انواع تایمر

انواع تایمرها به منظور زمان سنجی و تغییر در مدار فرمان طراحی شده و مدل های بسیار متنوعی دارند. تایمر صنعتی یکی از پرکاربرد ترین تجهیزات مربوط به مدار فرمان در تابلو برق است. همانطور که می دانید  تایمر را می توان از نظر ساختمان و نحوه زمان سنجی به گروه های متفاوتی تقسیم کرد. به عنوان مثال تایمرها می توانند مکانیکی، الکتریکی آنالوگ، الکتریکی دیجیتال و غیره باشند. هر تایمر می تواند تعداد مختلفی پلاتین فرمان داشته و زمان سنجی را به شکل خاصی انجام دهد. اغلب تایمرها بر اساس روش زمان سنجی نام گذاری می شوند. از این نظر می توان به مهم ترین تایمرهای صنعتی مانند تایمر تاخیر در قطع، تاخیر در وصل، ستاره مثلث، پالس، استارت مجدد، مولتی رنج یا مولتی فانکشن و غیره اشاره کرد. در این مقاله تایمرهای پرکاربرد در تابلو برق را معرفی کرده و در مقالات بعدی نحوه نصب و سیم بندی آن ها را فرا خواهیم گرفت.

ساختمان انواع تایمر

تایمرها از نظر ساختمان متفاوت بوده به همین علت روش زمان سنجی در آن ها نیز متفاوت است. در مدل های قدیمی تایمرها به صورت مکانیکی ساخته شده و استهلاک بالایی داشتند. از این نوع تایمرها می توان به تایمرهای فنری، موتور دار و پنوماتیک اشاره کرد. با توجه به پیشرفت الکترونیک نمونه ی دیگر تایمرها به صورت آنالوگ و دیجیتال ساخته شده که ضمن حذف فطعات مکانیکی دارای دقت بسیار بیشتری هستند.

تایمر پنوماتیک

زمان سنجی در تایمر پنوماتیک بر اساس پر و خالی شدن هوا در یک بالشتک معمولا لاستیکی است. این تایمر فاقد تغذیه بوده و می توان آن را مستقیم روی کنتاکتور نصب کرد. تایمر پنوماتیک دارای یک بخش تنظیمی، یک دکمه تست و چند پلاتین فرمان می باشد. از تایمرهای پنوماتیک اغلب در مدارهای ستاره مثلث استفاده می شده است. در تصویر زیر یک نمونه از این تایمرها را مشاهده می کنید. جهت آشنایی بیشتر با این تایمر و روش نصب آن می توانید مقاله تایمرهای وابسته به کنتاکتور را مطالعه کنید.

تایمر موتور دار

در این مدل از تایمرها یک الکتروموتور وظیفه ی زمان سنجی را بر عهده دارد. محدوده ی زمان سنجی در برخی از این تایمرها ثابت و در برخی قابل تنظیم است. طبق تصویر این تایمرها می توانند دارای چندین خروجی در زمان های مختلف باشند. با وصل تغذیه ی این تایمر معمولا یک الکتروموتور کوچک با گیربکس شروع به کار کرده و یک محور را می چرخاند. با توجه به مدل ممکن است روی این محور چندین میکروسوئیچ با موقعیت های مختلف وجود داشته باشد. تایمرهای موتور دار با اصطلاح Cam Timer نیز شناخته شده و استفاده از آن ها تقریبا منسوخ شده است.

تایمر الکترونیک

تایمرهای الکترونیک نیاز به تغذیه ی داشته و در مدل های آنالوگ و دیجیتال ساخته می شوند. از مزایای این تایمرها می توان به مصرف بسیار پائین، دقت و انعطاف بالا اشاره کرد. تایمرهای تک منظوره اغلب فاقد صفحه نمایش بوده و تنظیمات آن ها توسط پتانسیومتر یا دیپ سوئیچ ها انجام می شود. این تایمرها با عنوان الکترونیک و آنالوگ شناخته می شوند. مدل های پیشرفته تر دارای صفحه نمایش بوده و تنظیمات در آن ها به صورت عددی انجام می شود. این نوع از تایمرها معمولا دیجیتال نامیده می شوند. در مقالات بعدی روش نصب و سیم بندی این تایمرها بیشتر بررسی شده است.

