
Inleiding: waarom symbolen ertoe doen
In moderne automatisering en controle is timing alles. Tijdrelais vertragen het opstarten- van enorme motoren. Ze zorgen ervoor dat de veiligheidsvoorzieningen vergrendeld blijven. Nauwkeurige tijd-gebaseerde controle is de onzichtbare kracht achter veilige, efficiënte en intelligente machines.
De kern van deze getimede operaties is het tijdrelais. De weergave ervan op elektrische schema's is de taal die we vloeiend moeten spreken.
Het begrijpen van het tijdrelaissymbool is niet alleen een academische oefening. Het is een fundamentele vereiste voor iedereen die elektrische regelcircuits ontwerpt, bouwt of problemen oplost.
Wat is een tijdrelais?
Een tijdrelais, of tijdrelais, is een besturingsapparaat dat een reeks contacten na een vooraf bepaalde tijdsvertraging activeert of deactiveert. Zie het als een slimme schakelaar met een ingebouwde-instelbare stopwatch.
Wanneer de stuuringang, of spoel, een signaal ontvangt (of verliest), reageert deze niet onmiddellijk. In plaats daarvan wacht het. Het relais wacht tot de ingestelde tijd is verstreken voordat de status van zijn uitgangscontacten wordt gewijzigd.
Deze eenvoudige functie van ‘wacht en handel dan’ is ongelooflijk krachtig. Tijdrelais vinden we in talloze toepassingen:
Het regelen van de start-opeenvolgingen van motoren, zoals ster-driehoekstarters, om de belasting van het elektriciteitsnet te verminderen.
Het creëren van getimede gebeurtenissen in productieprocessen, zoals vul-, meng- of uithardingscycli.
Zorgen voor veiligheidsvertragingen, zoals het voorkomen dat een machinedeur opengaat totdat alle bewegende delen zijn gestopt.
Beheer van gebouwautomatisering voor verlichtings-, verwarmings- of ventilatiecycli (HVAC).
Een eerste blik: basissymbool
Voordat we ingaan op de complexiteiten, kijken we eerst naar een generieke representatie. In de kern combineert een tijdrelaissymbool de elementen van een standaardrelais met een unieke identificatie. Deze identificatie geeft de timingfunctie van het relais aan.
[Afbeelding: een duidelijke afbeelding van hoge-kwaliteit van een algemeen tijdrelaissymbool, met een spoel en een contact met een timingindicator zoals een 'X'.]
Dit symbool is ons uitgangspunt. Zoals we zullen zien, is de specifieke verschijningsvorm van deze timing-identifier het punt waar verschillende internationale standaarden uiteenlopen. Dit kan tot mogelijke verwarring leiden als u niet voorbereid bent. Met deze gids bent u voorbereid.
De anatomie van een symbool
Om een schema echt te kunnen lezen, moeten we verder gaan dan alleen het herkennen van een vorm. We moeten het tijdrelaissymbool deconstrueren in zijn kerncomponenten. Dit helpt ons te begrijpen hoe het zijn functie communiceert.
Elk tijdrelaissymbool, ongeacht de standaard, is opgebouwd uit drie fundamentele delen.
[Afbeelding: een groot, duidelijk gelabeld diagram dat een IEC-tijdrelaissymbool opsplitst in de drie kerndelen: de spoelrechthoek, de NO/NC-contactsymbolen en de timingfunctie-identificatie (bijvoorbeeld een massief blok) in het spoelsymbool.]
De kerncomponenten
De spoel
De spoel is het "brein" van het relais. Het symbool is doorgaans een rechthoek (IEC-standaard) of een cirkel (ANSI-standaard). Dit onderdeel vertegenwoordigt de elektromagneet die het timingproces initieert.
Wanneer er spanning wordt aangelegd op de klemmen, meestal aangeduid met A1 en A2, wordt de spoel bekrachtigd. Deze actie-of de daaropvolgende de-activatie-is de trigger. Het begint met het aftellen van de timer.
