Zeitglieder TON und TOF in der SPS
Ein Zeitglied verzögert ein Signal im Programm, so wie ein Zeitrelais seine Kontakte verzögert schaltet. Die beiden wichtigsten heißen TON (Einschaltverzögerung) und TOF (Ausschaltverzögerung). Hier siehst du beide als Kontaktplan (KOP), als Funktionsplan (FUP) und im Zeitdiagramm. Schalte S1 ein und aus und sieh zu, wie die Zeit läuft.
Die Pläne und das Zeitdiagramm brauchen JavaScript. Die Erklärungen unten funktionieren auch ohne.
TON: Q wird 1, wenn IN lange genug 1 ist
Schaltest du S1 ein, beginnt die Zeit zu laufen. ET zeigt, wie viel davon schon abgelaufen ist. Erreicht ET die Vorgabezeit PT, hier 3 Sekunden, wird der Ausgang Q zu 1 und mit ihm Q1. Schaltest du S1 aus, gehen Q und ET sofort zurück auf 0. Schalte S1 einmal vor Ablauf der Zeit wieder aus: Q bleibt 0, und beim nächsten Einschalten beginnt die Zeit von vorn. So arbeitet auch das anzugsverzögerte Zeitrelais.
TOF: Q bleibt nach dem Ausschalten noch eine Weile 1
Schaltest du S1 ein, wird Q sofort 1. Die Zeit läuft erst, wenn S1 wieder aus ist. Q bleibt so lange 1, bis ET die Vorgabezeit PT erreicht, hier 3 Sekunden. Schaltest du S1 wieder ein, bevor die Zeit um ist, bleibt Q 1, und die Zeit beginnt beim nächsten Ausschalten von vorn. So arbeitet auch das abfallverzögerte Zeitrelais, zum Beispiel für einen Lüfter, der nachlaufen soll.
Die Anschlüsse am Baustein
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IN: der Eingang
Hier kommt das Signal an, das verzögert werden soll. Im Beispiel ist es S1. Es kann auch eine Verknüpfung sein, etwa zwei Kontakte in Reihe.
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PT: die Vorgabezeit
Die Zeit, nach der der Baustein schaltet. Sie steht als fester Wert am Baustein, hier geschrieben als T#3s. Wer sie ändern will, ändert das Programm und nicht die Verdrahtung.
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Q: der Ausgang
Das verzögerte Signal. Es kann direkt einen Ausgang wie Q1 schalten oder in einem anderen Netzwerk abgefragt werden, als T1.Q.
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ET: die abgelaufene Zeit
Zeigt, wie weit die Zeit gerade ist. Im Zeitdiagramm siehst du ET als schräge Linie, die bis PT ansteigt.
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T1: der Name des Bausteins
Jedes Zeitglied im Programm bekommt einen eigenen Namen. So kann TON mehrmals im Programm vorkommen, jedes Mal mit eigener Zeit.
Zeitglied und Zeitrelais im Vergleich
Das Eaton Schaltungsbuch beschreibt bei den elektronischen Zeitrelais ETR die Funktion 11 als ansprechverzögert (anzugsverzögert) und die Funktion 12 als rückfallverzögert (abfallverzögert) (Eaton Schaltungsbuch 10/23, S. 2-29). Ihre Zeitdiagramme zeigen dasselbe Verhalten wie TON und TOF.
| Vergleich | SPS | Zeitrelais |
|---|---|---|
| Einschaltverzögerung | TON | anzugsverzögert (Funktion 11) |
| Ausschaltverzögerung | TOF | abfallverzögert (Funktion 12) |
| Zeit einstellen | im Programm als PT | am Gerät |
| Ablauf sehen | ET zeigt ihn | erst am Kontakt |
| Platz im Schrank | keiner, nur Programm | eigenes Gerät |
Beim rückfallverzögerten Zeitrelais liegt die Versorgungsspannung dauernd an A1 und A2. Gesteuert wird es über den Anschluss B1: Liegt dort Potential, schaltet der Wechsler sofort um. Wird B1 getrennt, kehrt er nach der eingestellten Zeit zurück (Eaton Schaltungsbuch 10/23, S. 2-29). Das TOF braucht nur sein Eingangssignal. Die Zeiten der Zeitrelais ETR lassen sich laut Eaton zwischen 0,05 Sekunden und 100 Stunden einstellen (S. 2-28). Wie die beiden Zeitrelais im Stromlaufplan aussehen, zeigt die Seite Zeitrelais.
