Fot. 1 i 2. Na rynku dostępne są urządzenia jednofunkcyjne, dwufunkcyjne, czterofunkcyjne oraz wielofunkcyjne, ze standardowym lub uniwersalnym zasilaniem. Fot.: HAGER 
Fot. 3 . Urządzenia mogą być programowane np. tylko dwoma przyciskami membranowymi współpracującymi z dwucyfrowym wyświetlaczem. Fot.: POLLIN 
Fot. 4. Ciekawym rozwiązaniem są przekaźniki czasowe przeznaczone do sterowania oświetleniem w funkcji wschodu i zachodu słońca. Fot.: ETIPOLAM 
Fot. 5. Funkcja opóźnione wyłączenie powoduje, że np. drzwi do klatki można otworzyć w ciągu 10 s od wpisania kodu w domofonie. Fot.: RELPOLCzasowe przekaźniki są stosowane w układach sterowania, w których umożliwiają realizację funkcji czasowych, jak włączenie lub wyłączenie urządzenia po zadanym czasie bądź cykliczne włączanie i wyłączenie urządzenia w określonych odstępach czasu. Wykorzystuje się je wtedy, gdy potrzebne są krótkie czasy regeneracji, dobra dokładność powtarzania, wysoka częstotliwość łączeń i długa żywotność aparatów; w systemach automatyki przemysłowej i domowej, w instalacjach wentylacyjnych, oświetleniowych, grzewczych, sygnalizacji automatyce budynkowej BMS – w wielu dziedzinach zautomatyzowanej produkcji, różnego rodzaju obiektach użyteczności publicznej itp.
Na rynku dostępne są urządzenia jednofunkcyjne, dwufunkcyjne, czterofunkcyjne oraz wielofunkcyjne, ze standardowym lub uniwersalnym zasilaniem. Urządzenia jednofunkcyjne służą np. do czasowego włączania lub wyłączania opraw oświetleniowych, czyli do realizacji nieskomplikowanych zadań. Wielofunkcyjne wykorzystywane są przede wszystkim w układach automatyki w przemyśle lub energetyce.
Cztery podstawowe tryby, w których możliwa jest praca elementów to: opóźnione włączenie (odmierzanie nastawionego czasu rozpoczyna się po załączeniu napięcia zasilającego, po jego upływie przekaźnik wykonawczy włącza się – wyłączenie następuje po wyłączeniu napięcia zasilającego), opóźnione wyłączenie, praca cykliczna rozpoczynająca się od wyłączenia (wraz z załączeniem napięcia zasilającego układ rozpoczyna odmierzanie nastawionego czasu, po jego upływie przekaźnik wykonawczy włącza się i następuje ponowne odmierzanie czasu – cykl trwa do momentu odłączenia zasilania) oraz praca cykliczna rozpoczynająca się od włączenia. Opóźnione wyłączanie oraz załączanie może być realizowane przez szerokie zakresy czasowe – wskutek tego procesy czasowe mogą trwać od 0,05 s do nawet 100 godzin. Dane funkcje mogą być realizowane cyklicznie w nastawionych odstępach czasowych.
Oprócz kilku podstawowych, wymienionych funkcji przekaźniki czasowe odpowiadają również za wiele dodatkowych funkcjonalności. Jedną z nich jest serwisowe stałe wyłączenie oraz załączenie, opóźnione załączenie z funkcją reset, załączenie na nastawiony czas, praca cykliczna rozpoczynająca się od załączenia lub przerwy itd. Możemy wybrać pracę cykliczną, symetryczną lub niesymetryczną ze startem od przerwy lub zadziałania.