De contacten
De contacten zijn het "actie" -gedeelte van het relais. Het zijn de schakelaars die openen of sluiten om het hoofdcircuit te besturen. De symbolen zijn dezelfde als voor elk standaardrelais. Twee parallelle lijnen vertegenwoordigen een normaal open (NO) contact. Dezelfde lijnen met een diagonale schuine streep vertegenwoordigen een normaal gesloten (NC) contact.
Wat ze uniek maakt in een tijdrelais, is dat hun actie vertraagd is. Het zijn ‘getimede’ contacten. Ze veranderen niet onmiddellijk van toestand met de spoel. Ze wachten tot de vertragingsperiode is verstreken.
De timingfunctie-ID
Dit is het grafische element dat u expliciet vertelt: "Dit is geen standaardrelais; dit is een timer." Het is het meest kritische deel van het symbool. Het is ook de belangrijkste bron van variatie tussen standaarden.
Deze identificatie kan een kleine afbeelding zijn die in het spoelsymbool is geplaatst (de IEC-methode). Of het kan een wijziging zijn in het contactsymbool zelf (de ANSI-methode). Het is deze visuele aanwijzing die het specifieke type timing aangeeft, zoals aan-vertraging of uit-vertraging.
De grote kloof: IEC versus ANSI
In de wereld van elektrische schema's zijn er twee belangrijke standaarden die de symbolen bepalen die we gebruiken. Het begrijpen van beide is essentieel voor elke professional die werkt met apparatuur uit verschillende delen van de wereld.
Het ontbreken van één enkele mondiale standaard is vaak een bron van verwarring. Een schema van een Europese machinebouwer zal er fundamenteel anders uitzien dan een schema dat in Noord-Amerika is getekend.
De normen begrijpen
IEC (Internationale Elektrotechnische Commissie)
De IEC, en met name de norm IEC 60617, is de dominante kracht in Europa, Azië en vele andere delen van de wereld. De grafische symbolen zijn ontworpen om functioneel en taalonafhankelijk te zijn-. De IEC-stijl wordt vaak omschreven als symbolisch. Een basissymbool wordt gewijzigd door andere symbolen toe te voegen om de functie ervan te definiëren.
ANSI (American National Standards Institute) en NEMA
In Noord-Amerika zijn de heersende normen afkomstig van ANSI, zoals ANSI/IEEE Std 315. Deze worden vaak gebruikt in combinatie met richtlijnen van NEMA (National Electrical Manufacturers Association). De ANSI-stijl kan als meer beschrijvend worden gezien. Het wijzigt vaak de primaire component (het contact) om zijn specifieke gedrag te tonen.
Hoofd-tot-hoofdvergelijking
Het filosofische verschil tussen deze twee standaarden komt het duidelijkst tot uiting in de manier waarop ze tijdrelais vertegenwoordigen.
Vertegenwoordiging van de spoel
Dit is een eenvoudige maar onmiddellijke weggeefactie. Een IEC-schema gebruikt bijna altijd een rechthoek om een relaisspoel weer te geven. Een ANSI-schema gebruikt een cirkel.
Contact- en timingvertegenwoordiging
Dit is het belangrijkste verschil. Het is een cruciaal onderscheid dat u moet begrijpen.
De IEC-aanpak scheidt de componenten. Het maakt gebruik van een standaard NO- of NC-contactsymbool. De timingfunctie wordt gedefinieerd door een grafische identificatie toe te voegen aan het *spoelsymbool*. De contacten worden vervolgens-terugverwezen naar die getimede spoel.
De ANSI-aanpak integreert de functie in de contacten. Het spoelsymbool blijft een eenvoudige, algemene cirkel. De timingfunctie wordt aangegeven door de *contactsymbolen zelf* te wijzigen. De vorm van het contact vertelt je of het getimed is en hoe het zich gedraagt.