فانکشن انواع تایمر

همانطور که اشاره شد تایمرها از نظر نوع زمان سنجی در مدل های مختلفی ساخته می شوند. رفتار تایمر یا نوع زمان سنجی آن اصطلاحا فانکشن نامیده می شود. از این نظر تایمر می تواند تک منظوره یا مولتی فانکشن باشد. تایمرهای تک منظوره توانایی کار به یک شکل یا یک فانکشن مانند تاخیر در قطع یا تاخیر در وصل داشته باشند. این تایمرها در مدل های پنوماتیک، آنالوگ، دیجیتال و غیره ساخته می شوند. در ادامه تعدادی از مهمترین تایمرهای صنعتی با یک یا دو فانکشن را بررسی می کنیم.

تایمر تاخیر در وصل

برای ایجاد تأخیر در روشن شدن یک وسیله یا تغییر در مدار فرمان می‌توان از انواع تایمر تأخیر در وصل استفاده کرد. تایمر تاخیر در وصل از نظر کنترلی می تواند دو یا سه سیمه باشد. تایمر دو سیمه تنها دو ترمینال برای تغذیه داشته و اغلب با A1 و A2 مشخص می شود. تایمرهای سه سیمه علاوه بر تغذیه دارای یک ترمینال دیگر برای شروع زمان سنجی هستند. در تایمرهای دو سیمه با وصل تغذیه زمان سنجی انجام شده و پس از رسیدن به مقدار تنظیمی؛ تعدادی پلاتین در مدار فرمان تغییر وضعیت خواهند داد. رنج زمانی در تایمرهای تاخیر در وصل بسیار متنوع بوده و می تواند از ثانیه تا چند ساعت باشد. در تصویر زیر علامت مداری تایمر تاخیر در قطع دو سیمه را مشاهده می کنید. قابل ذکر است که تایمرهای تاخیر در وصل ساختار این تایمر بررسی شده است.

تایمر تاخیر در قطع

برای ایجاد تأخیر در خاموش شدن یک وسیله یا بخشی از مدار فرمان می‌توان از انواع تایمر تأخیر در قطع استفاده کرد. تایمر تاخیر در قطع در زمان های بالا معمولا به تغذیه جداگانه نیاز داشته و از مدل های سه سیمه محسوب می شود. البته در تایمرهای پنوماتیک تاخیر در قطع اصلا به تغذیه نیازی نبوده و مدار فرمان بسیار ساده تر خواهد شد. در تایمر تاخیر در قطع دو سیمه کافی است ولتاژ تغذیه جهت شروع زمان سنجی قطع شود. رفتار پلاتین فرمان این تایمر دقیقا عکس حالت تاخیر در وصل است. به عبارت دیگر با وصل تغذیه بخش کنترلی ابتدا پلاتین ها تغییر وضعیت داده و پس از قطع تغذیه یا بخش کنترلی زمان سنجی آغاز می شود. با اتمام زمان سنجی تنظیمی پلاتین ها به حالت اول باز گشته و باعث ایجاد یک وقفه پس از قطع تغذیه خواهند شد. به همین علت به این تایمر مدل تاخیر در قطع گفته می شود. این تایمرها نیز از نظر رنج زمانی، ساختمان و غیره در مدل های بسیار متنوعی ساخته می شوند. در تصویر زیر سمبل تایمر تاخیر در قطع دو سیمه نمایش داده شده است. اطلاعات کامل در خصوص این تایمر را می توانید در مقاله ی تایمر تاخیر در قطع مطالعه کنید.

تایمر تاخیر در وصل و تاخیر در قطع

در صورتی که نیاز به ایجاد وقفه در روشن و خاموش شدن یک وسیله یا مدار فرمان باشد می توان از ترکیب دو تایمر تاخیر در وصل و تاخیر در قطع استفاده کرد. در این روش بوبین ها و پلاتین های فرمان باید به نحوی سیم بندی شود تا وقفه پس از وصل برق و هنگام قطع برق وجود داشته باشد. به منظور کاهش حجم تابلو و سیم بندی می توان تایمر دیگری با عنوان تاخیر در وصل و قطع را انتخاب کرد. تایمر الکترونیک این مدل اغلب به صورت سه سیمه شامل ترمینال های A1 و A2 جهت تغذیه و یک ترمینال کنترلی مانند B1 می باشد. همانطور که در بخش فانکشن تایمر مشاهده می کنید یک ضربدر و یک مستطیل پر در کنار یکدیگر آورده شده است. این علامت به معنی وجود هردو فانکشن در یک تایمر می باشد. قابل ذکر است که به منظور آشنایی کامل با این تایمر و مشاهده ی ویدئوی مرتبط می توانید مقاله ی تایمر تاخیر در قطع و وصل را مشاهده کنید.

