Бытовая и промышленная автоматизация состоит из множества разносторонних элементов. В нее входят системы управления, преобразователи тока, исполнители работы, контролирующие выключатели, средства индикации. Все названые компоненты, каждый в своей степени, позволяют освободить человека от нудных и однообразных, а зачастую и утомляющих физических действий. Среди названых отдельно можно вспомнить реле задержки выключения. Его функциональность позволяет отсоединить устройство потребления не сразу после поступившей команды, а через некоторое, установленное время. Примером можно вспомнить систему освещения: если общий выключатель находится в неудобном месте крупного помещения, размыкание сети питания ламп с его помощью сразу приведет к потере видимости. Реле задержки позволяет избежать подобной неприятности — свет погаснет не сразу, а через некоторое время, что даст человеку возможность свободно покинуть названое место. И упомянутая ниша использования аналогичных устройств не едина.
Освещение большого помещения:
Разные виды
Принцип работы реле времени основан на внутреннем таймере, который отсчитывает установленный период. Функционирование названого элемента может быть построено на различных основах, среди которых использование механических сил, гидравлика, пневматика, электроника и получившая распространение в последнее время микропроцессорная техника. Все перечисленное и есть факторы разделения реле времени по типам.
Другой не менее важной характеристикой служит сам вид действия устройства. Часть моделей реле предоставляет функции отложенного включения, вторая применяется в целях поддержки линии в активном состоянии, третья для задержки процедуры отсечки. Выполнение названых операций происходит в течение или через определенный промежуток времени.
Существуют автоматы контроля тока нагрузки, объединяющие в себе несколько разных таймеров, причем каждый из них будет выполнять свою часть функций управления шиной питания.
Многофункциональное реле времени:
Еще одним фактором по которому различают реле, служит используемое напряжение. Основные и наиболее распространенные аппараты предназначены для работы в сетях 12, 24 и 220 В переменного и постоянного тока. Естественно, все зависит от места использования. 220 В — это бытовые приборы, системы управления светом, насосами, электродвигателями. Ниша 12 и 24 вольт принадлежит автомобильной электронике, среди которой сразу вспоминается отключение парковочных камер, постановка на сигнализацию с задержкой или блокировка замков.
Механические, моторные и электромагнитные виды
За счет простоты устройства и непревзойденной надежности, изначально были распространены и созданы механические реле времени. Внутренний таймер в них построен на основе классического часового анкерного механизма, приводимого в действие как обычной пружиной, так и электродвигателем или электромагнитом.
Механический таймер подключения:
На приведенной фотографии можно увидеть внутреннее устройство одной из распространенных моделей названого реле. Сверху находится шкала настройки периода, ниже расположен часовой механизм, а в основании сама электрическая часть соединения и выключения линии.
Существуют также реле краткого действия, использующие в качестве фактора замедления дополнительное электромагнитное поле, создаваемое на второй катушке в конструкции аппарата.
Схема реле с электромагнитным замедлителем:
На рисунке выше: 1 — катушка действия, 2 — замедляющая, 3 — выключатель линии, 4 — регулятор сопротивляемости.
Функционально перечисленные устройства достаточно просты, из-за чего в них и нет некоторых «современных» функций наподобие удаленного управления, информирования или установки нескольких периодов. Тем не менее механические реле востребованы и в наше время. Их непосредственное преимущество состоит в изначальной надежности за гранью требований, независимо от окружающей среды. То есть, таймеры названого типа правильно функционируют при влаге, нестандартном давлении, химических и едких испарениях, температурном диссонансе, выраженным сильным нагревом или охлаждением, или же при постоянном вибрационном воздействии. Здесь лучшим примером могут стать механические реле времени, используемые в космонавтике. От большинства из них зависит жизнь экипажей ракет и функционирование критичной аппаратуры.
Пневматика и гидравлика
Пневматическое реле РВП-72-3221:
Отдельным видом таймеров, управляющих оборудованием, идет пневматическое реле времени или его гидравлический вариант. Работает устройство в зависимости от типа конструкции, на физических принципах воздействия давления жидкостей или газов. В разрезе реле, представленного на фотографии, замедление срабатывания выполняется за счет воздушной подушки, находящейся в правой части аппарата. Принцип прост: подвижная ось под действием электромагнитного поля переключает состояние контактов линии. Мгновенность перемещения ограничена камерой, содержащей атмосферный газ, который постепенно истекая из емкости, в конечном итоге допускает выполнение основной функции. Время задержки в названом случае устанавливается комбинацией приходящей мощности тока к катушке и регулируемым размером каналов выхода воздуха.
Схема работы гидравлического автомата:
Гидравлические реле времени в своей основе используют похожий принцип действия. В нем камера с поршнем, на котором закреплен упор, наполнятся жидкостью. Когда вся емкость занята, ось подвижного элемента производит необходимое действие, связанное с окончанием периода — соединение или разрыв контактов, или же механическую операцию. Скорость срабатывания устанавливается напором заполнителя и шириной каналов прохождения. Зачастую названый тип реле выполняет и функции датчика давления, что удобно при использовании в промышленной и бытовой сфере. К последней, например, относятся системы наполнения гидроаккумуляторов, которые в свою очередь нужны при заборе воды из скважины и последующего ее потребления.
Гидроаккумулятор с установленным реле отключения:
Кроме названых ниш, можно использовать гидравлические и пневматические реле в сфере блокировки посредством обычной механики, без участия электрического тока. Последнее весьма актуально в отношении взрывоопасной или жидкой среды, окружающей реле времени.