Laten we dit opsplitsen in een vergelijkende tabel. Dit is de meest cruciale informatie voor het correct interpreteren van elk schema.
|
Timing-functie |
IEC 60617-symbool (spoel + contact) |
ANSI/IEEE Std 315-symbool (alleen contact) |
Uitleg |
|
Aan-Vertraging (TON) |
Spoel:Rechthoek met een effen zwart blok.Contact:Standaard NO/NC-symbool. |
Contact:Standaard NO/NC-symbool met één pijlpunt die naar binnen wijst en de richting van de vertraging aangeeft (vertraging bij sluiten/openen). De spoel is een eenvoudige cirkel. |
Het contact verandert pas van status nadat de spoel gedurende de vooraf ingestelde tijd continu is bekrachtigd. Vaak bestempeld als TDON (Time Delay On Energization). |
|
Uit-Vertraging (TOF) |
Spoel:Rechthoek met een holle doos met daarin een 'X'.Contact:Standaard NO/NC-symbool. |
Contact:Standaard NO/NC-symbool met één pijlpunt die naar buiten wijst, wat vertraging bij het uitschakelen van de- spanning aangeeft. De spoel is een eenvoudige cirkel. |
Het contact verandert onmiddellijk van status wanneer de spoel wordt bekrachtigd. Het keert pas terug naar de normale toestand nadat de spoel gedurende de vooraf ingestelde tijd is uitgeschakeld-. Vaak aangeduid als TDOF (Time Delay On De-energization). |
|
Aan-VertragingNC |
Spoel:Rechthoek met een effen zwart blok.Contact:Standaard NC-symbool. |
Contact:NC-symbool met een naar binnen-wijzende pijlpunt. Het contact is "Timed To Open" (TDO). |
Het NC-contact opent pas nadat de spoel gedurende de vooraf ingestelde tijd is bekrachtigd. |
|
Aan-Vertraging NEE |
Spoel:Rechthoek met een effen zwart blok.Contact:Standaard GEEN symbool. |
Contact:GEEN symbool met een naar binnen-wijzende pijlpunt. Het contact is "Timed To Close" (TDC). |
Het NO-contact sluit pas nadat de spoel gedurende de vooraf ingestelde tijd is bekrachtigd. |
|
Uit-VertragingNC |
Spoel:Rechthoek met een holle doos met daarin een 'X'.Contact:Standaard NC-symbool. |
Contact:NC-symbool met een naar buiten-wijzende pijlpunt. |
Wanneer de spoel wordt bekrachtigd, wordt het contact onmiddellijk geopend. Wanneer de spoel -wordt uitgeschakeld, blijft deze gedurende de vooraf ingestelde tijd open voordat hij weer -wordt gesloten. |
|
Uit-Vertraging NEE |
Spoel:Rechthoek met een holle doos met daarin een 'X'.Contact:Standaard GEEN symbool. |
Contact:GEEN symbool met een naar buiten-wijzende pijlpunt. |
Wanneer de spoel wordt bekrachtigd, sluit het contact onmiddellijk. Wanneer de spoel-wordt uitgeschakeld, blijft deze gedurende de vooraf ingestelde tijd gesloten voordat deze weer- wordt geopend. |
Deze tabel is uw Rosetta Stone voor standaard tijdrelaissymbolen in elektrische schema's. Door deze verschillen in het geheugen op te slaan, worden kritische verkeerde interpretaties van de circuitlogica voorkomen.
Timingfuncties decoderen
Het symbool op de pagina is statisch, maar het apparaat dat het vertegenwoordigt is dynamisch. Om deze symbolen te vertalen naar gedrag in de echte-wereld, moeten we de belangrijkste timingfuncties begrijpen. We moeten weten hoe ze in de loop van de tijd functioneren.
De beste manier om dit te visualiseren is met een timingdiagram. Deze eenvoudige grafiek toont de status van de ingang (spoel) en uitgang (contacten) in functie van de tijd. Het maakt de logica van de functie glashelder.
Aan-Vertraging (TON / TDE)
Dit is de meest voorkomende timingfunctie. Het staat officieel bekend als "Time Delay on Energization" (TDE). Maar het wordt bijna universeel "On-Delay" (TON) genoemd.
De logica ervan is simpel: "Wacht en handel dan." De vertragingsperiode begint op het moment dat de spoel wordt bekrachtigd. De contacten veranderen pas van status nadat deze vertragingsperiode met succes is verstreken. Als het spoelsignaal wordt verwijderd voordat de tijd om is, wordt de timer gereset. De contacten werken niet.
