Zeitrelais
(1 403)Zeitrelais sind Komponenten, die in ihrem Betrieb ein Relais als Aktor und eine Steuerung zum Ein-, Aus- oder Umschalten dieses Relais nach einer bestimmten Funktion in Abhängigkeit von der Zeitgröße verwenden. Trotz der Entwicklung von PLC/SPS (eng. Programmable Logic Controller, deutsch Speicherprogrammierbare Steuerung), sind Zeitrelais immer noch weit verbreitet in Automatisierungssystemen sowie in Wohn- und Industrieanlagen, unter anderem zur Steuerung von Beleuchtung, Lüftung, Ampeln oder Heizungsanlagen.
Anwendung von Relais
Relais werden zum Schalten von Stromkreisen verwendet. Mit ihrer Hilfe ist es unter Verwendung eines elektrischen Signals mit relativ geringer Leistung möglich, die Kontakte eines Hochleistungsstromkreises mit einem hohen Spannungs- und/oder Stromwert zu schalten. Ein gewöhnliches elektromechanisches Relais besteht aus einer speziellen Spule, die auf einem ferromagnetischen Kern platziert ist – einem Anker, der mit den Kontakten verbunden ist, sowie aus Ausführungskontakten. Wenn die Spule erregt wird, wird ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das den Anker anzieht, der wiederum mit den Kontakten verbunden ist, die Stromkreise einschalten, ausschalten oder umschalten können. In einem Relais können mehrere Ausführungskontakte vorhanden sein, so dass mehrere Stromkreise gleichzeitig angesteuert werden können. Es gibt auch elektronische Relais, auch Halbleiterrelais oder SSRs (Solid State Relay) genannt, die keine mechanischen Kontakte haben. Aus diesem Grund ist ihre Haltbarkeit unvergleichlich länger. Sie haben jedoch einige Nachteile, beispielsweise in Form einer erheblichen Wärmeerzeugung oder einer geringen Stromleckage.
Funktionen von Zeitrelais
Zeitrelais sind zusätzlich mit einem elektronischen System ausgestattet, das die Aktivierung der Ausführungskontakte gemäß der gewählten Betriebsart und dem vom Benutzer eingestellten Wert der Zeitvariablen steuert. Diese Komponenten können als Einzelfunktionsrelais ausgeführt werden, die eine bestimmte Funktion erfüllen, z.B. das verzögerte Einschalten, sowie die Multifunktionselemente, in denen der Benutzer die Auswahl hat, welche verfügbare Funktionen des Relais genutzt werden sollen. Man kann auch auf zwei Zeitrelais stoßen, bei denen uns zwei Zeitvariablen zur Verfügung stehen.
Zeitrelais mit verzögerter Abschaltung und zyklische Relais
Die gängigsten Funktionen von Zeitrelais sind: Einschalten für eine eingestellte Zeit, symmetrischer zyklischer Betrieb, verzögertes Einschalten und verzögertes Ausschalten, Stern-Dreieck-Anlauf, Impulserzeugung oder zyklischer Betrieb mit zwei unabhängigen Zeiten. Dies ist nur ein Teil der Funktionen, die Relais ausführen können, aber ihre Anzahl ist je nach der Auswahl eines bestimmten Modells viel größer. Die Zeiteinstellungen und die Auswahl der Funktionen, die ein bestimmtes Gerät ausführen soll, können mit Drehknöpfen, DIP-Schaltern (bei analogen Relais) oder Tasten (bei digitalen Relais mit LED-Anzeigen) programmiert werden. Dank der technologischen Entwicklung gibt es jetzt auch Relais, die mit NFC-Technologie oder einer dedizierten mobilen Anwendung mit grafischer Oberfläche programmiert werden können, dank derer die Programmierung des Relais selbst recht intuitiv ist.
Detaillierte Angaben zu den Funktionen sowie Diagramme zu deren beispielhaften Zeitverläufen finden Sie in der technischen Dokumentation des jeweiligen Relais, meist aber auch auf dem Gehäuse. Diese Elemente haben manchmal einen zusätzlichen Steuereingang, dank dem es möglich ist, einen fortgeschritteneren Zeitverlauf des Einschaltens, Ausschaltens oder Schaltens von Stromkreisen zu erhalten.
Auswahl der Zeitrelais
Einer der wichtigsten Parameter, die in Zeitrelais eingestellt werden können, ist die Zeitvariable. Bei einer Komponente, bei der dies mit den Drehreglern geschieht, findet man normalerweise einen Drehregler, der als Zeitbereich bezeichnet wird, und einen anderen, der als Zeiteinstellung bezeichnet wird. Die gemessene Zeit, d.h. der Wert der Zeitvariablen, ergibt sich aus der Multiplikation von Zeitbereich und Zeiteinstellung. Bei der Auswahl des geeigneten Relais für eine bestimmte Anwendung soll man auf den Maximal- und Minimalwert der daran einstellbaren Zeitvariablen achten. Sie kann von Sekundenbruchteilen bis zu mehreren Wochen oder sogar einem Jahr variieren.
Zeitrelais 12V und 230V
Bei der Auswahl eines Zeitrelais sollte man, wie bei einem normalen Relais, auf die vorgesehene Versorgungsspannung achten. Wichtig ist an dieser Stelle der richtige Spannungswert, aber auch die Stromart, die DC (Direct Current) oder AC (Alternating Current) sein kann. Es gibt jedoch universelle Zeitrelais, die für den ordnungsgemäßen Betrieb Schaltnetzteile verwenden, dank denen sie in Systemen mit einer Stromversorgung von 12 V bis 230 V AC/DC arbeiten können. Natürlich ist es verboten, den vom Hersteller angegebenen maximalen Stromwert zu überschreiten, der durch ein solches Relais fließen kann, da dies zu dauerhaften Schäden und Fehlfunktionen führen kann. Bei Relais ist der häufigste Fehler das Verschweißen von Kontakten oder deren Durchbrennen. Das ist besonders gefährlich bei Relaisschaltkreisen mit hoher Leistung und hohen Strömen, wodurch ihr weiteres Schalten unmöglich wird.
Zeitrelais können in verschiedenen Gehäusen montiert werden. Es gibt Installationsgehäuse, die am häufigsten in Schaltanlagen in Gebäuden verwendet werden, sowie Industriegehäuse, die meist modular aufgebaut, also erweiterbar sind. Das Zeitmodul eines solchen Gerätes ist aber abtrennbar, wodurch das Zeitrelais beginnt, als normales Relais zu fungieren, ohne die Möglichkeit, Stromkreise entsprechend der gewählten zeitabhängigen Funktion ein- oder auszuschalten. Die beliebteste Montagemethode, vor allem in der Industrieautomation, ist die Montage auf einer DIN-Schiene. Die Zeitrelais sind auch in Unterputz-, Aufputz-, Schalttafel-, Leiterplatten- (Printed Circuit Board) oder Schraubmontage erhältlich.Natürlich haben auch Zeitrelais wie alle anderen elektronischen Komponenten bestimmte Temperaturbereiche, in denen sie arbeiten können. Einige, wenn nicht die meisten dieser Geräte werden schließlich konstanten, freundlichen Temperaturbedingungen nahe der Raumtemperatur ausgesetzt. Einige Anwendungen können jedoch einen Betrieb bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt oder in einer Umgebung erfordern, in der die Temperatur erheblich erhöht wird. Es gibt Zeitrelais, die sogar bei tiefen Temperaturen von bis zu -40°C, aber auch extrem hohen bis zu 125°C arbeiten können.
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