Wat is een tijdrelais?
Een tijdrelais (ook timerrelais) is een relais met een ingebouwde, instelbare tijdfunctie dat zijn uitgangscontacten pas na een vooraf ingestelde vertraging laat schakelen, of juist een ingestelde tijd laat aanhouden, nadat een stuursignaal verschijnt of wegvalt. Daarmee legt u tijdsafhankelijk gedrag vast zonder programmeerbare besturing: een motor die eerst in ster aanloopt, een ventilator die nog even nadraait of een alarm dat pas komt als een storing langer aanhoudt. Tijdrelais zitten in vrijwel elke besturingskast en elk MCC, van pompgemalen tot verpakkingslijnen in industriële processen.
Ook in installaties die door een PLC worden aangestuurd blijft het losse tijdrelais populair. Het werkt zonder software, is in één oogopslag te controleren en blijft functioneren als de besturing uitvalt. Wie OT-installaties onderhoudt of moderniseert, komt het daarom dagelijks tegen.
🧠 Hoe werkt een tijdrelais?
Een tijdrelais bestaat uit vier functionele delen:
- Voeding en stuuringang - veel modellen hebben een universele voeding, bijvoorbeeld 24–240 V AC/DC. Sommige starten de tijd zodra de voeding verschijnt, andere via een aparte stuuringang (vaak aangeduid met B1) terwijl de voeding blijft staan.
- Tijdschakeling - vroeger een pneumatische of motorische vertraging, tegenwoordig vrijwel altijd elektronisch, met een microcontroller en een kwarts- of RC-oscillator. Met een draaiknop of display kiest u bereik en waarde.
- Uitgangscontacten - meestal één of twee wisselcontacten (CO) die een magneetschakelaar, lamp of PLC-ingang aansturen.
- Statusindicatie - LED’s voor voeding en aflopende tijd, zodat een monteur ziet of het relais telt.
Elektronische tijdrelais op DIN-rail zijn doorgaans 17,5 tot 22,5 mm breed. Multifunctionele uitvoeringen combineren tien of meer functies en tijdbereiken van fracties van een seconde tot honderden uren in één apparaat. Zo dekt de ABB CT-serie bijvoorbeeld 0,05 s tot 300 uur.
🔁 Welke tijdfuncties zijn er?
De namen en lettercodes verschillen per fabrikant: Schneider gebruikt bijvoorbeeld A, Ac, B en H, andere merken eigen afkortingen. Vergelijk daarom altijd het tijddiagram in de datasheet in plaats van alleen de letter. In PLC-programmering gebruiken de standaard functieblokken uit IEC 61131 de namen TON, TOF en TP.
| Functie | Gangbare aanduiding | Gedrag van het contact | Typisch gebruik |
|---|---|---|---|
| Opkomvertraging | On-delay, TON | Schakelt pas na tijd t nadat het stuursignaal verschijnt; valt direct af bij wegvallen | Alarmvertraging, startvolgorde |
| Afvalvertraging | Off-delay, TOF | Schakelt direct in, blijft na wegvallen van het signaal nog tijd t aan | Nalooptijd ventilator of pomp |
| Impuls (interval) | Pulse, TP | Geeft bij een flank een puls van vaste lengte; verdere wijzigingen tijdens de puls tellen niet | Smeerpuls, korte klepbediening |
| Knipperen (cyclisch) | Flasher, recycler | Wisselt continu tussen aan- en uittijd, soms apart instelbaar | Signaallamp, periodiek spoelen |
| Ster-driehoek | Star-delta | Twee uitgangen: stercontact na tijd t uit, na pauze van ca. 50 ms driehoekcontact in | Ster-driehoekstart |
Let op het verschil tussen afvalvertraging met en zonder hulpspanning. Bij de gewone variant moet de voeding blijven staan en schakelt u via de stuuringang. Een echte “true off-delay” telt ook door als de voeding volledig wegvalt, dankzij een interne condensator.
