На этой странице
Краткий ответ: Таймер с задержкой включения и задержкой выключения
An таймер с задержкой включения ожидает после подачи входного сигнала перед активацией выхода. Также называется TON, таймер задержки включения, задержка при замыкании (delay-on-make), или задержка включения.
An таймер задержки выключения подает питание на выход сразу после включения входа, а затем удерживает выход во включенном состоянии в течение заданного времени после выключения входа. Также называется TOF, таймер задержки выключения, задержка при размыкании, или задержка при отпускании.
В одном предложении: задержка включения управляет моментом запуска нагрузки; задержка выключения управляет тем, как долго нагрузка продолжает работать после снятия команды.
Основные выводы
- TON = таймер задержки включения. Входной сигнал должен оставаться включенным в течение заданного времени, прежде чем выход включится.
- TOF = таймер с задержкой выключения (Timer Off Delay). Выход включается немедленно, а затем остается включенным в течение заданного времени после выключения входного сигнала.
- Используйте задержка включения для последовательного запуска двигателей, защиты компрессора от частых пусков, задержки включения контактора и фильтрации ложных сигналов.
- Используйте задержка выключения для работы охлаждающего вентилятора после остановки, выбега насоса, вентиляционной продувки, задержки освещения лестничных клеток и контролируемого отключения.
- Обычному таймеру с задержкой выключения может потребоваться собственное питание во время отсчета времени. Если таймер должен удерживать выход во включенном состоянии после полной потери питания, проверьте наличие функции истинной задержки выключения (true power-off delay).
Сравнительная таблица реле времени с задержкой включения и задержкой выключения
| Предмет | Реле времени с задержкой включения (TON) | Реле времени с задержкой выключения (TOF) |
|---|---|---|
| Основная функция | Задерживает включение выхода | Задерживает выключение выхода |
| Отсчет времени начинается, когда | Вход включен | Вход выключается |
| Состояние выхода при включении входа | Ожидает в течение заданного времени, затем включается | Включается немедленно |
| Выходной сигнал при выключении входа | Выключается немедленно | Остается включенным в течение заданного времени |
| Общепринятые названия | Задержка включения, задержка срабатывания, таймер задержки включения | Задержка выключения, задержка отпускания, таймер задержки выключения |
| Термин ПЛК | TON | TOF |
| Основная цель | Предотвращение преждевременного запуска | Поддержание контролируемого выбега |
| Типовое применение для электродвигателей | Последовательный запуск, задержка от частых пусков | Задержка отключения вентилятора охлаждения, выбег насоса |
| Распространенная ошибка | Ожидание немедленного срабатывания выхода | Предположение о работоспособности после полного отключения питания |
Реле времени с задержкой включения: принцип работы и последовательность
Таймер с задержкой включения начинает отсчет времени при подаче питания на его управляющий вход или катушку. В течение заданного времени выходной контакт остается в своем нормальном состоянии. Если входной сигнал сохраняется до истечения заданного времени, выходной контакт меняет свое состояние.
Для релейного выхода это обычно означает:
- нормально разомкнутый контакт с выдержкой времени замыкается после завершения задержки;
- нормально замкнутый контакт с выдержкой времени размыкается после завершения задержки;
- если входной сигнал исчезает до завершения задержки, таймер сбрасывается, и выходной контакт не меняет своего состояния.
Последовательность работы таймера с задержкой включения
| Шаг | Вход | Реле / Таймер | Выход |
|---|---|---|---|
| 1 | OFF | Сброс | OFF |
| 2 | Включение | Начало отсчета | Остается выключенным |
| 3 | Остается во включенном состоянии до истечения заданного времени | Достигает заданного времени | Включение |
| 4 | Остается во включенном состоянии | Готово | Остается во включенном состоянии |
| 5 | Выключается | Сбрасывается | Выключается немедленно |
Такое поведение полезно, когда машина не должна запускаться от кратковременного сигнала, просадки напряжения, дребезга контактов выключателя или нестабильного входного сигнала датчика.
