Выбор правильного управляющего напряжения для вашего реле времени — 12 В, 24 В, 120 В или 230 В — напрямую влияет на безопасность системы, совместимость и надежность. В то время как 24 В DC стали современным стандартом для промышленной автоматизации благодаря своим преимуществам в безопасности и совместимости с ПЛК, 12 В подходят для мобильных и аккумуляторных приложений, а варианты 120 В/230 В AC остаются необходимыми для мощного оборудования и систем, питающихся от региональной сети. Это руководство предоставляет основы для принятия решений, сравнительные таблицы и рекомендации для конкретных применений, чтобы помочь инженерам, системным интеграторам и специалистам по закупкам определить оптимальное напряжение реле времени для любой системы управления.
Реле времени являются основными компонентами управления, обеспечивающими точную автоматизацию на основе времени в промышленных, коммерческих и жилых приложениях. Управляющее напряжение, которое вы указываете, определяет совместимость системы, безопасность установки и долгосрочную надежность.
Понимание управляющих напряжений реле времени
Управляющее напряжение (также называемое напряжением катушки или рабочим напряжением) — это электрический сигнал, необходимый для включения внутренней катушки реле времени и активации его механизма переключения. Это напряжение питает схему синхронизации реле и электромагнит, позволяя устройству измерять временные интервалы и управлять выходными контактами, которые могут переключать гораздо более высокие напряжения и токи.
Почему управляющее напряжение имеет значение
Указание правильного управляющего напряжения имеет решающее значение по трем основным причинам:
Совместимость системы: Реле времени должно соответствовать напряжению вашей существующей системы управления. Выход ПЛК, выдающий сигналы 24 В DC, не может напрямую управлять реле 120 В AC без дополнительного интерфейсного оборудования. Несоответствующие напряжения препятствуют работе или требуют дорогостоящих преобразователей.
Безопасность: Более низкие напряжения DC (12 В, 24 В) классифицируются как Safety Extra-Low Voltage (SELV) в соответствии с IEC 61140, минимизируя риск поражения электрическим током персонала во время установки, обслуживания и устранения неисправностей. Более высокие напряжения AC (120 В, 230 В) требуют дополнительных мер предосторожности и квалифицированного персонала.
Надежность и помехоустойчивость: Управляющие напряжения DC, особенно 24 В, обеспечивают превосходную помехоустойчивость в электрически неблагоприятных промышленных условиях. Напряжения AC могут быть предпочтительнее для более длинных кабельных трасс из-за более низких характеристик падения напряжения.
Управляющие напряжения DC и AC
Реле времени доступны как с управляющими напряжениями DC, так и с AC, каждое из которых имеет свои преимущества:
| Характеристика | Управление DC (12 В, 24 В) | Управление AC (120 В, 230 В) |
| Безопасность | Классификация SELV, минимальный риск поражения электрическим током | Требуются меры предосторожности при работе с электричеством |
| Помехоустойчивость | Отличная, устойчива к EMI/RFI | Чувствительна к электрическим помехам |
| Доступность питания | Требуется источник питания; распространено в современной автоматизации | Непосредственно от сети |
| Типовые применения | Системы ПЛК, датчики, современная автоматизация | Традиционные панели управления, мощные системы |
| Стабильность напряжения | Стабильный выход от регулируемых источников питания | Подвержен колебаниям напряжения сети |
| Расстояние | Более высокое падение напряжения на длинных кабельных трассах | Лучше подходит для передачи на большие расстояния |
Ключевое соображение: Многие современные реле времени VIOX оснащены универсальными входами напряжения (например, 24-240 В AC/DC), что устраняет необходимость выбора между AC и DC и обеспечивает глобальную совместимость. Эти многовольтные модели автоматически определяют тип входного напряжения и соответствующим образом регулируют работу.