🏭 Waar worden tijdrelais gebruikt?
| Toepassing | Functie | Typische instelling |
|---|---|---|
| Ster-driehoekstart van een draaistroommotor | Star-delta-timer | Sterduur 6–10 s, omschakelpauze ca. 50 ms |
| Nalooptijd ventilator in HVAC of afzuiging | Afvalvertraging | 1–10 minuten |
| Vertraagd storingsalarm (niveau, druk, flow) | Opkomvertraging | 2–30 s om korte pieken te negeren |
| Gespreide herstart van motoren na netuitval | Opkomvertraging per motor | Enkele seconden verschil per groep |
| Periodiek spoelen van een filter | Knipperfunctie | Bijvoorbeeld 30 s aan, 4 uur uit |
| Trappenhuis- of halverlichting in gebouwautomatisering | Impuls of afvalvertraging | 1–5 minuten |
De gespreide herstart verdient aandacht: als na een netstoring alle pompen tegelijk aanlopen, telt de inschakelstroom van iedere direct gestarte motor op en kan de hoofdbeveiliging opnieuw uitschakelen. Een paar tijdrelais met oplopende vertraging lossen dat goedkoop op.
🔐 Mag u een tijdrelais gebruiken voor veiligheidsfuncties?
Nee, niet zonder meer. Een standaard tijdrelais heeft geen bewaakte contacten en geen tweekanaals opbouw en is niet gecertificeerd volgens ISO 13849-1 of IEC 62061. Een vertraagde uitschakeling bij een noodstop moet daarom met een gecertificeerd component worden uitgevoerd.
- Stopcategorie 1 - IEC 60204-1 beschrijft gecontroleerd afremmen met energie, waarna de energie wordt weggenomen. Voor een noodstop in categorie 1 gebruikt u een veiligheidsrelais met vertraagd afvallende contacten of een safety-PLC, niet een gewoon tijdrelais.
- Stilstandsbewaking - een vaste tijd gaat ervan uit dat de machine binnen die tijd stilstaat. Is dat onzeker, dan hoort bewaking van de stilstand in de veiligheidsfunctie thuis.
- Risicobeoordeling - welke oplossing past, volgt uit de risicobeoordeling onder de Machinerichtlijn en, vanaf 20 januari 2027, de Machineverordening.
🔧 Hoe kiest en stelt u een tijdrelais in?
Bij selectie en inbedrijfname loopt u deze stappen door:
- Bepaal de functie - opkom, afval, impuls, knipperen of ster-driehoek. Een multifunctioneel relais verkleint de reservedelenvoorraad.
- Kies het tijdbereik - kies een bereik waarin de gewenste tijd ruim binnen de schaal valt; aan het uiterste begin van een schaal is de instelling het minst nauwkeurig.
- Controleer voeding en stuurspanning - 24 V DC uit de stuurstroomvoeding of 230 V AC; universele voedingen vereenvoudigen de keuze.
- Dimensioneer de contacten - controleer de schakelcapaciteit bij inductieve last (AC-15 en DC-13) volgens IEC 60947-5-1, zeker als het relais direct een spoel van een contactor schakelt.
- Leg het resetgedrag vast - bepaal wat er gebeurt bij spanningsonderbreking: begint de tijd opnieuw of niet?
- Documenteer de ingestelde waarde - noteer tijd en bereik in het schema en plaats eventueel een verzegelkap, zodat niemand ongemerkt de draaiknop verdraait.
- Test bij inbedrijfname - meet de werkelijke tijd met een stopwatch of meetinstrument en vergelijk die met de ontwerpwaarde.
De productnorm voor tijdrelais is IEC 61812-1 (in Europa EN 61812-1). De derde editie verscheen in juni 2023 en verving de editie uit 2011; de titel luidt sindsdien Time relays and coupling relays for industrial and residential use, want ook koppelrelais vallen nu onder de norm. De norm definieert onder meer de instelnauwkeurigheid (verschil tussen gemeten tijd en de waarde op de schaal) en de herhaalnauwkeurigheid, de twee kengetallen waarop u tijdrelais in datasheets vergelijkt. Nieuw zijn verder eisen voor risicobeoordeling, routinetests en milieubewust ontwerp en, opvallend voor de OT-convergentie, eisen voor cybersecurity bij toepassing in industriële automatiserings- en besturingssystemen. Dat raakt aan IEC 62443, omdat moderne multifunctionele tijdrelais steeds vaker via NFC of een app worden ingesteld.
