อธิบายฟังก์ชันรีเลย์แบบตั้งเวลา: หน่วงเวลาเปิด หน่วงเวลาปิด ช่วงเวลา และอื่นๆ

คำถาม: อธิบายฟังก์ชันของรีเลย์แบบตั้งเวลา: หน่วงเปิด หน่วงปิด ช่วงเวลา และอื่นๆ
A:
1. แนวคิดพื้นฐานของรีเลย์แบบตั้งเวลา
รีเลย์แบบตั้งเวลา รีเล่ ทำหน้าที่หน่วงเวลา ปรับรูปแบบ หรือทำซ้ำการเปลี่ยนสถานะของวงจร การป้อนสัญญาณเข้ามานั้นมักเป็นแรงดันขดลวด ซึ่งอาจมีหรือไม่มีอยู่ก็ได้ ส่วนสัญญาณออกคือการเปิด-ปิดของคอนแทคหนึ่งตัวหรือมากกว่า ซึ่งจะเกิดขึ้นหลังผ่านไปตามระยะเวลาที่ตั้งไว้ หรือคงอยู่เป็นระยะเวลาที่กำหนด หรือเกิดขึ้นซ้ำตามรูปแบบที่ตั้งไว้ การเข้าใจรีเลย์แบบตั้งเวลาจึงหมายถึงการรู้ว่ารุ่นนั้นรองรับฟังก์ชันใด และคอนแทคแต่ละตัวทำงานอย่างไรในแต่ละขั้นตอน แม้ตัวเรือนรีเลย์รุ่นเดียวกันอาจแสดงพฤติกรรมที่ต่างกันมาก ขึ้นอยู่กับฟังก์ชันที่เลือกใช้ ดังนั้น ตารางฟังก์ชันที่ระบุไว้บนป้ายชื่อหรือคู่มือจึงมีความสำคัญยิ่งกว่าลักษณะภายนอกของตัวเรือน

2. ฟังก์ชันหน่วงเปิด
ฟังก์ชันแบบหน่วงเวลาเมื่อเปิด (On-delay) เป็นฟังก์ชันที่ใช้บ่อยที่สุด เมื่อขดลวดได้รับพลังงาน คอนแทคจะไม่เปลี่ยนสถานะทันที แต่จะเปลี่ยนสถานะหลังจากผ่านช่วงเวลาที่ตั้งไว้เท่านั้น เมื่อขดลวดสูญเสียพลังงาน คอนแทคจะกลับสู่สถานะเดิมทันที การใช้งานทั่วไป ได้แก่ การจัดลำดับการสตาร์ทมอเตอร์หรือฮีตเตอร์เพื่อไม่ให้เริ่มทำงานพร้อมกัน การหน่วงเวลาสายพานลำเลียงจนกว่าสายพานด้านปลายน้ำจะทำงาน และการกรองสัญญาณเซนเซอร์ที่ผิดพลาดเป็นระยะสั้น ๆ ในเชิงลำดับขั้นตอน หมายความว่า เริ่มจับเวลาถอยหลังเมื่อไฟฟ้ามาถึง และปิดคอนแทคเมื่อครบเวลา

3. ฟังก์ชันแบบหน่วงเวลาเมื่อปิด (Off-Delay)
ฟังก์ชันแบบหน่วงเวลาเมื่อปิด (Off-delay) เป็นภาพสะท้อนกลับของฟังก์ชันแบบหน่วงเวลาเมื่อเปิด โดยเอาต์พุตจะเปลี่ยนสถานะทันทีที่ขดลวดได้รับพลังงาน และเมื่อสัญญาณควบคุมถูกตัดออก ก็จะเริ่มจับเวลา: คอนแทคจะคงสถานะที่ถูกกระตุ้นไว้เป็นระยะเวลาที่ตั้งไว้หลังจากขดลวดสูญเสียพลังงาน จากนั้นจึงปล่อยกลับสู่สถานะเดิม การใช้งานทั่วไป ได้แก่ การ แฟนเย็น ที่ทำงานต่อเนื่องเป็นเวลาหลายนาทีหลังจากเครื่องหยุดทำงาน สายพานลำเลียงยังคงว่างอยู่หลังจากแหล่งจ่ายหยุดส่ง และไฟบันไดยังคงเปิดอยู่หลังจากปล่อยปุ่มกดแล้ว ฟังก์ชันแบบออฟ-เดลย์ที่แท้จริงจำเป็นต้องมีแหล่งจ่ายไฟที่ยังคงพร้อมใช้งานตลอดระยะเวลาการหน่วง ดังนั้นโมเดลส่วนใหญ่จึงมีขั้วต่อแยกต่างหากสำหรับแหล่งจ่ายและสำหรับการควบคุม โปรดตรวจสอบวิธีการเดินสายตามคู่มือ