12 В против 24 В против 120 В против 230 В: Полное сравнение
Подробные спецификации напряжения
Каждый вариант управляющего напряжения служит для различных применений в зависимости от требований к мощности, потребностей в безопасности и архитектуры системы:
| Напряжение | Тип | Типичный допуск | Классификация безопасности | Основные варианты использования | Географические предпочтения |
| 12 В постоянного тока | DC | ±10-15% | SELV (безопасное) | Автомобильная промышленность, мобильное оборудование, аккумуляторные системы | Глобальный |
| 24 В ПОСТОЯННОГО ТОКА | DC | ±10-20% | SELV (безопасное) | Системы ПЛК, промышленная автоматизация, датчики | Глобальный (стандарт) |
| 120 В ПЕРЕМЕННОГО ТОКА | AC | ±10% | Опасное напряжение | Североамериканские панели управления, устаревшие системы | Северная Америка |
| 230 В ПЕРЕМЕННОГО ТОКА | AC | ±10% | Опасное напряжение | Европейское оборудование, системы с питанием от сети | Европа, Азия, Глобальный |
Реле времени 12 В DC
- Широко доступны в автомобильной и мобильной технике
- Совместимы со стандартными аккумуляторными системами 12 В (автомобили, лодки, дома на колесах)
- Самое низкое энергопотребление среди распространенных напряжений
- Легкодоступные источники питания
- Менее распространены в промышленной автоматизации (предпочтительнее 24 В)
- Более высокое потребление тока для эквивалентной мощности по сравнению с 24 В
- Ограниченная доступность в промышленных моделях реле времени
Типичные области применения:
- Автомобильные элементы управления вторичного рынка
- Морские системы и системы для домов на колесах
- Контроллеры зарядки солнечных батарей
- Переносное оборудование и генераторы
- Сельскохозяйственная мобильная техника
Реле времени 24 В постоянного тока
- Промышленный стандарт для современных ПЛК и систем автоматизации
- Классификация безопасности SELV снижает опасность поражения электрическим током
- Отличная помехоустойчивость в промышленных условиях
- Широкая доступность от всех основных производителей
- Совместимость с промышленными датчиками, исполнительными механизмами и полевыми устройствами
- Более низкие требования к току, чем 12 В, при той же мощности
- Требуется выделенный источник питания 24 В (увеличивает стоимость, если он еще не присутствует)
- Падение напряжения может быть значительным на длинных кабельных трассах (>100 м)
Типичные области применения:
- Системы автоматизации, управляемые ПЛК
- Заводские сборочные линии и управление технологическими процессами
- Автоматизация зданий и управление HVAC
- Цепи безопасности и системы аварийной остановки
- Промышленное оборудование и роботы
- Упаковочное и погрузочно-разгрузочное оборудование
Позиция на рынке: 24 В постоянного тока является доминирующим стандартом в новых промышленных установках по всему миру.
Реле времени 120 В переменного тока
- Прямое подключение к электросети Северной Америки (не требуется источник питания)
- Подходит для приложений с высокой мощностью
- Меньшее падение напряжения на больших расстояниях по сравнению с 24 В постоянного тока
- Хорошо зарекомендовал себя в существующих установках
- Опасное напряжение требует квалифицированных электриков для установки
- Не имеет рейтинга SELV; более высокий риск поражения электрическим током во время поиска неисправностей
- Менее совместим с современными системами ПЛК (требуются интерфейсные реле)
- Подвержен колебаниям напряжения сети
Типичные области применения:
- Коммерческие системы HVAC в Северной Америке
- Управление освещением в зданиях
- Старые промышленные панели управления
- Управление насосами и двигателями
- Оборудование зданий (вытяжные вентиляторы, обогреватели)
Реле времени 230 В переменного тока
- Прямое подключение к европейской/международной сети (230 В/240 В)
- Не требуется источник питания в регионах с напряжением сети 230 В
- Эффективен для управления мощным оборудованием
- Подходит для передачи управляющего сигнала на большие расстояния
- Классификация опасного напряжения
- Требует соблюдения местных электротехнических норм
- Менее совместим с низковольтными системами управления
- Установка разрешена только лицензированным электрикам во многих регионах
Типичные области применения:
- Европейское промышленное оборудование
- Международное коммерческое оборудование
- Управление мощными двигателями
- Системы HVAC в регионах с напряжением 230 В
- Обслуживание зданий (насосы, компрессоры, вентиляция)
