Известно множество электрических приборов и образцов промышленного оборудования, отличающихся прерывистым циклом эксплуатации. Они включаются на определенное время, по истечении которого требуется снять с них электрическое напряжение. Владельцу приходится постоянно отвлекаться, следя за подключенными к источнику изделиями. Выполнять эту функцию могут современные реле времени, позволяющие автоматически отключать нагрузку от сети по истечении фиксированного временного промежутка (его называют выдержкой). Задать его может сам пользователь, заранее вычислив нужный момент выключения потребителя.
Что такое реле времени
Реле времени предназначено для отключения/включения питания через определенные временные периоды
Временное реле представляет собой электромеханическое (электронное) устройство, основное назначение которого состоит в автоматическом отключении нагрузки с некоторой задержкой. Приборы этого класса широко применяются в электросетях промышленных установок, позволяя управлять режимами их работы без помощи человека. Кроме того, реле времени используются в быту, обеспечивая своевременное снятие напряжения 220 Вольт с подключенных через них приборов. В качестве таких нагрузок могут использоваться:
- бытовые осветители любого типа,
- образцы климатического оборудования,
- системы вентиляции и другие устройства.
Использование современных приборов с временной задержкой позволяет существенно снизить энергопотребление и облегчить жизнь рядового человека.
Первые образцы – механические прототипы этих устройств – были разработаны еще в середине XIX века. Они управляли включением и выключением линий развивающейся тогда телеграфной связи. С тех пор эти изделия существенно усовершенствовались, их функциональность заметно возросла. При этом принцип работы таких приборов остался прежним: спустя заданный промежуток времени срабатывает исполнительное устройство, после чего напряжение питания автоматически снимается с нагрузки или подается на нее. В системах управления промышленным оборудованием коммутация контролируемых цепей осуществляется по определенному алгоритму, задаваемому путем программирования электронных реле.
Алгоритмы работы, функциональные диаграммы, условные обозначения
Функциональная схема двухканального реле времени
В современных программируемых устройствах предусматривается сложный алгоритм работы, включающий в себя временные паузы и циклически повторяющиеся интервалы. Различают следующие схемы функционирования реле времени:
- простая задержка момента включения,
- после подачи питания нагрузка подключается, но через заданное программой время напряжение с нее снимается,
- то же что и в предыдущем случае, но отключение происходит с некоторой задержкой.
Еще одна схема предполагает более сложный цикличный режим работы устройства. Для его понимания следует уточнить порядок включения и отключения нагрузки. Он выглядит так:
- После подачи питание поступает по назначению лишь спустя некоторый временной промежуток.
- В течение заранее заданного интервала линия остается подключенной к сети.
- Происходит выключение и выдержка паузы, равной ее длительности при подаче питания.
- Нагрузка вновь подключается на то же время, что и в первый раз.
- Последовательность этих действий продолжается вплоть до полного снятия питающего напряжения.
При исследовании алгоритмов срабатывания реле времени и особенностей его применения потребуется ознакомиться с одной из важнейших характеристик прибора, представленной в виде функциональной диаграммы.
Диаграммы срабатывания
Диаграммы работы реле времени
Под этой характеристикой понимаются графические эпюры, описывающие состояние реле времени в различные моменты времени. При знакомстве с ними весь процесс коммутаций представляется в наглядном виде.
Особенно четко различим на диаграммах циклический характер процессов, наблюдаемых при работе устройств по сложному алгоритму. Указанные на них промежутки времени, как правило, задаются самим пользователем. С другой стороны, известны образцы устройств, в которых моменты отключения и подключения нагрузки корректировке не подлежит. Как фиксированный параметр, они обычно указываются в паспорте изделия. Чаще всего – это времязадающие приборы специального назначения, устанавливаемые в защитных цепях промышленных установок.
В каждом отдельном образце реле времени предусматривается сразу несколько алгоритмов работы, выбираемых на усмотрение пользователя. Внешний вид функциональных диаграмм приводится на корпусе изделия, там же можно ознакомиться с расположением его контактов.
Обозначения контактов на схемах
Графическое обозначение контактов
При выборе реле времени важно научиться разбираться не только в функциональных диаграммах срабатывания, но и в схеме расположения его рабочих контактов. Среди них выделяются следующие виды контактных групп:
- одна из них в нерабочем положении всегда разомкнута,
- другая группа контактов в нормальных условиях находится в замкнутом состоянии,
- третья разновидность имеет нейтральное положение.
Для понимания характера срабатывания реле на схемах они обозначаются специальными значками в виде полуовалов, отрезков прямых линий и усеченных параллелей.
Виды реле
Блочные модели
По способу подключения к действующей электросети все релейные устройства подразделяются на следующие классы:
- приборы блочного типа,
- переключатели, встраиваемые непосредственно в электронную схему,
- модульные конструкции.
