مقاله - تایمر

[irantarh]

یكی از وسایل فرمان دهنده مدارهای كنترل اتوماتیك، تایمرها یا رله های زمانی هستند كه وظیفه كنترل مدار را برای مدت زمانی معین به عهده دارند.
تایمر وسیله‌ای است متشکل از تعدادی سوئیچ (کلید) و تعدادی رله (تیغه) که در حالت عادی می‌توانند باز یا بسته باشند.

شکل زیر اجزای مختلف یک نمونه تایمر را نمایش می‌دهد:



عملکرد تایمر بدین صورت است که پس از اتصال ولتاژ تغذیه (مثلا با زدن کلید)، دستگاه می‌تواند خروجی‌ها (رله‌ها) را با تاخیرهای زمانی معینی یا حتی بلافاصله قطع یا وصل نماید.
امروزه به جهت اهمیت صرفه‌جویی و بهینه‌سازی مصرف انرژی استفاده از تایمر اهمیتی دو چندان یافته است.
تایمرها بر اساس نحوه‌ی قطع و وصل خروجی‌ها و نوع تاخیر به انواع مختلفی تقسیم‌بندی می‌شوند که از جمله‌ی آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
• ON Delay
• Flicker فلیکر ( (OFF Short و ON Short)
• Signal ON/OFF Delay
• Interval
• One_Shut
• ستاره مثلث: برای تغییر از حالت ستاره به مثلث برای راه‌اندازی موتورهای سنگین (قوی)
• Multi Mode

تایمرها در انواع مختلفی ساخته می شوند که در زیر آورده شده است:
الف) تایمر موتوری یا الكترومكانیكی
ب) تایمر الكترونیكی
پ) تایمر نیوماتیكی (با فشار هوا)
ت) تایمر بی متال یا حرارتی
ث) تایمر هیدرولیكی

الف) تایمر موتوری یا الكترومكانیكی
این نوع تایمر از یك موتور كوچك با قطب چاك دار تشكیل شده است كه از طریق چرخ دنده یك دیسك را در مقابل میكروسوئیچ می چرخاند.
ساختمان داخلی تایمر موتوری: محل دیسك در لحظه شروع بكار، قابل تنظیم است و پس از تنظیم زمان آن (توسط زائده خارجی) و تغذیه تایمر، موتور با دور ثابت به گردش در می آید و با گردش موتور، زمان تایمر شروع می شود. پس از گردش، به علت برخورد با زائده دیسك متوقف می شود و به میكرو سوئیچ داخلی فرمان می دهد و كنتاكت های تایمر عمل می كنند و بطور اتوماتیك قطع می شوند و موتور از كار می افتد. زمان وصل این رله ها از دهم ثانیه تا بطور دائم قابل تنظیم است.

ب) تایمر الكترونیكی
از تایمرهای الكترونیكی برای تنظیم زمان های كمتر از ثانیه تا چندین ثانیه استفاده می شود. در ساختمان این تایمرها از مدارها و اجزای الكترونیكی استفاده شده است.
در نوعی از این تایمرها با شارژ و دشارژ شدن یك خازن بوبین یك رله كوچك تحریك می شود. اصول ساختمان تایمر الكترونیكی بر مبنای مدار RC (خازن و مقاومت) و برحسب تاخیر زمانی استوار است. تنظیم این نوع تایمرها بستگی به مقدار مقاومت سر راه خازن دارد.
در ساده ترین نوع تایمر الكترونیكی در تایمر نوع خازنی، رله هنگامی وصل می شود كه خازن شارژ بشود و ولتاژ دو سر آن برابر ولتاژ وصل رله گردد. پس از وصل رله، بار ذخیره شده در خازن روی مقاومتی كه توسط كنتاكت باز رله به دو سر خازن وصل می شود تخلیه می گردد. در این نوع با تغییر ظرفیت خازن می توان زمان تایمر را تنظیم كرد.

