延时操作是工业控制系统的基本构建模块。市面上有专用的通电延时（TON）和断电延时（TOFF）继电器。此外还提供多功能继电器，支持通电延时（TON）、断电延时（TOFF）、间隔、脉冲、单次触发、闪烁、自锁及交替等多种工作模式。
在本工程简报中，我们将使用通电延时（TON）继电器实现等效的断电延时（TOFF）功能。尽管通常应直接采购专用的断电延时（TOFF）继电器，但通过构建物理电路并着眼于优化，仍能获得重要的实践经验。该方案同样适用于可编程逻辑控制器（PLC）的梯形图（LL）编程。在此类应用中，通常采用通电延时（TON）结构，以便在事件发生后执行特定任务。在许多方面，通电延时（TON）操作更易于实现，正如正逻辑（高电平有效）比负逻辑（低电平有效）更易于使用一样。我们将使用图 1 所示的 Finder 继电器和定时器来演示其工作原理。
本文是 DigiKey 工业自动化现场指南的一部分
位置：理解它 → 继电器逻辑
难度：
学生 — 难度级别说明
最后更新：2026 年 3 月 9 日
图 1：使用通电延时（TON）定时器复现断电延时（TOFF）功能。定时器模块安装在左侧继电器的插座中。请注意，必须同时使用常闭和常开按钮触点。
选择通电延时（TON）继电器
您能在图 1 中找到延时模块吗？
请记住，工业继电器通常包含多个组件，包括继电器本体、配套插座以及用于抑制继电器断开时产生的反电动势（电感尖峰）的缓冲模块。仔细观察图 1 可发现，两侧的缓冲模块有所不同。右侧模块为传统二极管，而左侧模块为本文所述的定时器。DIP 拨码开关在插座的 A1 和 A2 线圈接线端上方隐约可见。模块顶部还可看到蓝色的时间调节螺丝。
设计准则
有多种不同方法可利用通电延时（TON）定时器实现断电延时（TOFF）功能。图 2 展示了所推荐的解决方案。最重要的设计约束是功耗。理想情况下，系统将在零功耗状态下空闲，所有继电器均断电。额外的电路复杂性相对于功耗而言是次要的。
图 2：使用通电延时（TON）定时器继电器实现关断延时（TOFF）功能的一种可能实现的梯形图逻辑。请注意，两个继电器在空闲状态下均处于关闭状态。
电路操作
图 2 中的电路最好描述为一个具有三个状态的状态机，包括：
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空闲状态，任一继电器均无供电。
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运行激活状态，当操作员按住按钮时。
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倒计时状态，当按钮被释放时。在本示例中，时间延迟设置为 5 秒。
在此电路中，控制继电器（CR1）执行关断延时（TOFF）功能。当按下运行按钮时，它立即激活。在运行按钮释放后 5 秒，它停止激活。
第 1 和第 2 梯级中所示的自锁对电路操作至关重要。请注意，当运行按钮的常开触点闭合时，形成自锁。当通电延时继电器（TON1）的常开触点断开时，自锁被解除。
第 3 梯级中的超时操作在 CR1 自锁且用户释放运行按钮时开始。当 5 秒时间到达后，TON1 激活。这将解除 CR1 的自锁，随后使 CR1 和 TON1 均停止激活，从而使系统返回到空闲（无供电）状态。
结语
本练习提供了对基于继电器的梯形图逻辑设计的初步了解。虽然这是一个良好的学习练习，但在实际应用中，您应选择专用器件，例如图 3 所示的Omron H3CR-H8L AC/DC24 S 定时器。它配有一个大型手动旋钮，可快速设置时间延迟。该继电器还配有八脚插座以便快速更换。
谈到学习，请花时间回答本说明末尾的问题和批判性思考题。
图 3：Omron H3CR-H8L AC/DC24 S 关断延时（TOFF）继电器的图像，该继电器配有八脚插座和用于设置延迟时间的大型手动旋钮。
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问题
以下问题将有助于巩固本文内容。
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描述基于继电器的自锁电路的工作原理。务必描述启动部分和保持部分。
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绘制理想通电延时（TON）和断电延时（TOFF）继电器随时间变化的工作示意图。假设使用按钮来驱动线圈。
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判断正误：可以使用八角插座构建三刀双掷（3PDT）时间延迟继电器。
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判断正误：按钮触点块的功能通常由其颜色或推杆标签的颜色编码表示。
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判断正误：对于工业 24 VDC 电路，蓝色表示正极，带蓝色条纹的白色专用于未接地的回路。
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如果第 2 梯级的导线阻止了 CR1 自锁，请描述图 2 电路的工作情况。
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如果运行按钮损坏导致其常开触点无法断开，请描述图 2 电路的工作情况。
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修改图 2 以适配专用的断电延时（TOFF）继电器。
批判性思维问题
这些批判性思维问题扩展了文章内容，帮助您全面理解材料及其与相关主题的关系。这些问题通常是开放式的，需要研究，并且最适合以论文形式作答。
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图 1 左侧的配电块使用了多少种独特的组件？
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重新设计图 2 所示电路，以消除运行按钮的常闭触点块。
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物理继电器可能具有挑战性，尤其是当您像 PLC 程序员那样思考时。人们常常在忘记现实世界中的继电器需要时间来动作时遇到问题。检查图 2，确定在开启和关闭周期中是否存在竞争条件。提示：考虑通电延时（TON）继电器的工作原理。
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八角插座仍然是大型工业继电器的流行连接方式。一般而言，双刀双掷（DPDT）八角继电器是否可以互换？假设功能上合适，我们能否方便地将常规继电器替换为时间延迟继电器？