Типовые применения реле задержки включения
- Последовательный запуск двигателей для предотвращения одновременных пусковых токов
- Задержка перезапуска компрессора после кратковременной остановки
- Запуск конвейера только после стабилизации сигнала датчика
- Задержка включения катушки контактора после восстановления питания цепи управления
- Выдержка времени при переключении со звезды на треугольник в случае отсутствия специализированного пускового таймера
- Фильтрация кратковременных ложных сигналов от концевых выключателей, поплавковых датчиков или реле давления
Реле времени с задержкой на отключение: принцип работы и последовательность
Реле времени с задержкой на отключение изменяет состояние выхода сразу после подачи сигнала на вход. Задержка происходит позже, после того как сигнал на входе пропадает. В течение периода задержки на отключение выход остается под напряжением. По истечении заданного времени выход возвращается в исходное состояние.
Для релейного выхода это обычно означает:
- нормально разомкнутый выходной контакт замыкается сразу после подачи сигнала на вход;
- контакт остается замкнутым после снятия сигнала со входа;
- контакт размыкается только после того, как истечет заданное время задержки на отключение.
Последовательность работы реле времени с задержкой на отключение
| Шаг | Вход | Реле / Таймер | Выход |
|---|---|---|---|
| 1 | OFF | Сброс | OFF |
| 2 | Включение | Отсчет времени еще не начат | Включается немедленно |
| 3 | Остается во включенном состоянии | Выход остается активным | Остается во включенном состоянии |
| 4 | Выключается | Начало отсчета | Все еще включено |
| 5 | Заданное время истекает | Готово | Выключается |
Такое поведение полезно, когда оборудование должно продолжать работу в течение короткого времени после снятия управляющего сигнала.
Типовые области применения задержки на отключение
- Работа вентилятора охлаждения после остановки двигателя или привода
- Работа насоса после размыкания датчика уровня
- Продувка вытяжного вентилятора после завершения технологического процесса
- Задержка освещения лестничной клетки или коридора
- Задержка размыкания цепей вспомогательного контактора
- Кратковременное продолжение работы конвейера после команды «стоп» для очистки линии от продукции
Временная диаграмма таймеров TON и TOF
Самый простой способ понять разницу — сравнить временные диаграммы входа и выхода.
| Точка отсчета времени | Входной сигнал | Выход таймера TON | Выход таймера TOF |
|---|---|---|---|
| Перед подачей входного сигнала | OFF | OFF | OFF |
| Вход включен | НА | ВЫКЛ в течение заданного времени | ВКЛ немедленно |
| Входной сигнал остается ВКЛ | НА | ВКЛ по истечении заданного времени | НА |
| Вход выключается | OFF | ВЫКЛ немедленно | ВКЛ в течение заданного времени |
| Задержка истекла | OFF | OFF | OFF |
На временной диаграмме используйте три строки: Вход (IN), Уставка времени (PT), и Выход (Q). Для TON, ключевой визуальный интервал находится между включением входа (input ON) и включением выхода (output ON). Для TOF, ключевой визуальный интервал находится между выключением входа (input OFF) и выход ВЫКЛ.
Данную схему следует рассматривать как первую проверку перед выполнением электромонтажных работ или заменой. Если ожидаемая форма выходного сигнала не соответствует последовательности работы оборудования, значит, выбрана неверная функция таймера, даже если напряжение питания и номера клемм указаны верно.
TON против TOF в логике ПЛК
В программировании программируемых логических контроллеров (ПЛК), TON и TOF являются распространенными функциональными блоками таймеров. IEC 61131-3 является основным международным стандартом для языков программирования ПЛК и концепций функциональных блоков, хотя точные детали реализации по-прежнему зависят от платформы ПЛК.
| Термин ПЛК | Значение | Типовые параметры |
|---|---|---|
| TON | Задержка включения (Timer On Delay) | IN, PT, Q, ET |
| TOF | Задержка выключения таймера | IN, PT, Q, ET |
| В | Входное условие | Логический триггер |
| PT | Предустановленное время | Целевое время задержки |
| ET | Прошедшее время | Текущее накопленное время |
| Q | Выход | Результат таймера |
Логика TON простыми словами
Когда В становится истинным, ET начинает отсчет. Q становится истинным только после того, как ET достигает PT. Если В становится ложным до истечения заданного времени, ET сбрасывается и Q остается ложным.