پ) تایمر نیوماتیكی
در این تایمر از خاصیت ذخیره سازی و فشردگی هوا استفاده می شود. به این ترتیب كه رله در موقع رها شدن خیلی راحت رها می شود وقتی كه بوبین تحریك قسمت متحرك را جذب می كند، اهرم، قطعه ای را كه به شكل دم آهنگری است، فشار خواهد داد. هوای داخلی دم از طریق سوپاپ یكطرفه خارج می شود. وقتی كه بوبین از تحریك خارج می شود، فنر دم را منبسط می كند دم، از طریق سوپاپ تنظیم، از هوا پر می شود. سرعت انبساط دم در رابطه با پیچ تنظیم تفاوت می كند. وقتی كه دم به حالت عادی برگشت كنتاكت ها عمل می كنند بنابراین بوسیله میزان كردن پیچ تنظیم، عمل كردن كنتاكت ها را می توان تغییر داد. كار این زمان سنج شبیه تایمر موتوری است با این تفاوت كه زمان سنج موتوری پس از تنظیم و وصل بوبین آن به ولتاژ شروع به كار می كند، ولی زمان سنج نیوماتیكی پس از قطع بوبین آن از ولتاژ شروع به كار می كند.

ت) تایمر بی متال یا حرارتی (تایمر حرارتی)
این نوع تایمر با استفاده از خاصیت بی متال كار می كند و در انواع رله حرارتی ذوب شونده، رله حرارتی بی متال و رله حرارتی منعكس كننده میله ای ساخته می شوند. زمانی كه جریان از بی متال عبور می كند گرم می شود و پس از مدتی در اثر تغییر شكل عمل كرده مدار را قطع یا وصل می كند. دقت این نوع تایمر زیاد نیست و آب و هوای محیط بر روی آن اثر می گذارد.

ث) تایمر هیدرولیكی
در این رله ها از سیستم هیدرولیكی جهت تاخیر در مدار استفاده می شود. طرز كار آن طوری است كه وقتی جریان برق به رله وصل می شود، مقداری روغن در داخل آن جابجا می گردد:
برای بازگشت روغن به محل اولیه زمانی لازم است كه این زمان را بعنوان زمان تایمر در نظر می گیرند. این رله ها را در مدارهای مختلف بكار می برند.

بطور كلی تایمرها را می توان به دو دسته تقسیم كرد:
1. رله های تاخیر در وصل:
به رله ای گفته می شود كه باید به رله انرژی داده شود و سپس رله عمل كرده كنتاكتی را باز یا بسته كند مثل تایمر موتوری.
2. رله های تاخیر در قطع:
به رله ای گفته می شود كه بعد از قطع شدن انرژی عمل كرده كنتاكتی را باز یا بسته می كند مثل تایمر نیوماتیكی.

یک تایمر یک نوع خاص از ساعت است که برای اندازه گیری دوره های زمانی مختلف به کار می رود. از نظر عملکردی تایمرها را می توان به دو دسته تقسیم کرد. دسته اول تایمرها، آن هایی هستند که شمارش واحدهای زمانی آن ها از صفر شروع می شود و به سمت عدد بزرگتر می رود که به این تایمرها در اصطلاح stopwatch گفته می شود. دسته دوم آنهایی هستند که از یک نقطه مشخص زمانی به سمت صفر شمارش می کنند که به این ها بیشتر می توان نام «تایمر» اطلاق کرد.

اگر بخواهیم از دید صنعتی این وسیله را تعریف کنیم تایمرها یا رله های زمانی یکی از وسایل فرمان دهنده مدار های کنترل اتوماتیک هستند که همچون رله های کنترلی وظیفه کنترل مدار را برای مدت زمان معینی بر عهده دارند، با این تفاوت که رله های کنترلی بر کمیت های الکتریکی نظارت می کنند، اما رله های زمانی یا همان تایمرها، وظیفه زمان سنجی و ایجاد تقدم و تاخر را بر عهده دارند. یکی دیگر از تفاوت های رله های زمانی با رله های کنترلی این است که رله های کنترلی نمودارهای پیوسته دارند اما تایمرها نمودارهایی گسسته دارند. شناخت این نمودارها و تفسیر آن ها و از همه مهم تر توانایی به خدمت گیری آن ها شرط اساسی استفاده از آن هاست.

