On-Delay- und Off-Delay-Timer verstehen: Wesentliche Unterschiede, Funktionsweise und Anwendungsbereiche

Die Wahl des richtigen Zeitrelais kann Ihre Maschine sicherer, reibungsloser und effizienter machen. Zwei der am häufigsten verwendeten Zeitfunktionen in der Automatisierung sind Einschaltverzögerungs- und Ausschaltverzögerungs-Zeitrelais. Auch wenn sie äußerlich ähnlich aussehen, funktionieren sie doch ganz unterschiedlich.

In dieser Anleitung wird erläutert, wie die einzelnen Zeitschaltuhren funktionieren, wo sie eingesetzt werden können und wie man die richtige Auswahl trifft, um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten.

Was ist ein Einschaltverzögerungstimer?

Ein Ausschaltverzögerungstimer schaltet seinen Ausgang um danach Eine voreingestellte Zeit ist verstrichen. Sobald die Stromversorgung eingeschaltet wird, beginnt der Timer zu zählen, und sobald die Verzögerungszeit abgelaufen ist, ändern seine internen Kontakte ihren Zustand, um das angeschlossene Gerät zu aktivieren. Dadurch eignen sich On-Delay-Timer ideal für Anwendungen, die einen gestaffelten oder kontrollierten Start erfordern.

In der Praxis tragen sie dazu bei, ein plötzliches Anlaufen von Motoren zu verhindern, den Einschaltstrom zu begrenzen und sicherzustellen, dass die Geräte in einer Produktionslinie in der richtigen Reihenfolge hochgefahren werden. Die meisten On-Delay-Timer bieten sowohl NO- als auch NC-Kontaktkonfigurationen und ermöglichen so eine flexible Integration in verschiedene Zeit- und Ablaufsteuerungsanwendungen.

Was ist ein Ausschaltverzögerungstimer?

Ein Ausschaltverzögerungstimer hält seinen Ausgang für einen voreingestellten Zeitraum unter Spannung danach Das Steuersignal wird entfernt. Solange der Eingang aktiv ist, bleibt der Ausgang eingeschaltet. Sobald der Eingang ausgeschaltet wird, beginnt der Timer mit dem Countdown; wenn die eingestellte Verzögerungszeit abgelaufen ist, wechseln die Kontakte ihren Zustand und das angeschlossene Gerät wird abgeschaltet. Dadurch eignen sich Off-Delay-Timer besonders für Anwendungen, bei denen ein kontrolliertes Abschalten anstelle eines sofortigen Stopps erforderlich ist.

Typische Beispiele hierfür sind das Weiterlaufenlassen von Kühlventilatoren nach dem Stillstand eines Motors, das kurzzeitige Einschalten der Sicherheits- oder Treppenhausbeleuchtung oder die Sicherstellung, dass Kompressoren und HLK-Anlagen ihre Zyklen ordnungsgemäß abschließen. Dank der verfügbaren NO/NC-Kontaktoptionen finden Ausschaltverzögerungs-Zeitschaltuhren überall dort breite Anwendung, wo ein sanftes, verzögertes Abschalten erforderlich ist.

So funktionieren Timer mit Einschalt- und Ausschaltverzögerung

Nachdem Sie nun die grundlegenden Definitionen verstanden haben, wollen wir uns Schritt für Schritt ansehen, wie On-Delay- und Off-Delay-Timer funktionieren.

Funktionsweise des Verzögerungstimers

Schritt 1) Die Stromversorgung wird eingeschaltet:  Wenn Sie die Starttaste drücken oder den Schalter betätigen, wird der Timer mit Strom versorgt. Das angeschlossene Gerät schaltet sich nicht sofort ein.

Schritt 2) Der Timer zählt: Der Timer beginnt, die voreingestellte Verzögerungszeit herunterzuzählen. Während dieser Zeit bleibt der Ausgang ausgeschaltet.

Schritt 3) Änderungen am Schalter: Nach Ablauf der Verzögerungszeit schaltet der Timer seinen internen Schalter um, sodass Strom fließen kann.