تایمر چپ گرد و راست گرد

برخی از شرکت های سازنده تایمرهای خاصی مانند مدل چپ گرد و راستگرد را تولید می کنند. این تایمر در واقع ترکیبی از مدل های On Delay و Off Delay در یک قاب است. این تایمر دارای پلاتین های مجزا از یکدیگر بوده و می تواند در راه اندازی کنتاکتور راست گرد و چپ گرد استفاده شود. المان های تنظیمی در تایمر چپ گرد و راست گرد از مدل های معمولی بیشتر بوده و می توان در آن ها دو یا سه زمان مختلف را تنظیم کرد. به عبارت ساده تر در این مدل می توان زمان راست گرد، زمان توقف و زمان چپ گرد را به صورت مستقل از یکدیگر تنظیم کرد.

برای درک بهتر مزایای استفاده از تایمر چپ گرد و راست گرد به این مثال توجه کنید. تصور کنید برای ساخت یک دستگاه مخلوط کن به یک الکتروموتور سه فاز با دو جهت گردش نیاز باشد. در این مدار بعد از فشردن شستی استارت، الکتروموتور با یک زمان قابل تنظیم در جهت راست شروع به کار کرده و سپس متوقف شود. زمان توقف نیز باید قابل تنظیم بوده و بعد از آن الکتروموتور به صورت چپ‌گرد شروع به کار کند. تعویض جهت گردش بین راست و چپ طبق زمان تنظیم شده باید تا فشردن شستی استپ ادامه پیدا کند. مدار قدرت این دستگاه، چپ‌گرد و راست‌گرد بوده اما برای طراحی مدار فرمان آن به چند تایمر و رله‌ فرمان نیاز است؟ برای ساده‌تر کردن این مدار می‌توان از یک رله‌ فرمان و یک تایمر چپ‌گرد و راست‌گرد استفاده کرد.

تایمر ستاره مثلث

به منظور افزایش ایمنی در مدارهای ستاره مثلث از تایمرهای خاصی استفاده می شود. این تایمرها اغلب دارای دو پلاتین فرمان مجزا برای کنتاکتورهای ستاره و مثلث هستند. در تایمر ستاره مثلث یک وقفه زمانی بین خروجی ها وجود دارد. وقفه ی زمانی جهت اطمینان از خاموش شدن کنتاکتور ستاره و در ادامه سوئیچ کنتاکتور مثلث است. وقفه زمانی در جابجایی مدار ستاره مثلث در برخی از تایمرها ثابت و در برخی قابل تنظیم است. اطلاعات بیشتر در خصوص این تایمر را می توانید در مقاله انواع تایمر ستاره مثلث مطالعه کنید. قابل ذکر است که با توجه به مدل تایمر ستاره مثلث ممکن است فانکشن آن به شکل های مختلفی نمایش داده شود.

تایمر استارت مجدد یا Impulse

تایمر استارت مجدد یا Impulse یا Interval تنها برای تولید یک پالس استفاده شده و از نظر وضعیت پلاتین خروجی در لحظه‌ی شروع به کار در سه مدل استارت با وصل، استارت با قطع و یا انتخابی ساخته می‌شود. تایمرهای استارت مجدد از نظر قابلیت تنظیم زمان تأخیر، زمان پالس، انتخاب حالت‌های کاری، روش کنترل و غیره در مدل‌های متنوعی ساخته شده و معمولا برای راه اندازی مدارها پس از قطع و وصل منبع تغذیه استفاده می شوند.

تصور کنید یک الکتروموتور با مدار کنتاکتوری تک ضرب یا ستاره مثلث باید دائم در حال کار باشد. همانطور که می دانید این مدار با قطع برق خاموش شده و بعد از وصل برق نیاز به استارت مجدد دارد. در صورتی که بخواهیم مدار به صورت خودکار راه اندازی شده و به حضور کسی نیاز نباشد، می‌توانیم از تایمر استارت مجدد استفاده کنیم. رفتار این تایمر دقیقا مانند فشردن شستی استارت برای مدت کوتاه بوده و در اغلب تابلو برق های چاه کشاورزی دیده می شود. این تایمرها برای غیرفعال کردن خروجی دارای کلید یا فرمان‌های خاصی بوده و بسیار منعطف هستند. در تصویر زیر نماد تایمرهای استارت مجدد را مشاهده می کنید. گزینه ی (a) استارت یا پالس با وصل، (b) استارت با قطع و (c) پالس به صورت انتخابی است.