Универсальные реле времени по напряжению (24-240 В переменного/постоянного тока)
Современные реле времени VIOX все чаще предлагают универсальные входы напряжения, которые принимают широкий диапазон:
- Одна модель обслуживает мировые рынки
- Упрощенный учет запасов и закупки
- Гибкая установка в различных системах напряжения
- Защита от изменений напряжения в будущем
- Уменьшенная сложность инженерных спецификаций
Соображения:
- Обычно на 10-20% выше стоимость, чем у моделей с одним напряжением
- Убедитесь, что фактический диапазон напряжения соответствует вашим требованиям
Критерии выбора по типу применения
Система принятия решений
Используйте этот систематический подход для выбора оптимального управляющего напряжения реле времени:
| Фактор приоритета | Рекомендуемое напряжение | Обоснование |
| Существующая система ПЛК/управления | Напряжение системы соответствия | Обеспечивает прямую совместимость; 24 В постоянного тока для большинства современных ПЛК |
| Критически важные приложения | 12 В или 24 В постоянного тока (SELV) | Минимизирует опасность поражения электрическим током во время технического обслуживания и поиска неисправностей |
| Мобильное/аккумуляторное питание | 12 В постоянного тока | Стандартное напряжение автомобильного/морского аккумулятора |
| Отсутствие существующей системы управления | 24 В DC (с перспективой на будущее) | Промышленный стандарт; максимальная гибкость для расширения |
| Модернизация существующей системы переменного тока | Соответствие существующему (120 В или 230 В) | Минимизирует стоимость и сложность установки |
| Глобальное оборудование | Универсальное 24-240 В AC/DC | Единая спецификация для развертывания по всему миру |
| Длинные кабельные трассы (>100 м) | 120 В или 230 В AC | Меньшее падение напряжения на расстоянии |
| Зашумленная электрическая среда | 24 В ПОСТОЯННОГО ТОКА | Превосходная устойчивость к электромагнитным/радиочастотным помехам |
Рекомендации по конкретному применению
Промышленная автоматизация и производство
Рекомендуется: 24 В DC
- Модули ввода/вывода ПЛК
- Промышленные датчики (бесконтактные, фотоэлектрические, давления)
- Соленоиды пневматических клапанов
- Панельные индикаторы и кнопки
- Реле безопасности и цепи аварийного останова
- 120 В/230 В AC: Устаревшее оборудование или автономные пускатели двигателей без управления ПЛК
- Универсальное напряжение: Оборудование, поставляемое на несколько глобальных объектов
Автоматизация зданий и HVAC
Рекомендуется: 24 В AC или 24 В DC
Системы управления зданием обычно работают от 24 В AC (Северная Америка) или 24 В DC (Европа). Реле времени управляют задержкой выключения вентилятора, временными задержками компрессора, циклами продувки вентиляции и последовательностями освещения.
- 120 В/230 В AC: Прямое управление оборудованием с линейным напряжением без контактора
- 12 В постоянного тока: Системы резервного питания от аккумулятора для аварийной работы
Управление двигателем и распределение электроэнергии
Рекомендуется: Зависит от размера двигателя и архитектуры управления
| Применение двигателя | Напряжение управления | Типичный вариант использования |
| Малые двигатели (<2 л.с.) со стартером | 24 В ПОСТОЯННОГО ТОКА | Конвейер с управлением от ПЛК, последовательность насосов |
| Двигатели средней мощности (2-50 л.с.) | 120 В ПЕРЕМЕННОГО ТОКА | Управление катушкой контактора в Северной Америке |
| Большие двигатели (>50 л.с.) | 230 В ПЕРЕМЕННОГО ТОКА | Мощное промышленное оборудование |
| Стартеры "Звезда-Дельта | 24 В DC или 120 В | Временной переход между обмотками звезды и треугольника |
Сельскохозяйственное и мобильное оборудование
Рекомендуется: 12 В DC
Тракторы, ирригационные системы и мобильная техника используют аккумуляторные системы 12 В. Реле времени управляют временем зон орошения, задержками запуска оборудования и временем вспомогательных систем (освещение, обогреватели, вентиляторы).
- 24 В ПОСТОЯННОГО ТОКА: Более крупное коммерческое сельскохозяйственное оборудование с системами 24 В
- 230 В ПЕРЕМЕННОГО ТОКА: Стационарное оборудование с питанием от сети (упаковочные цеха, складские помещения)
Системы безопасности и аварийные системы
Рекомендуется: 24 В DC (с резервным аккумулятором)
Цепи безопасности должны использовать напряжения SELV с бесперебойным питанием для аварийного освещения, систем эвакуации, пожаротушения и блокировок безопасности (согласно ISO 13849).
