本文將會介紹多功能延時繼電器的工作原理，以及如何在課堂或實驗室中示範其操作模式。
重點
- 延時可調，從幾秒到24小時以上
- 繼電器具有多種模式，包括常見操作，如接通延遲、斷開延遲、脈衝、單發等
- Phase Dock 訓練器為實驗提供了方便的基礎
- 本文包含嵌入式影片來示範繼電器的工作模式
多功能延時繼電器簡介
延時功能常用於工業控制、HVAC 和住宅系統。一個簡單的例子是運動感應燈。燈號會立即亮起，但會在預設時間過後熄滅。更複雜的例子是高分貝喇叭，它會在機器啟動前鳴響三次。
如今，部分此類功能由可編程邏輯控制器 (PLC) 實現。然而，對於簡單的操作，通常使用離散延時繼電器，例如圖 1 所示的繼電器。事實上，這類裝置非常受歡迎，市面上種類繁多的產品便證明了這一點。截至本文撰寫時，DigiKey 網站上的延時繼電器類別下共有 5205 個產品。
多功能延時繼電器可以執行哪些操作？
本文將重點放在 Selec Controls 的 600XU。這款小型 DIN 導軌安裝式繼電器屬於多功能繼電器。根據產品規格書，此繼電器可透過橘色選擇開關配置為執行以下列出的操作之一：
- 延時接通 (A)
- 間隔 (B)
- 循環等長先斷開 (C)
- 循環等長先接通 (Ci)
- 脈衝輸出，500ms 固定 (D)
- 斷路延時 (E)
- 接通延遲/斷路延遲 (F)
- 斷路後間隔 (H)
- 單次觸發 (I)
- 可重觸發單次觸發 (J)
- 自鎖繼電器 (K)
- 接通延遲並累加 (Ai)
- 間隔並累加 (Bi)
技術提示：當 A1 和 A2「線圈」連接端通電時，即可讀取 600XU 繼電器的模式和選擇開關設定。這是一個非常重要但又不太直觀的注意事項，因為對通電繼電器所做的任何調整都會被忽略。您必須關閉繼電器電源，更改才能生效。
圖 1：安裝在 DIN 導軌上的 Selec 600XU 多功能繼電器圖片。
技術提示：「延時繼電器」是一個統稱，涵蓋了具有多種獨特時間相關功能的繼電器。有些繼電器專為單一功能而設計，而有些繼電器（例如 600XU）則可以配置用於多種不同的操作。
電氣連接
圖 2 顯示了安裝在訓練器上的 600XU 繼電器的實體連接。請注意，它有兩個控制輸入。A1（U 輸入）為繼電器供電，並啟動特定模式下的定時操作。例如，延時開啟操作完全依賴 U 輸入。在此模式下，通電後，繼電器觸點將在使用者選擇的時間（橘色撥盤）過後啟動。另一方面，25（Y 輸入）用於控制需要繼電器保持通電的操作。例如，延時斷開（斷開延遲）操作需要繼電器邏輯電路保持啟動狀態才能執行倒數計時。因此，延時斷開操作是基於 Y1 輸入。
紅色和綠色指示燈連接到繼電器的單刀雙擲 (STDT) 接點。24V 直流電源連接到公共端（紅色指示燈的常閉觸點），綠色指示燈連接到常開觸點。請注意，600XU 繼電器設計靈活。其工作電壓規格為：交流電 20 至 240V (50 / 60Hz) ，直流電 12 至 240V。
圖 2：Selec 600XU 多功能繼電器測試裝置示意圖。
作者感想（經驗）：延時操作可以透過電氣、機械甚至氣動方式來實現。我最初接觸延時繼電器是在一台高功率無線電發射機上，它採用如圖 3 所示 TE Connectivity 的 AGASTAT 繼電器。這些裝置利用隔膜和可控的空氣釋放來實現延時。與本文介紹的 600XU 繼電器不同，AGASTAT 斷電延遲定時器不需要電源來維持其定時邏輯。相反，觸點由氣壓保持。當輕微的氣流嘶嘶聲停止時，繼電器的接點就會釋放。用現代術語來說，AGASTAT 具有保持定時功能。即使斷電，繼電器也能「記住」其定時狀態，而 600XU 在斷電後會重設（忘記）定時。
圖 3：AGASTAT 延時繼電器利用氣壓來實現延時功能。
工作模式演示
600XU 繼電器可編程為 13 種工作模式之一。在結束之前，我們將示範其中幾種工作模式。如圖 1 所示，繼電器正面有三個控制旋鈕：
- 頂部：粗調時間
- 中部：微調時間
- 底部：模式選擇開關
延時開啟：
繼電器將在 A1 (U) 輸入端通電 t 秒後啟動。模式選擇開關設定為 A。所需時間透過粗調和微調旋鈕輸入。影片 1 示範了此操作。請注意，選擇開關連接到 A1 輸入端。
延時開啟功能通常用於順序操作。例如，在鼓風機馬達啟動幾秒鐘後啟動工業加熱器。
影片 1：影片展示了 Selec 600XU 繼電器配置為 3s 延時開啟。
延遲關閉：
繼電器將在 25 (Y1) 輸入釋放後 t 秒關閉。模式選擇開關設定為 E。所需時間透過微調和粗調旋鈕輸入。影片 2 示範了操作過程。請注意，選擇開關保持在開啟位置。繼電器響應由綠色按鈕驅動的 25 (Y1) 輸入。
繼續工業加熱器應用，我們可能需要保持鼓風機運行，以便為加熱器進行冷卻。
影片 2：此影片展示了配置為 3s 延時斷開的 Selec 600XU 繼電器。
脈衝輸出：
在此模式下，繼電器在 AI (U) 輸入通電後 t 秒產生 500ms 的脈衝。此脈衝可用於啟動鎖存器。例如，在鼓風機啟動並達到額定功率運行 5s 後，我們可以使用風帆開關或壓力開關來鎖存用於監控鼓風機性能的控制電路。
影片 3：影片展示了 Selec 600XU 繼電器配置為在通電後 t 秒產生 500 毫秒脈衝。
斷路後間隔模式：
這次我們考慮斷路後間隔模式。這類似於斷路延時（斷路延時）模式，但繼電器在 25 (Y1) 輸入釋放時才啟動。這與斷路延時（斷路延時）模式不同，後者在 25 (Y1) 輸入啟動後立即啟動。操作示範請見影片 4。
繼續我們先前的範例，即監測鼓風機的氣流，600XU 繼電器模式的常開觸點可以釋放先前用於監測氣流的鎖存器。
影片 4：影片展示了 Selec 600XU 在斷路後間隔模式下的運作。
其他：
為了保持文章簡潔，我們將在此結束。您可以自行建立電路並探索其餘 9 種運作模式。
結語
傳統的延時繼電器在工業、HVAC 甚至一些住宅設備中仍然很常見。雖然目前有一種趨勢是用嵌入式微控制器和 PLC 來取代這種功能，但即使這些裝置今天停止生產，傳統設備仍將繼續使用離散延時繼電器。
我們鼓勵您探索本文中介紹的 Selec 600XU 等繼電器的運作原理。從學習的角度來看，了解繼電器的工作原理將有助於您提高 PLC 程式設計能力。
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