[Afbeelding: een timingdiagram voor On-Delay. Het bovenste spoor (Input/Coil) gaat van LAAG naar HOOG en blijft HOOG. Het onderste spoor (uitvoer/contact) blijft LAAG gedurende een periode 't' nadat de invoer HOOG is geworden, en schakelt vervolgens over naar HOOG.]
Een veelvoorkomend gebruiksscenario is het gespreid opstarten-van meerdere motoren. Door aan-vertragingstimers te gebruiken, kunnen we elke motor een paar seconden na de vorige starten. Dit voorkomt een enorme inschakelstroom die een onderbreker zou kunnen activeren of de stroomvoorziening zou kunnen destabiliseren.
Uit-Vertraging (TOF / TDF)
De tweede meest voorkomende functie is 'Tijdvertraging bij de-activatie' (TDF) of 'Uit-vertraging' (TOF).
De logica ervan is complexer: ‘Handel nu, wacht later.’ Wanneer de spoel wordt bekrachtigd, veranderen de contacten onmiddellijk van toestand, net als bij een standaardrelais. De timingfunctie begint pas als de spoel -niet bekrachtigd is.
Na het uitschakelen- blijven de contacten gedurende de vooraf ingestelde tijd in hun gewijzigde toestand. Na deze periode keren ze uiteindelijk terug naar hun normale rusttoestand. Veel uit-vertragingstimers vereisen een continue voedingsspanning, los van het triggersignaal. Hierdoor wordt de timer ingeschakeld tijdens de uit-vertragingsperiode.
[Afbeelding: een timingdiagram voor Uit-Vertraging. Het bovenste spoor (ingang/spoel) gaat van HOOG naar LAAG. Het onderste spoor (uitgang/contact) gaat onmiddellijk HOOG met de invoer, en blijft HOOG gedurende een periode 't' nadat de invoer LAAG is geworden, en schakelt vervolgens over naar LAAG.]
Een klassieke toepassing is de koelventilator van een machine. Wanneer de machine wordt uitgeschakeld (waarbij de spoel van de timer wordt uitgeschakeld), zorgt de uit-vertragingstimer ervoor dat de ventilator nog vijf minuten blijft draaien. Hierdoor wordt de restwarmte afgevoerd, waardoor de levensduur van de machine wordt verlengd.
Andere gemeenschappelijke functies
Terwijl TON en TOF het merendeel van de toepassingen dekken, zul je er nog meer tegenkomen.
Puls- (of interval)relais
Bij bekrachtiging van de spoel veranderen de contacten onmiddellijk van toestand en blijven gedurende een vooraf ingestelde tijd gewijzigd. Dit gebeurt ongeacht of de spoel bekrachtigd blijft. Na het interval keren ze terug naar hun normale toestand. Dit is handig voor het creëren van een enkele puls met een vaste-duur, zoals het activeren van een lijmdispenser gedurende precies twee seconden.
Knipperlicht (of cyclisch) relais
Deze timer zorgt voor een continue, zich herhalende AAN/UIT-cyclus zolang de spoel bekrachtigd is. Zowel de AAN- als de UIT-tijd kunnen vaak onafhankelijk van elkaar worden aangepast. Dit is de functie die wordt gebruikt voor het creëren van waarschuwingslichten, afwisselende pomptaken en andere cyclische processen.
Alles samenvoegen
Geïsoleerde symbolen zijn één ding. Door ze in een compleet, functioneel schema te zien, ontstaat een echt begrip. Laten we een algemeen circuit in de echte-wereld analyseren om het tijdrelais in zijn natuurlijke habitat te bekijken.
Deze oefening brengt ons van theorie naar praktijk. Het laat zien hoe de informatie van het symbool de gehele operationele volgorde van een machine stuurt.
Casestudy: Star-Delta Starter
Een ster{0}}deltastarter is een methode die wordt gebruikt om de startstroom van een grote drie--inductiemotor te verminderen. Het start de motor met de wikkelingen aangesloten in een "ster"-configuratie. Vervolgens schakelt het over naar een "delta"-configuratie voor normaal gebruik. Een tijdrelais is het perfecte apparaat om deze overgang te automatiseren.
Laten we een IEC-standaardschema doornemen.