Wo welches Zeitglied passt
TON nimmst du, wenn etwas erst nach einer Wartezeit passieren soll. Ein bekanntes Beispiel ist die Umschaltung von Stern auf Dreieck. Wie das als Programm aussieht, zeigt die Seite Stern-Dreieck-Anlauf als SPS-Programm.
TOF nimmst du, wenn etwas nach dem Ausschalten noch weiterlaufen soll, zum Beispiel ein Lüfter oder eine Beleuchtung, die nicht sofort ausgehen soll.
Weitere Schaltungen
Zähler und Flanken in der SPS → Steigende und fallende Flanke, Vorwärtszähler CTU mit Sollwert. Selbsthaltung als SPS-Programm → Haltekontakt oder Speicher RS/SR, dazu der drahtbruchsichere Aus-Taster. Stern-Dreieck-Anlauf als SPS-Programm → Netz-, Stern- und Dreieckschütz im Programm, TON statt Zeitrelais. SPS-Grundverknüpfungen zum Ausprobieren → UND, ODER, NICHT als Kontaktplan, Funktionsplan und Stromlaufplan nebeneinander.Was bedeuten TON und TOF?
Die Namen kommen aus dem Englischen. TON steht für ein Zeitglied mit Einschaltverzögerung (on-delay), TOF für eines mit Ausschaltverzögerung (off-delay). Die Bezeichnungen stammen aus der Norm für die Programmiersprachen von Steuerungen, DIN EN 61131-3.
Was passiert, wenn S1 vor Ablauf der Zeit wieder ausgeschaltet wird?
Beim TON bleibt Q 0, und ET springt zurück auf 0. Beim nächsten Einschalten läuft die volle Zeit von vorn. Beim TOF ist es umgekehrt: Kommt S1 wieder, bevor die Nachlaufzeit vorbei ist, bleibt Q einfach 1. Probier beides oben aus.
Was ist der Unterschied zwischen PT und ET?
PT ist die Zeit, die du vorgibst. ET ist die Zeit, die gerade abgelaufen ist. Beim TON wird Q zu 1, sobald ET den Wert PT erreicht.
Warum steht im Zeitdiagramm ET als schräge Linie?
ET wächst gleichmäßig mit der Zeit. Die gestrichelte Linie zeigt PT. Wo die schräge Linie sie erreicht, schaltet das Zeitglied.
Ersetzt das Zeitglied jedes Zeitrelais?
Im Programm übernimmt es die Aufgabe der Zeitverzögerung. Ein Zeitrelais schaltet aber auch ohne SPS, direkt im Steuerstromkreis. Was in einer Anlage sinnvoll ist, entscheidet die Planung.
Zu den Plänen: Kontaktplan und Funktionsplan sind angelehnt an DIN EN 61131-3 und herstellerneutral gezeichnet. In der Software deiner Steuerung sehen Zeichen, Namen und die Schreibweise der Zeit etwas anders aus. Die Seite rechnet zehnmal pro Sekunde, die Zeit ist mit 3 Sekunden kurz gewählt, damit man zusehen kann. Die Funktionen der Zeitrelais stammen aus dem Eaton Schaltungsbuch 10/23, S. 2-28 bis 2-29. Die Seite zeigt Lernbeispiele, keine fertigen Programme.
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Für Lernplattformen wie Moodle, Schul- und Ausbildungsseiten: Dieses SPS-Beispiel läuft dann direkt auf deiner Seite, kostenlos, werbefrei, ohne Tracking.
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Einzige Bitte: den Textlink unter dem Rahmen stehen lassen.