Принципът на работа и видовете времеви релета

За превключване на електрически вериги с цел внедряване на работния алгоритъм на оборудването, в схеми за автоматизация и просто за включване или изключване със закъснение — те често се използват реле за време… Релетата за време могат да бъдат разположени както на база електронни елементи, така и на електромеханична. В тази статия ще говорим за електронни релейни схеми за синхронизация, които са широко разпространени в днешната индустрия.

На първо място, трябва да разберете, че релето за време създава известно забавяне за работата на директно превключващи устройства, които могат да бъдат както електронни, така и механични. Но веригата на самото реле за време е такава електронен таймер.

В най -простата си форма, за да зададете забавянето, използвайте RC верига, където в процеса на зареждане или разреждане на кондензатор през резистор напрежението в него се променя експоненциално с течение на времето и определена RC-верига има определена времева константа, която зависи от стойностите на резистора и кондензатора в то.

Колкото по -голям е капацитетът на кондензатора на веригата и колкото по -голямо е съпротивлението на резистора, толкова по -дълъг е процесът на зареждане или разреждане на кондензатора, следователно колкото по -дълго напрежението на кондензатора се увеличава или намалява.

На практика еднократното закъснение с помощта на RC верига е ограничено до 30 секунди, това се дължи на крайното съпротивление на печатната платка, но това ограничение не важи за релета на микроконтролери, което ще бъде обсъдено по -късно .

За да не се ограничава с времето на единичен преход в RC-веригата, е необходимо до известна степен да се усложни принципът на организиране на закъснението, да се направи релето многоциклично, а именно да се включи RC-веригата в RC -генератор и след това пребройте импулсите от генератора и продължителността на импулса отново ще бъде зададена постоянно време на RC веригата в генератора. По този начин продължителността на забавянето във времевото реле може да бъде значително увеличена.

По -точен резултат и по -висока стабилност ще направят възможно получаването на осцилатор не на RC верига, а на кварцов резонатор, тъй като кварцовият резонатор има много точна и стабилна честота, която не зависи много от колебанията на външната температура, което не може да се каже за кондензатори и резистори.

Така, според броя на работните цикли, електронните релета за време условно се разделят на многоциклични и едноциклични.

Еднократна верига за реле за синхронизация

При еднократни вериги, управляващ сигнал (например натискане на бутон или просто подаване на захранване към веригата) се преобразува в съвпадащо устройство, където нивото на напрежение или ток се преобразува за обработка в тригерното устройство.

Стартовото устройство изпраща сигнал към първоначалното устройство за настройка, което от своя страна стартира изпълнителното устройство или зарежда RC-веригата. RC веригите могат да се превключват, като по този начин се избира времето за забавяне от наличния диапазон.

В процеса на зареждане (разреждане) на кондензатора на веригата, напрежението в него се покачва (пада) експоненциално, докато непрекъснато се сравнява с референтното напрежение на аналоговия компаратор.

Веднага щом напрежението в кондензатора премине над (под) референтното напрежение, изходният преобразувател ще стартира изпълнителната верига. Очевидно интервалът от време зависи не само от времевата константа на RC-веригата, но и от стойността на референтното напрежение, което е зададено на втория вход на компаратора.

Релейна верига за синхронизиране на много цикли

Релейните схеми за многоциклично синхронизиране ви позволяват да разширите времевия диапазон, тъй като, както е отбелязано по-горе, в многоциклични схеми се вземат предвид няколко цикъла на работа на RC веригата или няколко работни цикъла на генератора на импулси, т.е. интервалите са по -дълги.

Многоцикличните вериги, като тези с един цикъл, получават сигнал от задействащото устройство, но този сигнал отива в блока за нулиране, където привежда цифровата част в първоначалното състояние на настройка. След това генераторът се пуска в експлоатация, изпращайки поредица от импулси към брояча. Броят на импулсите, преброени на брояча, се сравнява с броя, зададен на цифровия компаратор, след достигане на определения брой импулси се задейства изходният преобразувател, който ще стартира изпълнителната верига, например контактор за захранване.

Чрез промяна на честотата на импулсния генератор и стойността в цифровия компаратор (или в опростена версия, изхода на брояча) се избира времето за забавяне на релето за време. Такива блокове могат да бъдат удобно реализирани на програмируеми микроконтролери, използващи дискретни елементи или цифрови микросхеми.

И така, най-простото многоциклово реле включва следните основни блокове: цифров импулсен генератор с превключващи се RC-вериги, брояч на импулси, компаратор може да отсъства, а изходът от брояча от избрания разряд може да бъде свързан директно към верига за управление. Чрез подаване на „нулиране“ към цифровата част, релето за време се включва.

Релейна схема на времето на микроконтролер

Днес схемите за релейно време на микроконтролери са много често срещани, където много блокове са внедрени в софтуер. Кварцов резонатор отговаря за тактовите импулси, а настройката на времето се задава от блок от бутони, свързани към съответните изходи, чиито функции са конфигурирани в програмата като входове.

На изхода за управление — транзисторен ключ, който управлява изпълнителното устройство. За индикация има дисплей, на който можете лично да видите как отброява времето.

Релетата за време на микроконтролерите са все по -популярни днес поради ниската цена на микроконтролерите, малките им размери и наличието на софтуер и софтуер. В допълнение, микроконтролерите консумират малко електроенергия и ако такъв дизайн бъде разработен върху дискретни компоненти, тогава той ще се окаже много по -тромав и с много повече енергия.

За да промените релето за време на програмируем микроконтролер, достатъчно е да актуализирате фърмуера и не е нужно да споявате нищо. В допълнение, цифровите интерфейси на микроконтролерите улесняват сдвояването им с външни индикатори и клавиши, както и помежду си и с много блокове от различно оборудване, да не говорим за взаимодействието с компютър.

Днешната тенденция е недвусмислено насочена към широкото използване на програмируеми микроконтролери във времеви релейни схеми и автоматизация както в промишленото производство, така и в ежедневието.