4. ฟังก์ชันช่วงเวลาและสัญญาณพัลส์
การจับเวลาแบบช่วงเวลาเริ่มต้นเมื่อคอยล์ได้รับพลังงาน และจะสั่งให้เอาต์พุตเปิดเป็นเวลาที่กำหนด จากนั้นจึงปล่อยเอาต์พุตแม้ว่าคอยล์จะยังคงได้รับพลังงานอยู่ ซึ่งเป็นลักษณะของสัญญาณพัลส์ที่มีการจับเวลา ไม่ใช่สถานะคงที่ที่ถูกหน่วงเวลา ฟังก์ชันพัลส์แบบครั้งเดียวที่เกี่ยวข้องจะส่งสัญญาณพัลส์ที่กำหนดไว้เพียงครั้งเดียวในขณะที่คอยล์ได้รับพลังงาน ซึ่งเหมาะสำหรับการกระตุ้นตัวนับหรือส่งสัญญาณเริ่มต้นที่ชัดเจนให้กับคอนโทรลเลอร์ ตัวอย่างการใช้งานทั่วไป: ปั๊มหล่อลื่นที่ทำงานเป็นเวลาสิบวินาทีทุกครั้งที่เริ่มรอบการทำงานของเครื่อง หรือแตรที่ดังขึ้นเป็นเวลาไม่กี่วินาทีหลังจากเกิดความผิดปกติ

5. การทำงานแบบไซคลิกและแบบแฟล็กเกอร์
แบบไซคลิก หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าฟลิคเกอร์ เป็นรูปแบบที่มีการสลับระหว่างช่วงเวลาเปิด (ON) กับช่วงเวลาปิด (OFF) อย่างต่อเนื่อง ขณะที่คอยล์ยังคงได้รับพลังงาน ตัวอย่างคลาสสิกคือสัญญาณเตือนแบบกระพริบ อีกตัวอย่างหนึ่งคือเครื่องดูดอากาศหรือเครื่องป้อนวัสดุที่ทำงานแบบจังหวะเพื่อป้องกันไม่ให้วัสดุแน่นตัว การตั้งค่าทั้งสองค่ามักเป็นอิสระต่อกัน เช่น 0.5 วินาทีเปิด และ 0.5 วินาทีปิด สำหรับสัญญาณเตือน หรือคู่ค่าที่ยาวกว่านั้นสำหรับระบบระบายอากาศในห้องเก็บของแบบเป็นระยะ เนื่องจากรูปแบบการทำงานนี้ดำเนินต่อไปจนกว่าคอยล์จะหยุดรับพลังงาน จึงควรเลือกเรเลย์โดยพิจารณาจากอัตราส่วนการใช้งาน (duty cycle) ที่คาดไว้และจำนวนครั้งของการใช้งาน โดยข้อมูลจำเพาะในแผ่นข้อมูลจะระบุจำนวนรอบการใช้งานที่คาดว่าจะทนทานได้

6. สตาร์-เดลต้า และการจับเวลาแบบพิเศษอื่นๆ
ฟังก์ชันการจับเวลาบางอย่างเกี่ยวข้องกับวงจรเฉพาะ ตัวจับเวลาสำหรับการเปลี่ยนจากแบบดาวไปเป็นแบบสามเหลี่ยมควบคุมการสลับจากโครงสร้างดาวไปยังโครงสร้างสามเหลี่ยมในอุปกรณ์เริ่มเดินมอเตอร์ โดยมีช่วงหน่วงสั้นที่ปรับค่าได้ เพื่อให้มอเตอร์หยุดสั่นสะเทือนก่อนที่คอนแทคเตอร์ตัวที่สองจะปิด และมีช่วงเวลาพักเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดลัดวงจรระหว่างสองรูปแบบนี้ การตั้งค่าผิดอาจทำให้เกิดกระแสเริ่มต้นสูงเกินไปหรือทำให้คอนแทคเตอร์เสียหาย ดังนั้นการตั้งค่าเวลาสำหรับการเริ่มมอเตอร์จึงมักกำหนดโดยผู้ออกแบบอุปกรณ์เริ่มเดิน มิใช่การปรับเปลี่ยนอย่างไม่ระมัดระวัง ฟังก์ชันพิเศษอื่นๆ ได้แก่ การเริ่มลำดับสายพานลำเลียง และรูปแบบแบบหน่วงหลังปิดที่มีขั้วต่อแยกต่างหาก โปรดอ่านแต่ละฟังก์ชันเป็นลำดับของสถานะการเชื่อมต่อของคอนแทค ไม่ใช่ชื่อทางการตลาด