Логика TOF простыми словами
Когда В принимает значение «истина», Q немедленно принимает значение «истина». Когда В принимает значение «ложь», ET начинает отсчет. Q остается «истиной» до тех пор, пока ET достигает PT, затем принимает значение «ложь».
Таймер ПЛК и физическое реле времени решают схожие задачи по отсчету времени, но это не одно и то же. Таймер ПЛК — это программная логика внутри контроллера. Реле времени — это аппаратное устройство с клеммами, катушкой или напряжением питания, выходными контактами, диапазоном выдержки времени и номинальными характеристиками контактов.
Основную аппаратную терминологию см. в руководстве VIOX по что такое реле времени.
Символы и терминология контактов реле времени
Символы реле времени различаются в зависимости от стандарта чертежа, производителя и условных обозначений проекта. Перед подключением всегда проверяйте легенду схемы и технический паспорт реле.
Существует два распространенных способа описания контактов реле времени, с которыми сталкиваются инженеры:
- Схема подключения и обозначения клемм в стиле IEC, такие как A1/A2 для питания и 15/16/18 для переключающих контактов.
- Термины поведения контактов в североамериканском стиле / стиле NEMA, такие как NOTC или NCTO, которые описывают, является ли контакт нормально разомкнутым или нормально замкнутым, а также является ли переключение временным.
Эти системы часто смешиваются в международной документации на электрощитовое оборудование, особенно когда машина спроектирована в одном регионе, а обслуживается в другом. Считайте условные обозначения на схеме и технический паспорт приоритетными источниками информации, а не только аббревиатуру.
На многих чертежах систем управления контакты с выдержкой времени могут описываться по поведению состояния контакта:
| Обозначение контактов | Значение | Типичное использование |
|---|---|---|
| NOTC | Нормально разомкнутый, замыкающийся с выдержкой времени | Контакт замыкается после задержки |
| NCTO | Нормально замкнутый, с задержкой на размыкание | Контакт размыкается после выдержки времени |
| NOTO | Нормально разомкнутый, с задержкой на размыкание | Контакт, связанный с функцией задержки размыкания |
| NCTC | Нормально замкнутый, с задержкой на замыкание | Контакт, связанный с функцией задержки замыкания |
В учебных целях таймер с задержкой включения часто изображается как нормально разомкнутый контакт, который замыкается по истечении заданного времени. Таймер с задержкой выключения часто обозначается по принципу замедленного размыкания, при котором выход возвращается в исходное состояние только после завершения отсчета времени.
Обозначение на схеме само по себе не указывает напряжение питания, номинальные параметры контактов, диапазон выдержки времени, алгоритм сброса, а также является ли устройство однофункциональным или многофункциональным таймером. Эти детали должны быть взяты из технического паспорта изделия.
Логика подключения: реле с задержкой включения и реле с задержкой выключения
Большинство промышленных реле времени включают в себя:
- клеммы питания, такие как A1/A2;
- выходные контакты с выдержкой времени, такие как 15/16/18 или 25/26/28;
- селектор диапазона выдержки времени;
- селектор функций в многофункциональных моделях;
- иногда отдельный вход запуска (триггерный вход).
Схема подключения может выглядеть одинаково, но функция выдержки времени меняет результат:
| Вопрос по схеме подключения | Ответ для задержки включения | Ответ для задержки выключения |
|---|---|---|
| Когда начинается отсчет времени? | При подаче питания на вход или катушку | При снятии сигнала со входа или триггера |
| Подается ли питание на выход немедленно? | НЕТ | ДА |
| Отключается ли выход немедленно при снятии входного сигнала? | ДА | НЕТ |
| Что следует проверить в первую очередь? | Стабильность входного сигнала и диапазон задержки | Питание цепи управления во время отсчета времени и поведение при размыкании |
Для получения более подробных примеров схем подключения используйте VIOX руководстве по схемам подключения реле времени.