این تایمرها نیز در مدل دو و سه سیمه ساخته می شوند. در تایمرهای دو سیمه با وصل منبع تغذیه خروجی آن‌ها بلافاصله فعال شده و زمان گیری آغاز می‌شود. پس از پایان زمان گیری پلاتین به وضعیت اول برگشته و تا زمانی که منبع تغذیه وصل باشد، هیچ تغییری نخواهد کرد. در نوع سه سیمه منبع تغذیه به صورت دائم وصل بوده و با قطع پلاتین کنترل یک پالس با زمان مشخص صادر می‌شود. در تصویر زیر و گزینه‌ی (a) دیاگرام الکتریکی تایمر استارت مجدد دو سیمه و در گزینه‌ی (b) دیاگرام تایمر سه سیمه و در گزینه‌ی (c) نمودار کاری استارت با وصل یا دو سیمه را مشاهده می‌کنید. همانطور که در نمودار مشاهده می کنید با وصل تغذیه تنها یک پالس در خروجی ظاهر می شود. به منظور استفاده از این تایمر جهت استارت مدارهای کنتاکتوری کافی است که پلاتین باز آن را با شستی استارت موازی کنیم.

تایمر  پالس یا Pulse Former

تایمر پالس یا One Shot یکی از مدل های سه سیمه است. در این تایمر با شرط وصل بودن منبع تغذیه می توان با یک قطع و وصل در پلاتین کنترل زمان سنجی را آغاز کرد. تفاوت این تایمر با تایمر استارت مجدد تداوم در پلاتین کنترل بوده و نماد آن در تصویر زیر نمایش داده شده است.

در تصویر زیر مقایسه‌ی نمودار کاری تایمرهای استارت مجدد و پالس را مشاهده می کنید. گزینه ی (a) نمودار کاری تایمر استارت مجدد، (b) نمودار کاری تایمر پالس بدون قابلیت تمدید زمان و (c) نمودار کاری تایمر پالس با قابلیت تمدید زمان سنجی با قطع و وصل ترمینال کنترل را نمایش می دهد. طبق گزینه‌ی (a) در تایمر استارت مجدد اگر منبع تغذیه یا پلاتین کنترل قبل از اتمام زمان گیری قطع شود، پلاتین خروجی به حالت اول خود بازخواهد گشت اما در تایمر پالس این‌طور نیست. طبق گزینه‌های (b) و (c) در تایمر پالس تفاوتی نمی‌کند که پایه‌ی کنترل تنها یک پالس صادر کرده و یا دائم وصل بماند. این تایمر با دریافت سیگنال فرمان یک پالس با زمان تنظیم شده را در خروجی خود اعمال می‌کند.

انواع تایمر پالس از نظر تمدید زمان سنجی به دو گروه تقسیم می‌شود. در گروه اول و طبق گزینه‌ی (b) در تصویر زیر با صدور فرمان، زمان سنجی آغاز شده و قطع و وصل ترمینال کنترل تا اتمام زمان تغییری در خروجی ایجاد نمی‌کند. در مدل دوم با صدور فرمان، زمان سنجی آغاز شده ولی با قطع و وصل آن زمان تمدید شده و مجدد محاسبه می‌شود. نمودار کاری این نوع تایمر در گزینه‌ی (c) نمایش داده شده است.

تایمر پالس قابل کنترل یا Pulse Generator

این تایمر برای تولید دو پالس با زمان مختلف با خروجی‌های استارت با وصل و استارت با قطع ساخته شده است. تایمر Pulse Generator دارای سه ترمینال شامل دو ترمینال تغذیه و یک ترمینال کنترل می‌باشد. نوع خروجی این تایمر توسط مدار فرمان قابل تغییر بوده و می‌تواند جایگزین دو تایمر با حالت‌های کاری مختلف شود. نماد تایمر پالس قابل کنترل را می‌توانید در تصویر زیر مشاهده کنید.