Критическое требование: Реле времени, связанные с безопасностью, должны соответствовать применимым стандартам функциональной безопасности (рейтинг SIL согласно IEC 61508 или уровень производительности согласно ISO 13849).
Standards and Compliance
Выбор напряжения управления реле времени должен соответствовать применимым международным и региональным стандартам для обеспечения безопасности, производительности и соответствия требованиям законодательства.
Ключевые международные стандарты
| Стандарт | Объем | Актуальность для выбора напряжения |
| IEC 61812-1 | Реле времени для промышленного использования | Определяет требования к производительности, точности и безопасности при электрической нагрузке |
| IEC 60255 | Измерительные реле и защита | Охватывает конструкцию реле и методы испытаний |
| IEC 61140 | Защита от поражения электрическим током | Определяет классификацию безопасности SELV (≤50 В AC/≤120 В DC) |
| IEC 60664-1 | Координация изоляции | Определяет зазоры и пути утечки в зависимости от напряжения |
| UL 508 | Промышленное контрольное оборудование (Северная Америка) | Стандарт безопасности для устройств управления, включая реле времени |
| IEC/UL 61810-1 | Электромеханические элементарные реле | Гармонизированный стандарт, заменяющий UL 508 для реле |
Классификация безопасности
- Применимо к системам 12 В и 24 В постоянного тока
- IEC 61140 определяет SELV как ≤50 В переменного тока или ≤120 В постоянного тока
- Минимальный риск поражения электрическим током
- Допускает неизолированные токоведущие части при определенных условиях
- Предпочтительно для цепей управления с доступом персонала
- Требуют электрической изоляции и защитных барьеров
- Установка квалифицированными электриками обязательна в большинстве юрисдикций
- Требуется дополнительная документация по безопасности и маркировка
- Должны соответствовать местным электротехническим нормам (NEC, IEC 60364 и т. д.)
Вопросы регионального соответствия
- Для коммерческих установок обычно требуется сертификация UL или CSA
- NEC (Национальный электротехнический кодекс) регулирует правила установки
- 120 В переменного тока - стандартное напряжение управления для устаревших систем
- Переход к 24 В постоянного тока в новых проектах автоматизации
- Требуется маркировка CE (соответствие Директиве по низковольтному оборудованию, Директиве по электромагнитной совместимости)
- IEC 61812-1 является основным функциональным стандартом
- 230 В переменного тока - стандарт для управления от сети
- 24 В постоянного тока - стандарт для систем автоматизации и ПЛК
- Различные требования; стандарты IEC широко приняты
- Многие регионы принимают сертификацию UL или CE
- Стандартизация напряжения варьируется в зависимости от страны (230 В доминирует, некоторые 220 В/240 В)
Практические рекомендации по выбору
Дерево решений для быстрого выбора
Начните здесь: У вас есть существующая система управления?
→ ДА: Согласуйте напряжение управления вашего ПЛК, DCS или панели управления
- Система ПЛК → обычно 24 В постоянного тока
- Старая панель реле → 120 В переменного тока (Северная Америка) или 230 В переменного тока (Европа)
- Автоматизация зданий → 24 В переменного/постоянного тока
- Мобильное оборудование → 12 В постоянного тока
→ НЕТ (Новый дизайн): Выберите 24 В ПОСТОЯННОГО ТОКА
- Отраслевой стандарт, максимальная гибкость
- Лучший профиль безопасности (SELV)
- Самая широкая доступность продукции
- Совместимость с будущим расширением
Исключение: Если оборудование с питанием от сети без инфраструктуры системы управления, используйте 120 В/230 В переменного тока (регионально), чтобы исключить затраты на источник питания.