Устройства блочного типа выполняются в виде монолитного переходника, втыкаемого непосредственно в розетку. Их контакты напрямую подключаются к фазе и нулю коммутируемой цепи. Встраиваемые образцы не нуждаются в стороннем источнике питания, так как работают в составе сложных электронных схем.
Модульные устройства
Модульные реле времени крепятся на дин рейке в распределительном шкафу и подключаются к расположенной рядом нулевой и фазной шине. В соответствии с особенностями конструкции конкретного исполнительного механизма все известные образцы реле имеют следующие исполнения:
- электромагнитного типа,
- приборы, выполненные на основе электронной схемы,
- похожие на заводные механизмы пневматические и электромеханические устройства (последние по внешнему виду напоминают часы).
В частной практике широко применяются приборы электронного и электромагнитного типа, что объясняется простотой их конструкции и сравнительно невысокой стоимостью.
Цифровое реле задержки отключения нагрузки
По виду механизма, обеспечивающего задержку во времени, эти устройства делятся на следующие классы:
- с электромагнитным замедлением,
- пневматические (компрессорные),
- с часовым (анкерным) замедляющим механизмом,
- моторные системы,
- электронно-механические аналоговые устройства.
Каждый из перечисленных образцов отличается от аналогов своими характеристиками и применяется в конкретных условиях на усмотрение пользователя. Устанавливаемые на дин рейку модульные конструкции могут использоваться в качестве временного реле 220 Вольт для освещения внутридомовых пространств.
Недельный цифровой таймер
Цифровой недельный таймер или электронное реле времени – это гибкое в управлении программируемое устройство, рассчитанное на срабатывание в течение семи календарных дней. С его помощью удается задавать точные даты необходимых коммутаций (подключений или отключений конкретных нагрузок) в общественных заведениях типа школы, офиса и подобных им мест коллективного пользования.
В «продвинутых» образцах суточных реле времени предусматривается возможность сохранения копий нескольких программ с возможностью считывания. В качестве носителей информации используются различные типы накопителей, позволяющие снимать ее с применением электронного ключа D KEY (в версии систем PLUS и SYNCHRO).
Настройка электронно-механических аналоговых реле
Промышленные системы АСУ и некоторые бытовые устройства нередко оснащаются приборами электромеханического типа, для нормального функционирования которых требуется специальная настройка. На их передней панели располагается ручка потенциометра «под шлиц», вращающаяся с помощью отвертки с тонким жалом. По всей окружности рядом с ней имеется размеченная шкала градаций установки времени.
На некоторых моделях на лицевой панели предусмотрена светодиодная индикация состояния. Для выставления нужного интервала достаточно повернуть отверткой шток потенциометра до соответствующей отметки с нанесенным рядом значением в минутах или часах. Приборы этого класса (типа NTE8, в частности) широко применяются в схемах управления вентиляцией в доме, отопительными модулями, а также в системах искусственного освещения.
Регулировка приборов с цифровой шкалой
Настройка приборов этого типа иллюстрируется на примере таймера с цифровой шкалой марки «REV Ritter», включаемого в обычную сетевую розетку. Период действия его временной задержки, как правило, ограничивается одними сутками, что вполне хватает для бытовых условий. Инструкция по настройке такого реле включает следующие пункты:
- Воткнуть устройство в сетевую розетку.
- Передвинуть вверх все регулировочные элементы (сегменты), выставленные по окружности настроечного диска.
- Сдвинуть вниз только те из них, что соответствуют выставляемому времени.
- Указатель центрального диска устанавливается на текущее время.
Если вниз смещены сегменты, расположенные между цифрами 18 и 20, нужная нагрузка включится по истечении 18 часового интервала и отключится через два часа. В конструкции такого полуавтомата предусмотрена возможность организации до 48 рабочих циклов (включений и выключений) в течение двух календарных суток.
Подключение в схему управления
Используется классическая схема, позволяющая коммутировать многопозиционную нагрузку по временному признаку (в данной ситуации число состояний равно 2-м). К приборам этого класса обязательно прикладывается технический паспорт, где описывается не только их конструкция, но и порядок подключений.
На некоторых моделях электронно-механических и цифровых таймеров схема нанесена непосредственно на корпусе прибора.
Классический вариант коммутаций представлен в виде следующей последовательности операций:
- При подключении к сети питание подается непосредственно на клеммы прибора.
- Через встроенный автомат фазное напряжение поступает на обмотку исполнительного реле.
- Его контакторы подключают схему непосредственно к линии электропитания.
Принцип подключения большинства релейных приборов по своей сути одинаков. При подаче питания на него срабатывает внутренняя схема, благодаря которой напряжение поступает к нагрузке через группу коммутируемых контактов.