Применение реле времени для двигателей
A реле времени для двигателя может быть как с задержкой включения, так и с задержкой выключения. Правильный выбор зависит от того, требуется ли в цепи двигателя задержка пуска, задержка остановки или задержка вспомогательного управления.
| Потребность в управлении двигателем | Улучшенная функциональность | Причина |
|---|---|---|
| Последовательный запуск нескольких двигателей | Задержка включения | Снижение пусковых токов при одновременном запуске |
| Предотвращение частых пусков компрессора | Задержка включения | Блокировка мгновенного повторного пуска |
| Задержка переключения со звезды на треугольник | Реле задержки включения или специализированный таймер для схемы звезда-треугольник | Управляет временем перехода |
| Продолжение работы вентилятора охлаждения после остановки двигателя | Задержка выключения | Удаление остаточного тепла |
| Продолжить работу насоса после исчезновения сигнала уровня | Задержка выключения | Удаляет остатки жидкости |
| Продолжить работу вентиляции после остановки технологического процесса | Задержка выключения | Удаляет тепло, пары или объем воздуха |
Информацию о подключении пускателя двигателя см. в руководстве VIOX по подключению реле времени для пускателя двигателя.
Не используйте таймер для маскировки проблем с защитой. Если двигатель постоянно вызывает срабатывание автоматического выключателя, реле перегрузки или контактора, проверьте ток двигателя, уставку перегрузки, метод пуска, электропроводку, номинальные характеристики контактора и механическую нагрузку, прежде чем добавлять задержку по времени.
Номинальные параметры контактов: важность категорий AC-15 и DC-13
Контакты реле времени часто используются для коммутации катушек контакторов, соленоидов, сигнальных ламп, маломощных вентиляторов, клапанов или управляющих входов. Эти нагрузки не создают такой же нагрузки на контакт.
Для устройств цепей управления важны категории применения по IEC 60947-5-1, такие как АС-15 и DC-13 являются важными:
| Категория | Типичный тип нагрузки | Почему это важно |
|---|---|---|
| АС-15 | Электромагнитные нагрузки переменного тока (AC), такие как катушки контакторов | Пусковой ток катушки и индуктивное выключение создают нагрузку на контакт реле |
| DC-13 | Электромагнитные нагрузки постоянного тока (DC), такие как соленоиды DC | Дугу постоянного тока (DC) сложнее прервать, поскольку отсутствует естественный переход переменного тока (AC) через ноль |
Если контакт реле времени рассчитан только на активную нагрузку, не следует полагать, что он может безопасно коммутировать индуктивную нагрузку при том же токе. Используйте контактор или промежуточное реле, если управляемая нагрузка превышает номинальные параметры контакта реле времени.
Более подробное объяснение см. в руководстве VIOX по почему контакты реле времени выходят из строя при индуктивной нагрузке.
Задержка при выключении (Power-Off Delay) и задержка на отключение (Off Delay): не путайте их
Стандартное реле времени с задержкой на отключение задерживает размыкание выхода после снятия управляющего сигнала, но ему все равно может потребоваться собственное питание во время отсчета времени. Если реле времени полностью обесточивается, оно может немедленно сброситься.
Используйте таймер с истинной задержкой при отключении питания только если в техническом паспорте четко указано, что устройство может поддерживать выходной сигнал или отсчет времени после отключения питания. В зависимости от конструкции это может потребовать наличия внутреннего накопителя энергии, отдельного вспомогательного источника питания или другой архитектуры управления.
Эта разница имеет значение в цепях выбега вентиляторов, цепях аварийного управления и последовательностях отключения. Если выход должен оставаться активным во время полного отключения питания, уточните точное поведение задержки выключения перед выбором реле.
Как выбрать между задержкой включения и задержкой выключения
Используйте это простое практическое правило:
- Если оборудование должно подождать перед запуском, выбирайте задержку включения / TON.
- Если оборудование должно продолжать работу после снятия команды, выбирайте задержка на отключение / TOF.