🔄 Tijdrelais, PLC of frequentieregelaar?
| Oplossing | Voordelen | Nadelen | Wanneer kiezen? |
|---|---|---|---|
| Tijdrelais | Eenvoudig, zonder software, direct zichtbaar, werkt los van de PLC | Beperkte logica, instelling aan de kast | Eén of enkele vaste tijden, onafhankelijke functies |
| PLC-timer | Flexibel, centraal aanpasbaar, logging mogelijk | Afhankelijk van PLC-programma en -beschikbaarheid | Complexe volgorde of veel timers |
| Logicamodule | Tussenvorm met tijd- en tellerfuncties | Nog steeds software en configuratiebeheer | Kleine besturingen met enkele samenhangende functies |
| Softstarter | Traploos aanlopen, ingebouwde aanlooptijd | Duurder dan ster-driehoek | Pompen met risico op waterslag, lagere netbelasting |
| Frequentieregelaar | Toerenregeling met eigen hellingtijden en timers | Hoogste kosten, harmonischen | Variabel toerental vereist |
Siemens introduceerde LOGO! in 1996 juist als vervanger van losse relais, tijdrelais en tellers. Toch kiezen veel ontwerpers voor kritieke onderdelen bewust een hardware-tijdrelais: het blijft werken als een PLC stopt of wordt geherprogrammeerd. In ladderlogica is de TON-timer bovendien letterlijk de software-opvolger van het tijdrelais in het stroomkringschema.
❓ Veelgestelde vragen
Wat is het verschil tussen opkomvertraging en afvalvertraging?
Bij opkomvertraging schakelt het contact van een tijdrelais pas na de ingestelde tijd in nadat het stuursignaal verschijnt. Bij afvalvertraging schakelt het contact direct in en blijft het na het wegvallen van het signaal nog de ingestelde tijd aan. Opkomvertraging gebruikt u voor alarmvertraging, afvalvertraging voor nalooptijden.
Welke norm geldt voor een tijdrelais?
De productnorm voor tijdrelais is IEC 61812-1, in Europa overgenomen als EN 61812-1. De huidige derde editie is van juni 2023 en bevat onder meer eisen voor risicobeoordeling, routinetests en cybersecurity. Voor de schakelcapaciteit van stuurcontacten wordt daarnaast vaak naar IEC 60947-5-1 verwezen.
Waarom zit er een pauze van 50 ms in een ster-driehoek-tijdrelais?
Een ster-driehoek-tijdrelais laat eerst de stercontactor afvallen en schakelt pas na circa 50 milliseconden de driehoekcontactor in. In die pauze dooft de lichtboog in de stercontactor, zodat er geen kortsluiting tussen de fasen ontstaat. Bij de meeste uitvoeringen, zoals de ABB CT-SDS, ligt die pauze vast op 50 ms en stelt u alleen de sterduur in; enkele modellen hebben een instelbare omschakeltijd.
Kan een PLC een tijdrelais vervangen?
Een PLC kan elke tijdrelaisfunctie overnemen met de IEC 61131-3-functieblokken TON, TOF en TP. Dat is flexibel bij complexe volgordes, maar maakt de functie afhankelijk van het PLC-programma. Voor eenvoudige of onafhankelijke functies blijft een hardware-tijdrelais daarom vaak de robuustere keuze.
Wat is een true off-delay-tijdrelais?
Een true off-delay-tijdrelais telt de afvalvertraging af zonder hulpspanning, dus ook als de voeding volledig wegvalt. De energie daarvoor komt uit een interne condensator. Een gewoon afvalvertraagd tijdrelais heeft daarentegen een blijvende voeding nodig en start de tijd via een aparte stuuringang.
Is een tijdrelais geschikt voor een noodstop?
Een standaard tijdrelais is niet geschikt voor een noodstop of andere veiligheidsfunctie, omdat het niet volgens ISO 13849-1 of IEC 62061 is opgebouwd en gecertificeerd. Voor een vertraagde noodstop in stopcategorie 1 gebruikt u een veiligheidsrelais met vertraagde contacten of een safety-PLC. De keuze volgt uit de risicobeoordeling van de machine.
📌 Samengevat
Een tijdrelais is een relais met een instelbare vertraging dat tijdsafhankelijke schakelfuncties realiseert zonder software, van ster-driehoekstarts tot nalooptijden en alarmvertraging. Kies de juiste functie (opkom, afval, impuls, knipperen of ster-driehoek), een passend tijdbereik en contacten die de last aankunnen, en documenteer de instelling. IEC 61812-1:2023 is de productnorm; voor veiligheidsfuncties hoort een gecertificeerd veiligheidsrelais of safety-PLC, en voor complexe logica een PLC.