7. วิธีระบุฟังก์ชัน: ตัวอักษรตามมาตรฐาน IEC 61812
กรอบการจัดหมวดหมู่ฟังก์ชันของรีเลย์แบบกำหนดเวลาคือ IEC 61812 ซึ่งคุณสามารถระบุได้ผ่านรหัสตัวอักษรที่ปรากฏบนอุปกรณ์หรือตารางฟังก์ชัน: ชนิด A สำหรับการหน่วงเวลาเมื่อเปิด (on-delay), ชนิด B สำหรับการหน่วงเวลาเมื่อปิด (off-delay), ชนิด C สำหรับการหน่วงเวลาแบบช่วง (interval), และชนิด D สำหรับการใช้งานแบบไซคลิกหรือแบบกระพริบ (cyclic or flicker operation) ผู้ผลิตอาจขยายชุดตัวอักษรนี้ด้วยสัญลักษณ์เฉพาะของตนเอง และรุ่นเดียวอาจรองรับฟังก์ชันหลายแบบที่ผู้ใช้เลือกได้ผ่านสวิตช์ที่อยู่ด้านหน้าของอุปกรณ์ โปรดอ่านตารางข้อมูลจำเพาะของรุ่นนั้นๆ เสมอ: ตัวอักษรระบุกลุ่มฟังก์ชันโดยรวม ส่วนตารางจะระบุพฤติกรรมของคอนแทค การตั้งค่าต่างๆ และความหมายของไฟ LED ขณะทำงานตามเวลา

๘. รุ่นแบบมัลติฟังก์ชันและมัลติเรนจ์: ตัวอย่างจาก DAQUAN
รีเลย์ตั้งเวลาแบบมัลติฟังก์ชันมีอยู่เพราะแผงควบคุมแทบไม่เคยต้องการฟังก์ชันเดียวเท่านั้น ดาควานผลิตรีเลย์ตั้งเวลาหลายรุ่น ตั้งแต่รุ่นคอมแพกต์แบบมัลติฟังก์ชัน ไปจนถึงรุ่นดิจิทัลแบบมัลติเรนจ์ ตัวอย่างเช่น รุ่น H3BA-8 มีช่วงเวลาให้เลือกปรับใช้งานได้สี่ช่วง ครอบคลุมตั้งแต่ 0.05 วินาที ถึง 100 ชั่วโมง ส่วนซีรีส์ DH48S รองรับการตั้งค่าแบบดิจิทัลในช่วงเวลาต่าง ๆ เช่น รุ่น DH48S-S ครอบคลุมตั้งแต่ 0.1 วินาที ถึง 99 ชั่วโมง และรุ่น DH48S-2Z เพิ่มเอาต์พุตที่สองเข้ามาอีกหนึ่งช่อง รุ่นอื่น ๆ ในตระกูล เช่น ST2P-E, ASY-3D และ DH48G รองรับชุดฟังก์ชันและวิธีการติดตั้งที่แตกต่างกัน ห้ามคาดเดาฟังก์ชันของรุ่นใด ๆ เด็ดขาด โปรดตรวจสอบตารางฟังก์ชันในเอกสารข้อมูลจำเพาะ (datasheet)
การตรวจสอบสามขั้นตอนช่วยให้ได้ข้อกำหนดที่ปลอดภัย ขั้นตอนแรก จัดทำรายการฟังก์ชันที่แอปพลิเคชันต้องการ ขั้นตอนที่สอง ยืนยันว่าโมเดลนั้นรองรับฟังก์ชันเหล่านั้น พร้อมช่วงเวลาที่ครอบคลุมช่วงความล่าช้าของคุณโดยมีระยะเผื่อเพิ่มเติม ขั้นตอนที่สาม ตรวจสอบแรงดันขดลวด ค่ากระแสสัมผัส (contact rating) และตรวจสอบว่าฟังก์ชันแบบ off-delay หรือ cyclic จำเป็นต้องมีแหล่งจ่ายไฟถาวรหรือไม่ หากแผ่นข้อมูล (datasheet) ไม่ระบุรายละเอียดใดๆ โปรดสอบถามผู้ผลิตโดยตรง หรืออ้างอิงคู่มือผลิตภัณฑ์

9. เลือกฟังก์ชัน ไม่ใช่แค่รีเลย์
สำหรับมอเตอร์สตาร์ทเตอร์ ฟังก์ชันที่ต้องการมักเป็นการเปลี่ยนจากแบบดาว-สามเหลี่ยม (star-delta transition) หรือ on-delay เพื่อเริ่มทำงานแบบลำดับขั้นตอน สำหรับพัดลมที่ใช้ระบายความร้อนเครื่องจักรหลังหยุดทำงาน จะใช้ฟังก์ชันแบบ off-delay สำหรับสัญญาณเตือน (beacon) หรือการระบายอากาศแบบเป็นคาบ (periodic purge) จะใช้ฟังก์ชันแบบ cyclic ส่วนการฉีดหล่อลื่นแบบคงที่ (fixed lubrication pulse) จะใช้ฟังก์ชันแบบ interval ให้เขียนลำดับเหตุการณ์ออกมาก่อนในรูปแบบไทม์ไลน์: สิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อมีการจ่ายไฟ (energization) สิ่งที่เกิดขึ้นหลังความล่าช้า และสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อตัดไฟ (de-energization) จากนั้นจึงเลือกโมเดลที่ตารางฟังก์ชันสอดคล้องกับลำดับที่กำหนด การใช้เวลาเพียงไม่กี่นาทีในการวิเคราะห์ลำดับเหตุการณ์จะช่วยป้องกันปัญหาทั่วไปในสนามจริง คือ รีเลย์ที่เปลี่ยนสถานะในช่วงเวลาที่ไม่เหมาะสม