Schritt 4) Ausgabe funktioniert: Das angeschlossene Gerät, beispielsweise ein Motor, ein Förderband oder eine Leuchte, schaltet sich ein.

Quelle: https://youtu.be/RwSga-zQy0I?si=_1rPcis-2f1d8v7C

Timer für Ausschaltverzögerung funktioniert

Schritt 1) Die Stromversorgung wird eingeschaltet: Solange Ihr Gerät in Betrieb ist, wird der Timer mit Strom versorgt. Der Ausgang bleibt wie bisher im Normalbetrieb.

Schritt 2) Die Stromversorgung wird unterbrochen: Wenn Sie den Schalter ausschalten, beginnt der Timer, die voreingestellte Verzögerungszeit herunterzuzählen.

Schritt 3) Der Timer zählt: Während der Verzögerungszeit bleibt der Ausgang dann eingeschaltet.

Schritt 4) Die Ausgabe wird ausgeschaltet: Nach Ablauf der Verzögerungszeit schaltet der Timer das Gerät aus und unterbricht damit den Stromfluss.

Quelle: https://youtu.be/RwSga-zQy0I?si=_1rPcis-2f1d8v7C

Typische technische Daten (Vergleichstabelle)

Die meisten Zeitrelais weisen ähnliche technische Daten auf; der eigentliche Unterschied liegt in der Funktionsweise der Zeitsteuerung.

Anwendungen von On-Delay-Timern

Verzögerungszeitgeber kommen in der Industrie und in Maschinen zum Einsatz. Außerdem helfen sie dabei, Geräte sicher und in der richtigen Reihenfolge in Betrieb zu nehmen. Durch die Verzögerung des Starts verhindern sie plötzliche Stromspitzen und gewährleisten einen reibungslosen Betrieb.

1. Motorsteuerung

Motoren ziehen beim Anlaufen hohe Ströme. Eine Verzögerung verhindert, dass sie alle gleichzeitig anlaufen, wodurch die elektrische Belastung verringert und Überlastungen vermieden werden.

2. Förderband- und Maschinenablaufplanung

In Fertigungslinien müssen die Anlagen der Reihe nach anlaufen. Zeitrelais mit Einschaltverzögerung stellen sicher, dass eine Maschine ihren Vorgang beendet hat, bevor die nächste startet.

3. Automatisierung und SPS-Systeme

Verzögerungszeitgeber dienen dazu, Verzögerungen in Prozessen, Verriegelungen und Sicherheitsschaltungen zu erzeugen.

4. Stern-Dreieck-Anlasser

Dient dazu, den Übergang vom Stern- in den Dreieckbetrieb in Motorstartanlagen zu verzögern.

Anwendungsbereiche von Off-Delay-Timern

Andererseits sind Nachlauf-Timer hilfreich, wenn ein Gerät nach dem Ausschalten noch kurz weiterlaufen soll. Sie erhöhen die Sicherheit und schützen Ihre Maschinen.

1. Lüfter

Wenn Motoren zum Stillstand kommen, bleiben sie heiß. Nachlaufschalter sorgen dafür, dass die Lüfter weiterlaufen, um die Wärme sicher abzuleiten.

2. Sicherheitsbeleuchtung

Notbeleuchtungen oder Treppenhausbeleuchtungen leuchten noch kurz weiter, nachdem der Schalter ausgeschaltet wurde.

3. Kompressoren und Pumpen

Verhindern Sie einen Druckschock und sorgen Sie vor dem Abschalten für einen Druckausgleich.

4. HLK-Anlagen

Lässt die Gebläse kurz laufen, um die Luftkanäle zu reinigen und die Temperaturen zu stabilisieren.

Timer mit Einschaltverzögerung vs. Timer mit Ausschaltverzögerung: Die wichtigsten Unterschiede

Wenn Sie die wesentlichen Unterschiede zwischen On-Delay- und Off-Delay-Zeitrelais verstehen, hilft Ihnen das bei der Auswahl des richtigen Zeitrelais für Ihre Maschine oder Anlage.

