
Intervallo di tempo richiesto = Tempo di processo di base × (1 + Fattore di sicurezza)
Dove il fattore di sicurezza tiene conto di:
- Tolleranza di temporizzazione (precisione del relè)
- Variazioni ambientali (effetti della temperatura)
- Invecchiamento dei componenti (deriva nel corso degli anni)
- Flessibilità di regolazione (messa a punto durante la messa in servizio)
Fattori di sicurezza consigliati per tipo di applicazione
| Tipo Di Applicazione | Fattore di sicurezza | Margine totale | Giustificazione |
|---|---|---|---|
| Funzioni di sicurezza critiche | 1.3-1.5 | +30-50% | Non può tollerare guasti di temporizzazione; deve tenere conto delle condizioni peggiori |
| Protezione Motore | 1.2-1.3 | +20-30% | Le costanti di tempo termiche variano; previene interventi intempestivi o protezione inadeguata |
| Controllo sequenziale | 1.15-1.25 | +15-25% | Consente la regolazione della sincronizzazione; previene collisioni/inceppamenti |
| Sistemi HVAC/Edifici | 1.1-1.2 | +10-20% | Ottimizzazione dell'efficienza energetica; regolazione del comfort degli occupanti |
| Temporizzazione non critica | 1.05-1.1 | +5-10% | Margine minimo per la precisione e la regolazione del relè |
Analisi dettagliata del margine
Margine di tolleranza dei componenti:
- Precisione del timer elettronico: tipicamente ±0,5% a ±5% (secondo IEC 61812-1)
- Aggiungere margine = Tempo base × (Precisione % × 2)
Margini ambientali e di invecchiamento:
- Effetti della temperatura: ±0,01-0,03% per °C
- Deriva dei componenti in 5-10 anni: +1-2%
- Flessibilità di regolazione: 10-20%
Esempio di calcolo: Ventola di raffreddamento del motore (base 3 minuti)
- Tempo base: 180 secondi
- Applica fattore di protezione del motore: 180s × 1.25 = 225 secondi
- Seleziona Intervallo 1-10 minuti, impostato a 4 minuti
Passaggio 4: Abbina agli intervalli di relè temporizzati disponibili
Una volta calcolato il tempo necessario con margini di sicurezza, seleziona un relè temporizzato commerciale il cui intervallo comprenda le tue specifiche.
Albero decisionale di selezione
Se il requisito di tempo calcolato rientra in un singolo intervallo standard:
✓ Seleziona quell'intervallo (ad esempio, requisito di 219 secondi → intervallo 1-10 minuti)
Se il tempo calcolato rientra tra due intervalli:
- Opzione 1: Seleziona l' intervallo superiore successivo per la massima flessibilità di regolazione
- Opzione 2: Seleziona l' intervallo inferiore se soddisfa il tuo massimo con margini
- Raccomandazione: Scegli un intervallo più alto a meno che non si applichino vincoli di costo o precisione
Se il tempo calcolato supera gli intervalli standard:
- Considera timer specializzati a intervallo esteso (fino a 300 ore)
- Valuta i controllori logici programmabili (PLC) per temporizzazioni complesse
- Utilizza più timer in configurazione a cascata
Considerazioni su regolabilità e risoluzione
| Tipo di intervallo | Risoluzione | Il migliore per |
|---|---|---|
| Tempo fisso | Nessuno | Processi standardizzati |
| Regolazione a manopola | ~2-5% della scala | Regolazione sul campo |
| Display digitale | 0.1-1% | Applicazioni di precisione |
Critico: Una manopola da 1-10 minuti con 10 posizioni consente solo impostazioni di 1, 2, 3...10 minuti.
Esempi pratici di calcolo
Esempio 1: Ritardo allo spegnimento della ventola di raffreddamento del motore
Applicazione: Compressore industriale con ventola di raffreddamento che deve funzionare dopo l'arresto del motore.