Электронные реле
Развитие электроники расширило и ниши ее использования. Теперь для уменьшения веса устройств и упрощения создания цепей связи, применяются унифицированные радиодетали, без физических движущихся механизмов. Реле времени не исключение.
Схема автомобильного реле отключения парковочной камеры:
Теперь счетчиком выступает аналоговая часть в виде конденсатора, в связке с нагрузочным резистором ограничивающего накопление заряда. Дальше только транзистор, управляющий самим реле в зависимости от того, полон накопитель энергией или нет.
В приведенной выше схеме настройка таймера выполняется путем изменения емкости С1 и нагрузки R1. Чем названые характеристики у элементов выше, тем дольше будет период срабатывания реле.
Микропроцессорные реле на логических элементах
Наше время — это век цифровой техники. Соответственно, и многие аналоговые радио схемы меняются на более «умные», содержащие логические элементы. Последние позволяют не только улучшить точность выполняемых операций, но и расширить функциональность устройств, собранных на их основе.
Одна из моделей цифровых программируемых реле времени:
В разрезе сказанного, при цифровой основе реле задержки выключения, базисный уровень операций, (а конкретно таймер) представлен счетчиком. Последний производит суммирование тактов встроенного генератора, и в зависимости от полученного значения производит основные операции активации сети или ее разрыва.
Всё названое касается простых систем. Но цифровые элементы, а конкретно микроконтроллеры, позволяют серьезно расширить набор встроенных функций, касающихся не только интерфейса пользователя, но и самих производимых реле действий. К примеру, использование различных интервалов в зависимости от текущей фазы суток и/или внешних факторов.
Тут можно вспомнить настройки реле времени для уличного освещения. Протяженность дня различна, да и всю ночь жечь энергию смысла нет. Простая программа для микроконтроллера, используемая в устройствах названого плана, будет включать лампы, когда нужно, и гасить их в остальное время.
Одна из схем подключения реле отложенного действия к сети уличного освещения:
Расширив последовательность инструкций можно добиться того, что на пульт оператору будет отправляться сервисная информация о работающих и вышедших из строя источниках света.
Все возможности нескольких различных видов реле с добавлением новых функций, можно получить от одного устройства, оснащенного микроконтроллером.
Модели исполнения
Реле времени, ориентированные на задержку отключения линии, выпускаются в нескольких форм-факторах, обеспечивающих удобство применения для каждого случая. Существуют модели, предназначенные для установки на DIN-рейку в стандартный щиток электропитания, выносные варианты и отдельно выпускаемые устройства для монтажа согласно плану специалиста его проводящего. В быту распространены реле-посредники, подключаемые в обычную розетку и находящиеся между ней и конечным потребителем электроэнергии.
Бытовое устройство отключения:
Схема подключения реле к линии
Разные модели реле времени монтируются в электрическую сеть отличающимися способами. Но есть и базовые, неизменные вещи. Здесь нужно помнить две из них:
- Реле требует ток для обеспечения собственной функциональности, а значит два контакта линии устройства будут предназначены названой цели. Хотя последнее сильно зависит от типа устройства. К примеру, у пружинных, гидравлических и пневматических реле в зависимости от модели, необходимость подвода дополнительного тока не актуальна.
- Установка таймера выполняется в разрыв одной из линий питания нагрузки. Обычно в роли нее выступает фазовый провод переменного тока или плюс постоянного.
Ответ на вопрос как подключить реле времени к существующей линии становится понятен при взгляде на следующую схему:
Вот только значения линий и их последовательность у разных аппаратов может отличаться. Здесь поможет инструкция или руководство по эксплуатации, относящееся к конкретной модели и поставляемое вместе с ней на бумажном носителе.
Настройка
Установка временных параметров работы для каждого таймера отключения достаточно индивидуальна. Если брать в общем — зачастую управляющие механизмы представлены соответствующими кнопками рядом с индикатором работы на его лицевой стороне или поворотными регуляторами. С последними существует нюанс удобства — они могут быть предназначены для движения при помощи плоской отвертки. То есть, руками их повернуть нельзя. Нужно взять инструмент, вставить его в специальные прорези и уже им производить установку значений.
Кроме уже названых методов настройки, в отношении микропроцессорных реле существует возможность задания программы с временными промежутками работы при помощи стороннего компьютера, соединяющегося с устройством посредством кабеля или Wi-Fi.
Регуляторы реле времени с подключением к Wi-Fi:
Программирование микропроцессорных устройств
Как уже было описано ранее, вехой развития реле времени стали микропроцессорные устройства. Суть того, для чего они нужны, заключается в универсальности прибора. Его можно запрограммировать на выполнение функций отключения, включения, поддержки активности линии в установленный период, причем все названое выполнить без изменения самой конструкции прибора. Любая сложность операций будет выполнена силами всего лишь одной микросхемы, расположенной на плате устройства.
Кроме указанных возможностей, хорошим бонусом идет расширение функциональности за счет интерфейсов связи с системами «умного» дома. Последние могут не только контролировать состояние реле времени, но и задавать его параметры или непосредственно воздействовать на механизмы отключения.
К примеру, универсальное двухканальное программируемое реле времени УТ24 от производственного объединения «Овен» показано на картинке ниже:
Чтобы запрограммировать его таймеры требуется обратиться к блок-схеме и следовать по пунктам, узнать назначение настраиваемого пункта можно в руководстве пользователя, которая прилагается к каждому устройству:
Как можно заметить микропроцессорные устройства кажутся только на первый взгляд сложными, но стоит немного разобраться, и вы сможете с легкостью применять их для своих целей и настраивать.