در مقاله قبلی با تایمرهای مکانیکی، الکترومکانیکی، نیوماتیکی، هیدرولیکی، بیمتال و الکترونیکی آشنا شدید.
تایمرها دسته بندی های متفاوت تری نیز دارند :
الف- تایمرهای یک زمانه و دو زمانه
ب- چند عملیاتی یا مولتی فانکشن و تک عملیاتی
ج- چند زمانه یا مولتی رنج و تک رنج
د- مولتی ولت و ولتاژ ثابت
ه- کتابی، مینیاتوری، سوکتی، سیگنالی و غیره
در صورت انتخاب بجای یک تایمر، علاوه بر ساده سازی مدارها، سرعت مونتاژ تابلو زیاد شده ، قطعات و هزینه کم و مدار ساده و ایمن می گردد . بعنوان مثال، در طراحی تابلو ستاره – مثلث، پیش از این از تایمر تاخیر در وصل معمولی در کنار چند کنتاکت کمکی و مداری پیچیده استفاده می شد . امروزه با تایمرهای ستاره – مثلث ، تابلویی بسیار ساده و با سیم کشی کم، امن، بدون نیاز به کنتاکتهای کمکی و البته با سرعت قابل ساخت است.

کمپانی امرن با بیش از 75 سال سابقه در زمینه تولید تایمر، پرفروش ترین نوع تایمرهای موجود در بازار ایران را تولید می کند. تایمرهای اُمرن قابلیت نصب بر روی ریل و تابلو را دارا هستند.
تایمر یک قطعه کنترلی است که یک سیگنال ورودی دریافت نموده و پس از گذشتن یک زمان تاخیر (که از پیش تعیین شده است)، یک سیگنال خروجی ارائه می دهد. از تایمر در فرآیندهای متنوعی در ماشین ها و نیز خطوط تولید استفاده می شود. به عنوان مثال تعیین زمان پرس در یک دستگاه پرس و یا زمان تکان دادن در یک مخلوط کن از جمله ی این کاربردها می باشد.
در این مقاله قصد داریم تایمر مولتی رنج امرن را معرفی کنیم:
مدل: Omron H3CR
H3CR Omron Timer
تایمر مولتی رنج و مولتی ولت امرن
نوع تایمر: Analog Solid State Timer
تاخیر در قطع و وصل
در دو مدل 8 پایه و 11 پایه
100 تا 240 ولتAC و 100 تا 125 ولت DC
24 تا 48 ولت AC و 12 تا 48 ولت DC

توضیح مهم : تایمر امرن در حال حاضر در کارخانه OMRON چین تولید شده و درواقع تایمر اصل امرن OMRON مونتاژ چین است ( تحت لیسانس و با قطعات داخلی ژاپن ). بنابر این کلیه تایمرهایی که ریمارک شده و به نام تایمر امرون OMRON اصل ژاپن در بازار به فروش می رسد تقلبی و فاقد گارانتی و پشتیبانی شرکت بوده و درصورت مشاهده با عوامل فروش اینگونه تایمرهای تقلبی امرن OMRON برخورد قانونی صورت خواهد گرفت.
یکی از ساده ترین راه ها برای کنترل دستگاه های برقی استفاده از کلید یا رله می باشد. به این ترتیب که هر زمان نیاز به خروجی داشته باشیم کلید را روشن کرده و در این صورت کلید را خاموش می نماییم.
در برخی کاربردها نیاز است که بعد از تحریک شدن کلید؛ خروجی بعد از مدتی فعال گردد، در این شرایط می بایست از وسیله ای دیگر به نام تایمر استفاده نمود.

رله زمانی كلیدی است كه پس از دریافت فرمان بر اساس تنظیمی كه روی آن صورت گر فته پس از مدت زمانی عمل می كند و كنتاكتهای داخلی بسته آن ، باز و كنتاكتهای باز، بسته می شوند. رله های زمانی را تحت عنوان تایمر می شناسند.
تایمرها انواع مختلفی دارند و هریک به منظور کاربردی خاص مورد استفاده قرار می گیرند. برخی تایمرها استفاده های صنعتی دارند و برخی استفاده های خانگی دارند.
یکی از انواع تایمرها، تایمر های الکتریکی هستند که این تایمرها دارای یك كنتاكت باز و یك كنتاكت بسته هستند. ساختمان داخلی آن از قطعات الكترونیكی همچون آی سی و ترانزیستور تشكیل شده است .

اساس كار این تایمرها براساس زمان شارژ و دشارژ خازنها می باشد.
در این تایمرها می توان با چرخاندن ولوم تنظیم زمان ، زمان مورد نظر را با تغییر زمان شارژ یا دشارژ خازن تغییر داد.