Arten von Zeitrelais

Es gibt verschiedene Arten von Zeitrelais, die jeweils für unterschiedliche Umgebungen und Steuerungsanforderungen ausgelegt sind.

Elektronische Zeitrelais werden in der modernen Automatisierung am häufigsten eingesetzt, da sie eine hohe Genauigkeit, eine einfache Einstellung und verschiedene Zeitmessmodi bieten. Man findet sie häufig in industriellen Schalttafeln, Fördersystemen, Verpackungsmaschinen und HLK-Reglern, wo eine präzise Zeitmessung unerlässlich ist.

Pneumatische Zeitschaltuhren, nutzen hingegen den Luftstrom, um eine Verzögerung zu erzeugen, und kommen ohne Elektronik aus. Durch ihren einfachen mechanischen Aufbau sind sie in rauen Umgebungen wie Schweißwerkstätten, Produktionslinien für Schwermaschinen oder Bereichen mit elektrischen Störungen äußerst zuverlässig. Diese Zeitgeber kommen besonders häufig in älteren Anlagen, Stanzpressen und mechanischen Verriegelungssystemen zum Einsatz, bei denen es mehr auf Langlebigkeit als auf Präzision ankommt.

Halbleiter-Zeitschaltuhren Sie arbeiten ohne bewegliche Teile, was ihnen eine außergewöhnliche Lebensdauer und Zeitgenauigkeit verleiht. Da sie vibrations- und verschleißfest sind, werden sie häufig in Halbleiteranlagen, Prüfgeräten, der Laborautomatisierung und in Hochgeschwindigkeits-Fertigungsprozessen eingesetzt, bei denen bereits kleinste Zeitabweichungen zu Problemen führen können.

Multifunktions-Timer kombinieren mehrere Zeitsteuerungsmodi – wie Einschaltverzögerung, Ausschaltverzögerung, Intervall- und zyklische Funktionen – in einem Gerät. Dank ihrer Flexibilität eignen sie sich ideal für OEMs, Automatisierungsingenieure und Schalttafelbauer, die einen vielseitigen Timer für zahlreiche Anwendungen benötigen. Sie kommen häufig in automatisierten Fertigungslinien, Beleuchtungssteuerungssystemen, Pumpen und Kompressoren zum Einsatz, wo für verschiedene Prozessschritte unterschiedliche Zeitverläufe erforderlich sein können.

So wählen Sie den richtigen Timer aus

Die Wahl des richtigen Zeitrelais hängt davon ab, wie sich das Gerät in Ihrem System verhalten soll. Berücksichtigen Sie dabei den Betriebsmodus, den Zeitbereich, die Kontaktkonfiguration und die Umgebungsbedingungen.

i) Betriebsart festlegen: Zunächst überlegen Sie sich, wie Ihr Gerät funktionieren soll. Wenn Sie vor dem Einschalten eine Verzögerung wünschen, benötigen Sie einen Einschaltverzögerungstimer. Wenn Sie hingegen vor dem Ausschalten eine Verzögerung wünschen, wählen Sie einen Ausschaltverzögerungstimer.

ii) Zeitbereich prüfen: Als Nächstes überprüfen Sie den Zeitbereich. Anschließend entscheiden Sie, ob die Verzögerung in Sekunden, Minuten oder Stunden erfolgen soll.

iii) Kontaktart auswählen: Anschließend wählen Sie den passenden Kontakttyp aus, zum Beispiel SPDT oder DPDT, der zu Ihrer Schaltung passt.

iv) Berücksichtigung der Umwelt: Schließlich sollten Sie auch Ihre Umgebung berücksichtigen. Wenn Ihre Maschine unter rauen Bedingungen betrieben wird, sollten Sie aus Sicherheitsgründen eine Zeitschaltuhr in Industriequalität verwenden.