Requisiti:
- Specifiche termiche del motore: tempo di raffreddamento minimo di 180 secondi
- Ambiente: fabbrica polverosa, da -10°C a +45°C
- Criticità dell'applicazione: Alta (protezione dei cuscinetti)
Calcolo:
- Tempo di processo base: 180 secondi (3 minuti)
- Seleziona la modalità di temporizzazione: Ritardo allo spegnimento (la ventola continua dopo l'arresto del motore)
- Applica fattori di sicurezza:
- Fattore di protezione del motore: 1.25 (come da tabella)
- 180s × 1.25 = 225 secondi (3.75 minuti)
- Abbina all'intervallo:
- Calcolato: 225s rientra nell'intervallo 1-10 minuti (60-600s)
- Seleziona: timer con intervallo 1-10 minuti
- Impostazione raccomandata: 4 minuti (240s) per un margine confortevole
Specifica: Relè temporizzato con ritardo allo spegnimento VIOX, intervallo 1-10 minuti, precisione ≤±1%, alimentazione universale AC/DC
Esempio 2: Avvio sequenziale delle apparecchiature
Applicazione: Impianto di lavorazione chimica con tre pompe che devono avviarsi in sequenza.
Requisiti:
- Pompa 1: si avvia immediatamente
- Pompa 2: si avvia 8 secondi dopo la Pompa 1
- Pompa 3: si avvia 8 secondi dopo la Pompa 2
- Motivo: Prevenire picchi di domanda elettrica
Calcolo:
- Tempo di processo base: 8 secondi tra gli avvii
- Seleziona la modalità di temporizzazione: Ritardo all'inserzione (ogni pompa si avvia dopo un ritardo)
- Applica fattori di sicurezza:
- Fattore di controllo sequenziale: 1.2
- 8s × 1.2 = 9.6 secondi
- Abbina all'intervallo:
- Calcolato: 9.6s rientra nell'intervallo 1-10 secondi
- Seleziona: timer con intervallo 1-10 secondi (necessarie 2 unità)
- Impostazione raccomandata: 10 secondi per ogni ritardo
Specifica: Due relè temporizzati VIOX con ritardo all'inserzione, intervallo 1-10 secondi, regolazione digitale, ripetibilità ≤±0.5%
Esempio 3: Sistema di irrigazione ciclico
Applicazione: Controllore della zona di irrigazione agricola.
Requisiti:
- Tempo di ACCENSIONE della zona: 12 minuti (flusso d'acqua)
- Tempo di SPEGNIMENTO della zona: 48 minuti (assorbimento del suolo)
- Cicli continui durante il periodo di irrigazione
Calcolo:
- Tempi di processo di base: 12 min ON, 48 min OFF
- Seleziona la modalità di temporizzazione: Timer ciclico (on/off asimmetrico)
- Applica fattori di sicurezza:
- Applicazione non critica: fattore 1.1
- ON: 12 min × 1.1 = 13.2 min
- OFF: 48 min × 1.1 = 52.8 min
- Abbina all'intervallo:
- Entrambi i valori rientrano nell'intervallo 1-10 minuti? No (52.8 > 60 min)
- Necessità: intervallo 1-10 ore per il tempo OFF
- Alternativa: utilizzare l'intervallo 10-100 minuti se disponibile
- Impostazioni consigliate: ON = 15 min, OFF = 1 ora (compromesso per l'intervallo standard)
Specifica: Relè temporizzato ciclico VIOX con doppi intervalli regolabili, o timer multifunzione con impostazioni separate del tempo ON/OFF
Errori comuni nella selezione dell'intervallo di tempo
Evitare queste insidie garantisce prestazioni affidabili del relè temporizzato:
| Errore | Conseguenza | Soluzione |
|---|---|---|
| Specificare il tempo minimo esatto senza margine | Il processo fallisce quando il relè funziona al limite di tolleranza inferiore (-5%) | Aggiungere sempre un fattore di sicurezza minimo del 10% |
| Selezione della modalità di temporizzazione errata (ritardo all'inserzione invece di ritardo al disinserimento) | L'apparecchiatura funziona al contrario di quanto previsto; guasto completo del sistema | Analizzare attentamente quando l'uscita deve attivarsi/disattivarsi |
| Ignorare la risoluzione della regolazione | Impossibile impostare il tempo richiesto preciso; costretti a utilizzare un valore approssimativo | Controllare la scheda tecnica per la risoluzione effettiva (ad es. quadrante a 10 posizioni = passaggi di 10%) |