[Afbeelding: een duidelijk, geannoteerd schematisch diagram van een ster-delta-motorstartcircuit met behulp van IEC-symbolen. De hoofdschakelaar (KM1), sterschakelaar (KM2), deltaschakelaar (KM3) en aan-vertragingstimer (KT1) zijn duidelijk gelabeld.]
Hier is de volgorde van de bewerkingen, zoals aangegeven in het schema.
Stap 1: Initiële staat
In rust zijn alle contactors niet-bekrachtigd. De motor staat uit. De normaal open contacten zijn open en de normaal gesloten contacten zijn gesloten.
Stap 2: Opstarten- (ster)
Wanneer de operator op de 'Start'-knop-PB1 drukt, wordt een circuit voltooid. Hierdoor wordt de spoel van de hoofdschakelaar, KM1, bekrachtigd. Er stroomt stroom via een gesloten contact op KM1 en een normaal gesloten contact op de timer KT1. Dit bekrachtigt de stercontactor, KM2.
Tegelijkertijd wordt ook de spoel van het in-vertragingstijdrelais, KT1, bekrachtigd. We weten dat het een aan-vertragingstimer is, omdat het spoelsymbool (een rechthoek) een effen zwart blokje bevat. De timer is nu begonnen met aftellen, doorgaans ingesteld op 5-10 seconden.
Op dit moment zijn de hoofdschakelaar (KM1) en de sterschakelaar (KM2) actief. De motor begint te draaien in de sterconfiguratie en trekt een verminderde stroom.
Stap 3: De vertraging
De volgende 5-10 seconden verandert er niets. De motor versnelt en de timer KT1 "telt". Het hele systeem wacht tot de timer de geprogrammeerde vertraging heeft voltooid.
Stap 4: Overgang naar Delta
Nadat de vooraf ingestelde tijd is verstreken, werken de getimede contacten van KT1. Het normaal gesloten contact, dat de stercontactor (KM2) voedde, gaat nu open. Hierdoor wordt KM2 uitgeschakeld, waardoor de sterverbinding wordt verbroken.
Bijna gelijktijdig sluit het normaal open contact. Hiermee is het circuit naar de spoel van de delta-contactor, KM3, voltooid. De deltaschakelaar wordt bekrachtigd en verbindt de motorwikkelingen in de deltaconfiguratie zodat de motor op volledig- vermogen draait.
Let op de in elkaar grijpende contacten. Een normaal gesloten contact van KM2 wordt in serie geplaatst met de KM3-spoel, en omgekeerd. Dit is een cruciaal veiligheidskenmerk. Het voorkomt mechanisch dat zowel de ster- als de delta-contactoren tegelijkertijd worden bekrachtigd, wat een kortsluiting zou veroorzaken.
Het tijdrelais heeft de hele reeks feilloos geautomatiseerd, waardoor een soepele, -stroomarme start- wordt gegarandeerd. Het lezen van het symbool was de sleutel tot het begrijpen van het hele proces.
Veelvoorkomende valkuilen en interpretatie
Leerboeken en standaarden zorgen voor een schone, ideale wereld. Schema's uit de echte-wereld, vooral oudere schema's of die van specifieke fabrikanten, kunnen minder duidelijk zijn. Hier vindt u een aantal in de praktijk-geteste adviezen voor het omgaan met deze uitdagingen.
Deze praktische kennis is wat een beginneling van een expert onderscheidt. Het kan urenlang frustrerend probleemoplossing besparen.
Wanneer symbolen niet overeenkomen
U zult symbolen tegenkomen die niet perfect aansluiten bij de moderne IEC- of ANSI-normen. Dit is gebruikelijk.
Fabrikant-Specifieke symbolen
Grote fabrikanten zoals Siemens, Allen-Bradley of Schneider Electric bestaan al heel lang. Hun oudere apparatuur en tekeningen kunnen verouderde symbolen gebruiken. Deze waren gebruikelijk voordat de huidige normen volledig werden aangenomen. Sommige hebben misschien zelfs kleine, gepatenteerde variaties op moderne symbolen.