После выбора функции отсчета времени проверьте следующие технические характеристики:
| Пункт выбора | Что нужно проверить |
|---|---|
| Напряжение питания | Напряжение управления AC или DC на клеммах A1/A2 |
| Диапазон времени | Минимальное и максимальное предустановленное время |
| Точность отсчета времени | Требуемая повторяемость для технологического процесса |
| Тип выходного контакта | SPDT, DPDT, поведение нормально разомкнутых (NO) / нормально замкнутых (NC) контактов с выдержкой времени |
| Рейтинг контактов | Номинал для резистивной нагрузки и категория индуктивной нагрузки |
| Режим сброса | Что происходит при падении входного сигнала или отключении питания |
| Монтаж | DIN-рейка, розетка, панель или печатная плата (PCB) |
| Окружающая среда | Температура, влажность, вибрация, степень защиты корпуса |
| Стандарты и документация | Подтверждение соответствия стандартам IEC, UL или другим требованиям проекта |
Для более широкого выбора продукции используйте Руководство по выбору реле времени или оцените доступные Реле таймера опции.
Распространенные ошибки
Ошибка 1: Использование задержки на отключение, когда требуется задержка пуска
Если нагрузка должна включаться только после заданной задержки, вам требуется задержка на включение. Таймер с задержкой на отключение срабатывает немедленно, что является противоположным поведением.
Ошибка 2: Предположение, что задержка на отключение работает после пропадания питания
Задержка на отключение не всегда то же самое, что задержка при пропадании питания. Если питание таймера исчезает, стандартное реле с задержкой на отключение может сброситься. Проверьте технический паспорт, если работа системы зависит от удержания выхода после пропадания питания.
Ошибка 3: Игнорирование разницы между напряжением катушки и напряжением нагрузки
Напряжение питания реле времени и напряжение коммутируемой нагрузки не обязательно должны совпадать. Реле времени на 24 V DC может коммутировать нагрузку AC через свой выходной контакт только в том случае, если выходной контакт рассчитан на данное напряжение и тип нагрузки.
Ошибка 4: Коммутация индуктивных нагрузок без подавления помех
Катушки контакторов, соленоиды и клапаны могут создавать скачки напряжения при обесточивании. В зависимости от схемы используйте подходящий RC-снаббер, варистор (MOV), обратный диод или промежуточное реле в соответствии с конструкцией оборудования.
Ошибка 5: Замена реле времени без проверки временной диаграммы
Два реле времени могут иметь одинаковое напряжение и расположение выводов, но работать по-разному. Перед заменой всегда сравнивайте временную диаграмму, условие сброса, триггерный вход, состояние контактов и выбранную функцию.
Ошибка 6: Использование реле времени для устранения механической неисправности или ошибки защиты
Реле задержки времени может обеспечивать последовательность работы оборудования, но оно не должно маскировать срабатывания по перегрузке, перегрев, нестабильное напряжение, дребезг контактора или неправильно подобранное устройство защиты двигателя.
Инженерное примечание производителя
Для производителя реле времени критически важными являются не только ручка настройки времени и дисплей. Надежное реле времени должно пройти проверку на повторяемость временных интервалов, работу контактов, надежность клемм, изоляционные характеристики и соответствие нагрузке, прежде чем оно попадет в шкаф управления. При закупках в формате B2B запрашивайте диаграмму временных функций, номинальные параметры контактов при резистивной и индуктивной нагрузке, диапазон рабочих температур и документацию о соответствии стандартам, вместо того чтобы выбирать устройство только по напряжению и диапазону времени.
Для катушек контакторов, соленоидов и других электромагнитных нагрузок наиболее важной практической деталью является режим работы контактов. Реле, которое хорошо работает с небольшой резистивной нагрузкой, может быстро выйти из строя при управлении индуктивной нагрузкой категории AC-15 или DC-13, если применение не было проверено должным образом.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Почему временная диаграмма надежнее, чем название таймера?
Названия таймеров часто переводятся по-разному у разных производителей, но временная диаграмма показывает фактическую логику работы. Сначала сравните форму входного и выходного сигналов. Если выходной сигнал задерживается перед включением (ON), это режим задержки включения. Если выходной сигнал задерживается перед выключением (OFF), это режим задержки выключения.
Какая функция таймера лучше подходит для задержки выключения вентилятора охлаждения двигателя?