در تصویر زیر نمودار کاری تایمر پالس قابل کنترل را مشاهده می کنید. طبق گزینه‌ی (a) در صورتی که پلاتین کنترل وصل بوده و سپس تغذیه‌ی تایمر وصل شود، زمان گیری با حالت قطع شروع شده و بعد از سپری شدن زمان اول، پلاتین خروجی تغییر خواهد کرد. بعد از تغییر پلاتین حالت زمان گیری دوم آغاز شده و با پایان آن پلاتین مجدد به حالت اول یا خاموش برمی‌گردد. قابل ذکر است که زمان اول و دوم در تایمر به صورت جداگانه قابل تنظیم هستند.

در صورتی که پلاتین کنترل قطع بوده و تغذیه‌ی تایمر وصل شود، نمودار گزینه‌ی (b) در تصویر ایجاد خواهد شد. در این حالت پلاتین خروجی بلافاصله تغییر کرده و زمان سنجی اول آغاز می‌شود. بعد از پایان زمان اول، پلاتین به حالت اول خاموش برگشته و زمان سنجی دوم آغاز خواهد شد. با پایان زمان سنجی دوم، پلاتین به حالت وصل برگشته و به این صورت باقی می ماند. در نظر داشته باشید برای تغییر حالت‌های این تایمر باید تغذیه قطع و با حالت‌های مختلف ترمینال کنترل مجدد وصل شود.

تایمر تکرار کننده یا Flasher

برای روشن و خاموش کردن مداوم یک وسیله یا بخشی از مدار می‌توان از تایمرهای فلاشر Flasher یا تکرار کننده Repeat Cycle استفاده کرد. این تایمر معمولا به صورت دو سیمه بوده و از نظر وضعیت پلاتین خروجی در لحظه‌ی وصل منبع تغذیه در سه مدل استارت با وصل، استارت با قطع و یا انتخابی ساخته می‌شود. تایمرهای فلاشر از نظر قابلیت تنظیم زمان وصل و زمان قطع در انواع متنوعی ساخته می‌شوند. در مدل‌های معمولی زمان وصل و قطع برابر بوده ولی در مدل‌های پیشرفته‌تر می‌توان زمان وصل و قطع بودن را به صورت جداگانه تنظیم کرد. نماد این تایمر با توجه به حالت‌های کاری ممکن است به شکل‌های مختلف نمایش داده شود. به عنوان مثال در تصویر زیر و گزینه‌ی (a) نماد تایمر فلاشر با شروع وصل، (b) با شروع قطع و (c) به صورت قابل انتخاب را مشاهده می‌کنید.

در تصویر زیر و گزینه‌ی (a) دیاگرام الکتریکی تایمر فلاشر یا تکرار کننده و در گزینه‌ی (b) نمودار کاری استارت با وصل و در گزینه‌ی (c) نمودار کاری استارت با قطع را مشاهده می‌کنید. طبق تصویر تنها تفاوت تایمر استارت با وصل و استارت با قطع، وضعیت پلاتین فرمان در لحظه‌ی وصل منبع تغذیه است. در نمودار (b) با وصل تغذیه پلاتین نیز وصل شده و سپس زمان گیری و قطع و وصل آغاز می‌شود. در نمودار (c) با وصل تغذیه ابتدا زمان گیری شروع شده و بعد از آن پلاتین قطع و وصل می‌شود.

تایمر مولتی رنج

مدل پیشرفته تری از انواع تایمر با عنوان مولتی رنج یا مولتی فانکشن شناخته می شود. این تایمر دارای قسمت های تنظیمی متعددی بوده و ضمن تغییر دامنه زمان سنجی می توان فانکشن آن را نیز انتخاب کرد. تایمرهای مولتی فانکشن در مدل های دیجیتال و آنالوگ ساخته شده و قیمت بالاتری در مقایسه با تایمرهای معمولی دارند. از تایمرهای مولتی رنج در مواردی استفاده می شود که نیاز به تغییرات زیادی بوده و یا تایمر های معمولی در آن محدوده وجود نداشته باشند. به عنوان مثال در یک تایمر مولتی رنج می توان دامنه ی زمان سنجی را از زیر یک ثانیه تا چند ده ساعت تنظیم کرد. در تصویر زیر یک نمونه از تایمرهای مولتی رنج و آنالوگ اشنایدر را مشاهده می کنید.