| Trascurare i fattori ambientali | La temporizzazione si discosta significativamente in condizioni di temperatura estreme | Aggiungere un margine di 2-3% per ambienti industriali, verificare l'intervallo di temperatura di esercizio |
| Utilizzo di un intervallo sovradimensionato per applicazioni di precisione | Scarsa risoluzione e precisione all'estremità inferiore dell'intervallo | Selezionare l'intervallo più piccolo che soddisfi il requisito con margini |
| Dimenticare l'invecchiamento dei componenti | Il timer si discosta dalle specifiche dopo 3-5 anni | Aggiungere un margine di invecchiamento del 2% per installazioni a lungo termine |
| Non considerare i transienti di spunto/avvio | La temporizzazione del relè inizia prima che l'apparecchiatura si stabilizzi effettivamente | Aggiungere il tempo di assestamento transitorio al requisito di base |
Esempio reale di selezione della modalità errata:
Un ingegnere ha specificato un timer con ritardo all'inserzione per un ventilatore che doveva “funzionare per 5 minuti dopo l'arresto del processo”. Risultato: il ventilatore si avviava 5 minuti dopo l'avvio del processo (ritardo all'inserzione), quindi funzionava continuamente. La scelta corretta era il ritardo al disinserimento, che mantiene il ventilatore in funzione per 5 minuti dopo l'arresto del processo.
Riferimento rapido per la specifica dell'intervallo di tempo
Per applicazione industriale
| Categoria di applicazione | Intervallo di tempo tipico necessario | Intervallo consigliato | Modalità di temporizzazione | Considerazioni Chiave |
|---|---|---|---|---|
| Avviamento graduale del motore | 5-30 secondi | 1-10 secondi o 6-60 secondi | Ritardo all'inserzione | Corrispondere all'inerzia del motore; i motori più grandi necessitano di più tempo |
| Raffreddamento/Funzionamento prolungato del motore | 2-10 minuti | 1-10 minuti | Ritardo al disinserimento | Basato sulla costante di tempo termica |
| Transizione stella-triangolo | 3-15 secondi | 1-10 secondi | Stella-triangolo (specializzato) | Secondo le specifiche del produttore del motore |
| Avvio sequenziale HVAC | 10-60 secondi | 6-60 secondi | Ritardo all'inserzione | Sfalsare per ridurre la domanda |
| Ritardo spegnimento illuminazione | 30 secondi – 5 minuti | 1-10 minuti | Ritardo al disinserimento | Codici energetici e preferenze dell'utente |
| Interblocco di sicurezza | 0,5-5 secondi | 0,1-1 secondo o 1-10 secondi | Intervallo o ritardo all'inserzione | Deve soddisfare gli standard di sicurezza (IEC 61508) |
| Sequenziamento del trasportatore | 3-20 secondi | 1-10 secondi | Ritardo all'inserzione | Basato sul tempo di trasferimento del prodotto |
| Alternanza pompe | 1-24 ore | 1-10 ore o programmabile | Ciclico | Distribuzione uniforme dell'usura |
| Tempo di ammollo del processo | 5-60 minuti | 1-10 minuti o 1-10 ore | Intervallo di | Dipendente dalla ricetta; utilizzare la regolazione digitale |
| Zone di irrigazione | 5-30 minuti ON, 15-120 min OFF | 1-10 ore con doppia impostazione | Ciclico | Tipo di terreno ed esigenze delle piante |
Linee guida per la selezione rapida
Processo standard:
- Calcolare il tempo base → aggiungere un fattore di sicurezza del 20-30% → selezionare l'intervallo standard successivo
- Verificare l'accuratezza ≤±5% (generale) o ≤±1% (critico)
Critico per la sicurezza:
- Aggiungere un fattore di sicurezza del 30-50%
- Specificare accuratezza e ripetibilità ≤±1%
- Documentare secondo ISO 13849 o IEC 61508
Domande Frequenti
Quanto margine di sicurezza dovrei aggiungere al mio calcolo del relè temporizzato?