Используйте таймер с задержкой выключения. Вентилятор охлаждения должен работать во время работы двигателя и продолжать работать в течение заданного времени после остановки двигателя. Таймер с задержкой включения задержал бы запуск вентилятора и немедленно остановил бы его при снятии команды, что обычно является неверным алгоритмом для охлаждения после остановки.
Может ли одно многофункциональное реле времени обеспечивать как задержку включения, так и задержку выключения?
Да, многие многофункциональные реле времени могут выполнять обе функции. Выбранный режим должен быть подтвержден перед подключением и вводом в эксплуатацию, поскольку одни и те же клеммы могут работать по-разному в разных режимах.
Почему реле времени с задержкой на отключение иногда не удерживает состояние после пропадания питания?
Многим реле времени с задержкой на отключение требуется питание цепи управления в течение периода отсчета времени. При полном исчезновении питания внутренняя схема отсчета времени может сброситься. Если выход должен оставаться активным после пропадания питания, выбирайте реле времени с истинной задержкой на отключение (true power-off delay) или обеспечьте вспомогательное питание цепи управления.
Какие номинальные параметры контактов следует проверять для катушек контакторов, соленоидов или клапанов?
Для катушек управления и соленоидов проверяйте номинальные параметры индуктивной нагрузки, такие как AC-15 для нагрузок AC или DC-13 для нагрузок DC, где это применимо. Не полагайтесь только на номинальный ток резистивной нагрузки, указанный на реле времени.
Когда следует использовать реле времени вместо инструкций TON или TOF в ПЛК?
Используйте реле времени, когда функция должна работать в жестко запрограммированной цепи управления, в небольшой автономной панели или при модернизации, где отсутствует ПЛК. Используйте инструкции TON или TOF в ПЛК, когда в оборудовании уже установлен ПЛК, а логика отсчета времени должна быть интегрирована с программными условиями, аварийными сигналами, блокировками или настройками HMI.
Являются ли номера клемм по IEC и названия контактов реле времени в стиле NEMA одним и тем же?
Нет. Номера клемм по IEC, такие как A1/A2 и 15/16/18, обозначают клеммы питания и контактов. Термины в стиле NEMA, такие как NOTC или NCTO, описывают поведение контактов с выдержкой времени. На чертеже могут использоваться оба варианта, поэтому всегда читайте условные обозначения на схеме вместе с техническим паспортом изделия.
Что следует проверить при замене старого реле времени с задержкой на включение или выключение?
Проверьте напряжение питания, функцию выдержки времени, диапазон выдержки, схему расположения клемм, конфигурацию контактов, поведение при сбросе, номинальные параметры контактов, способ монтажа и наличие отдельного триггерного входа в исходной схеме. Не заменяйте реле только на основании того, что разъем или количество контактов выглядят похожими.
Почему выход реле времени дребезжит или сбрасывается до истечения заданного времени?
Распространенными причинами являются нестабильное напряжение управления, дребезг контактов переключателя, помехи от датчиков, неправильный режим работы, ослабленные клеммы, электромагнитные помехи от контакторов или частотно-регулируемых приводов, либо недостаточная мощность источника питания. Перед заменой таймера проверьте входной сигнал с помощью измерительного прибора или осциллографа.
Какой самый безопасный способ определить на объекте, является ли таймер TON или TOF?
Сначала обесточьте устройство и изучите технический паспорт. В ходе контролируемого тестирования подайте номинальное напряжение управления и пронаблюдайте, меняется ли состояние выхода после подачи входного сигнала или после его снятия. Измеренная последовательность работы выхода должна соответствовать напечатанной временной диаграмме.
Заключение
Выбирать задержку включения / TON когда нагрузка должна выждать перед запуском. Выбирайте задержка на отключение / TOF когда нагрузка должна продолжать работу после снятия команды.
При выборе реле времени для реальных шкафов управления не стоит руководствоваться только названием. Уточните временную диаграмму, напряжение питания, номинальные параметры контактов, тип нагрузки, алгоритм сброса, тип клемм для подключения и необходимость функции задержки при отключении питания (true power-off delay).