Соображения по установке
| Фактор | 12 В/24 В постоянного тока | 120 В/230 В AC |
| Требуется источник питания | Да (добавляет $50-200) | Нет (напрямую от сети) |
| Проводка | Допустим меньший калибр | Требуется больший калибр, часто требуется кабелепровод |
| Трудозатраты на установку | Допустим более низкий уровень квалификации | Обычно требуется лицензированный электрик |
| Поиск неисправностей | Безопасно для техников с базовой подготовкой | Требуются меры предосторожности при работе с электричеством |
| Проблема падения напряжения | Значительное при длине >100 м | Минимум |
| Восприимчивость к электромагнитным помехам | Постоянный ток более устойчив (особенно 24 В) | Переменный ток восприимчив к шумам |
Анализ затрат и выгод
- 12 В/24 В постоянного тока: Реле + источник питания ($50-200) = Более высокие первоначальные затраты
- 120 В/230 В AC: Только реле = Более низкие первоначальные затраты
- 24 В ПОСТОЯННОГО ТОКА: Более низкие затраты на обслуживание (более безопасное устранение неисправностей), более легкое расширение, лучшая надежность в шумных средах
- 120 В/230 В AC: Более высокий риск ложных срабатываний из-за колебаний напряжения, требуется электрик для модификаций
Рекомендация VIOX: Для новых промышленных установок долгосрочные преимущества систем 24 В постоянного тока перевешивают скромные дополнительные первоначальные затраты. Улучшенная безопасность, надежность и гибкость расширения обеспечивают превосходную совокупную стоимость владения.
Вопросы и ответы
Могу ли я использовать реле времени на 24 В с управляющим сигналом 12 В?
Нет, напрямую нельзя. Реле 24 В требует приблизительно 24 В для надежной активации катушки. При подаче только 12 В ток в катушке будет недостаточным, что не позволит реле переключиться. Вам необходимо либо использовать реле времени, рассчитанное на 12 В, либо добавить преобразователь напряжения. Некоторые универсальные реле времени (например, с диапазоном 12-48 В DC) могут работать с обоими напряжениями.
Что произойдет, если я подключу реле времени 120 В переменного тока к 230 В переменного тока?
Реле будет немедленно серьезно повреждено или уничтожено. Превышение напряжения вызывает перегрев катушки, пробой изоляции и потенциальную опасность возгорания. Всегда проверяйте соответствие номинального напряжения вашего источника питания. Если вам требуется возможность работы с несколькими напряжениями, укажите универсальную модель напряжения, рассчитанную на весь ваш диапазон напряжений.
Могу ли я управлять нагрузкой 230 В с помощью реле времени 24 В постоянного тока?
Да, безусловно. Напряжение управления (24 В DC) не зависит от номинальных характеристик контактов. Контакты реле времени имеют отдельные номинальные характеристики по коммутационной способности, обычно от 5A до 16A при 250 В AC. Убедитесь, что номинальные характеристики контактов соответствуют или превышают требования вашей нагрузки. 24 В DC только активирует катушку реле; контакты могут безопасно коммутировать гораздо более высокие напряжения.
Является ли 24 В переменного тока эквивалентным 24 В постоянного тока для реле времени?
Нет, они разные. Некоторые реле времени принимают только переменный ток, только постоянный ток или и то, и другое. В реле переменного тока используются другие конструкции катушек, чем в реле постоянного тока. Всегда проверяйте, указано ли в спецификации реле “AC”, “DC” или “AC/DC”. Универсальные реле времени VIOX обычно принимают как 24 В переменного тока, так и 24 В постоянного тока взаимозаменяемо, автоматически определяя тип входа.
Почему в промышленных применениях предпочтение отдается 24 В DC, а не 12 В DC?
Две основные причины: (1) Меньшее потребление тока — для обеспечения той же мощности напряжение 24 В требует вдвое меньшего тока, чем 12 В; (2) Лучшая помехоустойчивость. Кроме того, 24 В является установленным стандартом для ПЛК.
Требуется ли специальный источник питания для реле времени 24 В постоянного тока?
Да, вам необходим стабилизированный источник питания 24 В DC (импульсный источник питания для монтажа на DIN-рейку, рассчитанный на 24 В DC, 1-10 А в зависимости от нагрузки). Промышленные источники питания преобразуют сетевое напряжение 120 В или 230 В AC в стабильное напряжение 24 В DC. Рассчитайте мощность источника питания для всех подключенных устройств с запасом 20-30%. VIOX предлагает совместимые источники питания для DIN-рейки.
Выбор правильного напряжения управления реле времени влияет на безопасность, совместимость и надежность. В то время как 24 В постоянного тока является глобальным стандартом для современной автоматизации, 12 В постоянного тока обслуживает мобильные приложения, а 120 В/230 В переменного тока остаются необходимыми для оборудования с питанием от сети. VIOX Electric предлагает реле времени для всех вариантов напряжения с универсальными моделями напряжения для максимальной гибкости.