Häufige Probleme und Fehlerbehebung

Die Fehlerbehebung bei Zeitrelais wird wesentlich einfacher, wenn man versteht, wie sich häufige Fehler in der Praxis äußern. Im Folgenden werden typische Probleme, ihre Ursachen sowie kurze Fallbeispiele aufgeführt, die zeigen, wie Techniker diese vor Ort beheben.

i) Der Timer zählt nicht

Wenn der Timer nicht zu laufen beginnt, liegt das Problem in der Regel an der Stromversorgung oder der Konfiguration. Häufige Ursachen sind eine falsche Eingangsspannung, vertauschte Polarität bei Gleichstrommodellen oder eine versehentlich auf Null zurückgesetzte voreingestellte Zeit.

Beispiel:

Ein Mitarbeiter eines Automobilwerks meldete, dass ein Verzögerungszeitgeber für ein Förderband nicht ansprang. Der Techniker stellte fest, dass die Schalttafel kürzlich neu verkabelt worden war und der 24-V-Gleichstrom-Zeitgeber versehentlich an eine 12-V-Gleichstromversorgung angeschlossen worden war. Sobald die richtige Spannung angelegt wurde, begann der Zeitgeber wieder normal zu zählen.

ii) Der Ausgang schaltet sich nie ein/aus

Wenn der Timer die Verzögerungszeit abgelaufen ist, sich der Ausgang jedoch nicht ändert, liegt das Problem häufig an der Verkabelung. Die Verwendung eines falschen Kontakts (NO statt NC) oder eine lockere Klemme kann dazu führen, dass der Ausgang nicht schaltet.

Beispiel:

In einer Lebensmittelverpackungsmaschine sollte ein Nachlaufzeitgeber dafür sorgen, dass der Versiegelungsventilator nach dem Abschalten noch 10 Sekunden lang weiterlief. Stattdessen schaltete sich der Ventilator sofort aus. Der Techniker stellte fest, dass der Monteur den Verbraucher an den NC-Kontakt statt an den NO-Nachlaufkontakt angeschlossen hatte. Nach der Korrektur der Verkabelung lief der Ventilator mit der richtigen Nachlaufzeit.

iii) Die Verzögerung ist ungenau

Zeitliche Unregelmäßigkeiten können durch Spannungsschwankungen, schlechte Netzqualität oder verschlissene mechanische Bauteile (bei pneumatischen Zeitschaltuhren) verursacht werden.

Beispiel:

Ein Werk, das pneumatische Zeitgeber an Stanzanlagen einsetzte, stellte fest, dass die Verzögerung in den heißen Sommermonaten schwankte. Das Problem ließ sich auf Veränderungen der Luftviskosität im Inneren der pneumatischen Zeitgebekammer zurückführen, die durch die Umgebungswärme verursacht wurden. Durch die Umstellung auf einen elektronischen Zeitgeber wurde die Abweichung beseitigt und die Wiederholgenauigkeit der Zyklen verbessert.

iv) Der Timer überhitzt sich

Eine Überhitzung tritt auf, wenn die Belastung die Kontaktbelastbarkeit überschreitet, die Belüftung behindert ist oder der Zeitschalter zu nahe an wärmeerzeugenden Bauteilen installiert ist.

Beispiel:

Eine Kläranlage meldete wiederholte Ausfälle der Zeitschaltuhren in ihrem Pumpensteuerungsschaltkasten. Die Untersuchung ergab, dass die Zeitschaltuhren direkt über einem stark erhitzten Transformator montiert waren, ohne dass ein Luftspalt vorhanden war. Die überhöhte Temperatur führte zu einem vorzeitigen Ausfall. Durch die Verlegung der Zeitschaltuhren und das Anbringen von Lüftungsschlitzen konnte die Temperatur gesenkt und das Problem dauerhaft behoben werden.

Fazit

Wenn Sie den Unterschied zwischen Einschaltverzögerungs- und Ausschaltverzögerungszeitrelais verstehen, können Sie das richtige Gerät für einen sicheren und vorhersehbaren Maschinenbetrieb auswählen. Einschaltverzögerungszeitrelais verzögern den Start eines Prozesses, während Ausschaltverzögerungszeitrelais für ein kontrolliertes Abschalten sorgen.

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Häufig gestellte Fragen