Za wybór danej funkcji oraz nastawę czasu odpowiedzialne są specjalne przełączniki umieszczone na panelu urządzenia. O obecności napięcia zasilania powiadamiają nas diody LED (zielona, oznaczona literą U informuje o obecności zasilania, żółta lub czerwona oznaczona literą R – o położeniu styków wyjściowych). W nowoczesnych modelach zobaczymy m.in. dwucyfrowy wyświetlacz LED programowany dwoma przyciskami umożliwiający nastawę funkcji i czasu. Oprócz diod znajdziemy tu również system sygnalizujący odmierzanie czasu w postaci wirującego, świecącego segmentu na wyświetlaczu cyfrowym (np. segment wirujący w prawo – odmierzenie czasu T1, pasek wirujący w lewo – odmierzenie czasu T2). Jeśli mamy do czynienia z urządzeniem wielofunkcyjnym, w pierwszej kolejności określamy funkcję, następnie ustawiamy czas. Uniwersalne, wielofunkcyjne przekaźniki umożliwiają niezależną regulację kilku czasów. W większości modeli wprowadzenie nastaw do pamięci następuje po wyłączeniu i następnie ponownym włączeniu zasilania. W przypadku urządzeń z wyświetlaczem możemy skorzystać z opcji podglądu upływu czasu, podglądu nastawy lub też zmienić funkcję oraz czas w trakcie pracy przekaźnika. W modelach, w których możemy zmieniać nastawy w trakcie działania urządzenia, stosuje się zabezpieczenia przed ingerencją osób nieuprawionych. Na rynku dostępne są też wersje, w których zewnętrzny potencjometr, jeden z komponentów układu, umożliwia zdalne ustawianie czasu.
Interesującym rozwiązaniem są przekaźniki czasowe przeznaczone do sterowania oświetleniem w funkcji wschodu i zachodu słońca. Specjalne sterowniki automatycznie załączają oświetlenie o zmroku oraz wyłączają je wraz ze wschodem słońca. System nie bazuje na żadnego rodzaju czujnikach, lokalizacja określana jest poprzez wybór najbliższego miasta lub wprowadzenie do urządzenia współrzędnych geograficznych. Inne modele współpracują zaś np. z wyłącznikami zmierzchowymi. Docenimy to np. w przypadku załamania pogody, kiedy to włączenie oświetlenia jest potrzebne pół godziny wcześniej niż wynikałoby z godziny zachodu słońca.
Fot. 6 i 7. Przekaźniki czasowe wykorzystywane są również w wentylatorach, np. w łazience, które działają przez dany czas od momentu wyłączenia światła. Fot.: POLLINGwarantem efektywności i sprawnego działa urządzenia jest precyzyjne dobranie przekaźnika czasowego do specyfiki funkcji, jaką ma pełnić oraz specyfiki systemu, w którym będzie pracował. Wybieramy zatem urządzenie jednofunkcyjne lub realizujące więcej funkcji – kilka jednofunkcyjnych przekaźników warto zastąpić jednym, uniwersalnym. Niejednokrotnie naszym priorytetem jest możliwość nastawy dwóch, niezależnych od siebie czasów. Jeśli żaden z wybranych modeli nie pełni pożądanej przez nas funkcji, możemy sięgnąć po urządzenie programowane komputerowo.
Po ustaleniu funkcji i trybu pracy należy określić napięcie zasilania, w jakim będzie pracowało urządzenie. Jeśli istnieje ryzyko dużych wahań napięcia, warto zdecydować się na urządzenie z uniwersalnym zasilaczem. Sprecyzujmy ponadto, w jaki sposób będzie następowało uruchamianie przekaźnika – poprzez podanie napięcia zasilającego (na zaciski A1 i A2) lub przez podanie sygnału startu na zacisk sterujący.
Pamiętajmy, że wybór urządzenia powinniśmy także uzależnić od specyfiki środowiska pracy, czyli warunków, w jakich będzie pracować, m.in. temperatury. Dostępne są przekaźniki czasowe odporne na wysokie i niskie temperatury.