Per funzioni di sicurezza critiche, aggiungere 30-50%. La protezione del motore necessita di 20-30%. Il controllo sequenziale e HVAC richiedono 15-25%. Anche le applicazioni non critiche dovrebbero avere almeno un margine di 10%.
Cosa succede se il mio requisito di tempo rientra tra due intervalli di temporizzazione disponibili?
Selezionare il campo di misura immediatamente superiore. Se si calcolano 35 secondi (con margini), scegliere il campo 6-60 secondi piuttosto che il campo 1-10 secondi per la massima flessibilità di regolazione.
Posso utilizzare un relè temporizzatore con un intervallo più ampio per una maggiore flessibilità?
Sì, ma intervalli più ampi possono avere una risoluzione inferiore. Un timer da 1 a 10 minuti potrebbe offrire una precisione di 0,1 minuti, mentre un modello multi-intervallo potrebbe fornire solo una precisione di 6 secondi. Per applicazioni di precisione, selezionare l'intervallo più stretto che soddisfi le proprie esigenze.
Quanto devono essere accurate le calcolazioni dei relè temporizzati?
Abbina il rigore alla criticità. Le applicazioni di sicurezza richiedono calcoli documentati secondo la norma IEC 61508. La protezione del motore richiede un'analisi termica. Le applicazioni generali necessitano di calcoli di base con un margine di sicurezza del 20%.
Quali fattori influenzano i tempi effettivi nelle installazioni reali?
La temperatura (±0,01-0,03%/°C), le variazioni della tensione di alimentazione (±1-2%), l'invecchiamento dei componenti (+1-2% in 5-10 anni) e le EMI in ambienti rumorosi influenzano tutti la temporizzazione. I margini di sicurezza assorbono queste variazioni.
Come si calcola l'intervallo di tempo per i timer ciclici?
Calcolare separatamente sia i tempi di ON che di OFF, applicare fattori di sicurezza del 10-20% a ciascuno. Specificare un timer ciclico asimmetrico o utilizzare timer di ritardo all'inserzione e timer di ritardo al disinserimento separati in serie.
Devo tenere conto del tempo di commutazione dei contatti?
Generalmente no. La commutazione dei contatti (5-20ms) è trascurabile per intervalli da secondi a ore. Per applicazioni ad alta velocità (intervallo 0,1-1 secondo), consultare le schede tecniche o utilizzare uscite a stato solido (commutazione <1ms).
Conclusione
Calcolare l'intervallo di tempo corretto per il relè temporizzatore è un processo sistematico che garantisce un funzionamento affidabile e previene costosi errori. La metodologia in quattro fasi - identificazione dei requisiti di temporizzazione del processo, selezione della modalità di temporizzazione appropriata, applicazione di fattori di sicurezza adeguati e corrispondenza con gli intervalli commerciali - fornisce un quadro per decisioni di specifica sicure.
Ricorda che i margini di sicurezza non sono lussi opzionali ma disposizioni essenziali per le variazioni del mondo reale in termini di tolleranza, ambiente e invecchiamento. Una specifica del relè temporizzatore calcolata correttamente tiene conto delle condizioni peggiori fornendo al contempo flessibilità di regolazione durante la messa in servizio e il funzionamento.
Per applicazioni critiche, consultare sempre le specifiche del produttore, verificare le valutazioni di accuratezza e ripetibilità secondo IEC 61812-1 e documentare i calcoli per riferimento futuro. I relè temporizzatori VIOX offrono una gamma completa di intervalli di tempo, specifiche di elevata precisione e opzioni di montaggio flessibili per soddisfare diverse esigenze industriali, commerciali e di automazione.
In caso di dubbio, errare dalla parte di margini di sicurezza più ampi e selezionare componenti di qualità da produttori affidabili. Il piccolo costo aggiuntivo è insignificante rispetto alle spese di inattività del sistema, danni alle apparecchiature o incidenti di sicurezza causati da specifiche improprie del relè temporizzatore.