De regel is simpel: als het schema voor een specifiek apparaat of bedieningspaneel geldt, zoek dan altijd naar een symboollegenda of sleutel op de tekening zelf. Als dat ontbreekt, raadpleeg dan de technische documentatie van de fabrikant voor die productserie.
Gecombineerde functiesymbolen
Moderne elektronische tijdrelais zijn vaak multifunctionele apparaten-. Eén enkel relais kan worden geconfigureerd als in--vertraging, uit-vertraging of een van een tiental andere functies. Het schema toont mogelijk een algemeen bloksymbool voor de timer, met opmerkingen die aangeven hoe deze is geprogrammeerd of aangesloten om een specifieke functie te selecteren. Het symbool alleen vertelt niet het hele verhaal. U dient de begeleidende tekst te lezen.
Een checklist voor tolken
Wanneer u wordt geconfronteerd met een onbekend of verwarrend tijdrelaissymbool, raad dan niet. Volg een systematisch proces om de functie ervan te bepalen.
Controleer eerst de legenda.Dit is de gouden regel. De eigen legenda of symboolsleutel van de tekening is de ultieme bron van waarheid. Het overschrijft elke algemene norm.
Identificeer de standaard.Kijk naar het titelblok of de aantekeningen van de tekening. Specificeert het IEC, ANSI, JIC of een andere standaard? Dit geeft je het juiste "woordenboek" om mee te beginnen.
Analyseer de spoel.Is het een rechthoek of een cirkel? Een rechthoek suggereert sterk IEC. Een cirkel suggereert sterk ANSI. Dit is je eerste belangrijke aanwijzing.
Analyseer de contacten.Zijn de contactsymbolen zelf aangepast met pijlpunten of andere unieke vormen? Dit is het kenmerk van de ANSI-standaard. Zijn de contacten standaard NO/NC-symbolen die kruis-verwijzen naar een spoel met een speciaal pictogram erin? Dat is pure IEC.
Zoek het onderdeelnummer.De meest definitieve methode. Zoek de componentaanduiding (bijvoorbeeld KT1, TR1) op het schema. Zoek naar een onderdeelnummer ernaast of in een aparte stuklijst. Als u snel online naar het gegevensblad van dat onderdeelnummer zoekt, krijgt u een volledige handleiding. U krijgt de functie, terminals en mogelijkheden van het apparaat.
Conclusie: met vertrouwen lezen
Het beheersen van de taal van elektrische schema's is een reis van continu leren. Het begrijpen van de nuances van het tijdrelaissymbool is een belangrijke mijlpaal.
Deze symbolen zijn niet alleen abstracte tekeningen. Het zijn dichte informatiepakketten die het dynamische gedrag van een circuit beschrijven. Door ze te leren deconstrueren, kunt u met precisie en vertrouwen voorspellen, diagnosticeren en ontwerpen.
Belangrijkste afhaalrestaurants
Een tijdrelaissymbool bestaat uit een spoel, contacten en een timingfunctie-identificatie.
Het cruciale verschil tussen standaarden is hoe ze de timingfunctie weergeven.IECwijzigt het **spoelsymbool**, whileANSIwijzigt de **contactsymbolen**.
Timingdiagrammen zijn het beste hulpmiddel om het operationele gedrag van een timer te visualiseren. Dit omvat Aan-Vertraging (wacht, dan handelen) en Uit-Vertraging (nu handelen, later wachten).
Bij twijfel zijn de legenda van het schema en de datasheet van de component uw meest betrouwbare informatiebronnen.
Vaardigheid komt uit de praktijk. Let de volgende keer dat u een elektrisch schema opent goed op de timers. Identificeer de standaard, decodeer het symbool en traceer de logica. Met elk schema dat u leest, zal uw spreekvaardigheid toenemen. Dit zal uw status als ervaren elektroprofessional verstevigen.
Factoren waarmee u rekening moet houden bij het kiezen van een fabrikant van solid{0}}relais
Welke soorten belastingen zijn niet geschikt voor het gebruik van solid-relais?
Kunnen solid{0}}relais worden gebruikt zonder koellichaam?
Wat zijn de meest voorkomende oorzaken van doorbranden van solid{0}}relais?