Wojciech PolakWiększość przekaźników czasowych to standardowe rozwiązania, wystarczające dla prostych układów automatyki, w których najczęściej potrzebne jest wykonanie jednej funkcji (jak np. opóźnione załączenie czy opóźnione wyłączenie). Są to znane od lat konstrukcje, w których niewiele już można zmienić. Jedyną, dość istotną zmianą w najnowszych konstrukcjach jest to, że już niemal standardem jest szeroki zakres napięć zasilających przekaźniki czasowe – najczęściej od 24 do 240 V AC/DC. Więcej nowych rozwiązań konstrukcyjnych pojawia się w wielofunkcyjnych przekaźnikach czasowych, w których oprócz uniwersalnego zasilania stosuje się nowe sposoby programowania i zwiększa się liczba funkcji możliwych do nastawienia (nawet do kilkudziesięciu). Typowy sposób programowania polega na ustawieniu pokręteł, natomiast najnowsze rozwiązania to np. tylko 2 przyciski membranowe współpracujące z dwucyfrowym wyświetlaczem (przekaźnik czasowy MASTER firmy Pollin) lub rozwiązanie innego producenta polegające na programowaniu poprzez złącze USB. Standardowe przekaźniki czasowe z pokrętłami nie pozwalają na szybkie i jednoznaczne nastawienie czasu – wydawało się, że nie da się tu nic poprawić. Jednak nasza firma uporała się z tym problemem i właśnie wdrażamy do produkcji konstrukcję z takim sposobem nastawiania czasu, który był dotąd niespotykany – eliminującym całkowicie ten problem w tego typu przekaźnikach czasowych.
Przekaźniki mogą być zasilane prądem stałym lub zmiennym (48–63 Hz o wartościach 10,8–250 V). Zastosowanie znajduje tu programowa kontrola napięcia zasilającego – procesor nie rozpocznie pracy, jeżeli napięcie nie osiągnie minimalnej wartości 10 V. Jeżeli zaś w trakcie pracy napięcie zasilające spadnie (np. na czas dłuższy niż 50 ms), przekaźnik się wyłączy. Przekaźniki najczęściej montowane są na szynie 35 mm (wg normy PN-EN 60715), np. na dwa stabilne zaczepy, górny i dolny.
Mariusz CisekRynek przekaźników czasowych jest w znaczącej mierze rynkiem konserwatywnym. Klienci stosują przekaźniki, które dobrze już znają. Uniwersalne napięcie zasilania, wielofunkcyjność to cechy, które pozwalają łatwo dostosować przekaźnik czasowy do wymaganej aplikacji.
Historia przekaźników czasowych zaczęła się wiele lat temu. Znane są wykonania mechanicznych przekaźników czasowych jeszcze tu i ówdzie funkcjonujące. Wraz z pojawieniem się elektroniki nastała era przekaźników czasowych budowanych w oparciu o układy elektroniczne. Pierwszym krokiem było zastosowanie przekaźników elektromagnetycznych wraz z modułami elektronicznymi lub budowanie przekaźników w oparciu o obudowy i wykonania przekaźników elektromagnetycznych.
Dziś o doborze przekaźnika czasowego decydują parametry takie jak: funkcja czasowa, obudowa, napięcie zasilania, styki wykonawcze. Oczywiście są jeszcze inne parametry, ale z reguły mniej znaczące.
Obecnie największa grupa przekaźników czasowych sprzedawanych w naszym kraju produkowana jest w oparciu o obudowy modułowe 17,5 mm oraz 35 mm. Tu mamy zarówno przekaźniki jednofunkcyjne, jak i wielofunkcyjne zasilane napięciem uniwersalnym lub dedykowanym.
Ciekawym, odbiegającym od dotychczas prezentowanych przekaźników czasowych, jest przekaźnik o szerokości 6,2 mm. Budując rozdzielnicę na wymiar, zdarza się nam wprowadzać nową dodatkową funkcjonalność i potrzebujemy jeszcze przekaźnika czasowego, ale z drugiej strony w rozdzielnicy nie mamy miejsca. Możliwym rozwiązaniem w tym przypadku jest przekaźnik o szerokości właśnie 6,2 mm, 9-funkcyjny, z wymiennym przekaźnikiem wykonawczym. Przekaźniki wykonawcze to w tym przypadku do wyboru: przekaźnik elektromagnetyczny RM699B lub zamiennie przekaźnik półprzewodnikowy RSR30 pozwalający zaprojektować aplikację o dużej szybkości działania, której nie zapewni nam żaden przekaźnik elektromagnetyczny.
Iwona Bortniczuk Na podstawie materiałów firm: Relpol, ETI Polam, Pollin
Konsultacja merytoryczna: Wojciech Polak, POLLIN