タイマーリレーとは？オンディレイ・オフディレイの違いと仕組みを初心者向けに解説【制御・PLC】

CONTROL & PLC / 制御の基礎

「スイッチを入れてから、5秒後に動かしたい」「停止指令の後も、しばらくファンを回したい」。時間を条件にして機器を動かすときに使うのが、タイマーリレーです。

タイマーリレーは、電源や入力信号をきっかけに時間を計り、設定した動作に従って出力を切り替える機器です。

この記事では、オンディレイ・オフディレイの違い、電源と信号入力の関係、接点の見方、制御盤やPLCで使うときの注意点を解説します。

タイマーリレーとは？

一般的なリレーが入力に応じて接点を切り替えるのに対し、タイマーリレーは計時機能を使って、出力を切り替えるタイミングを制御します。

「タイマ」「タイマー」と表記され、出力方式にはリレー接点式や半導体式などがあります。すべてのタイマーが機械接点を備えているわけではありません。

また、タイマーリレーは主に「何秒後・何分後」という経過時間を扱います。毎日決まった時刻に照明を入れるような「何時何分」の制御は、タイムスイッチなどの役割です。

仕組みを理解するための3つの要素

電源を入れたこと自体を計時開始のきっかけにする製品もあれば、電源を入れたまま、別の信号入力で計時を始める製品もあります。

オンディレイとは？｜設定時間後にON

オンディレイは、入力がONになってから時間を計り、設定時間が経過すると出力がONになる動作です。「限時動作」と表現されることもあります。

設定時間より前に入力がOFFになったら？

一般的な非積算型では、計時途中で入力がOFFになるとリセットされ、出力はONになりません。再び入力がONになると、最初から計り直します。

「2秒ONして、いったんOFF、その後3秒ONすれば合計5秒で動く」とは限りません。時間を足し合わせる積算動作は、別の機能です。

オンディレイの用途例

• 運転開始後、一定時間待って次の工程を許可する。
• センサーの検出が一定時間続いたときに出力する。
• 機器を順番に始動させる制御の一部に使う。

ただし、安全な位置への到達や停止完了を、時間だけで保証することはできません。必要な状態確認は、センサーなどで別に行います。

オフディレイとは？｜設定時間後にOFF

オフディレイは、入力ONで出力がONになり、入力がOFFになってから設定時間が経過すると出力がOFFになる動作です。

まずは、タイマー本体への電源を維持したまま使う「信号オフディレイ」で考えてみましょう。

オフディレイの用途例

• 装置の運転終了後、一定時間だけ換気を続ける。
• 入力信号が切れた後も、表示を一定時間残す。
• 通常停止後の補助機器の動作時間を確保する。

オンディレイとオフディレイを比較

出力ON・OFFは、動作出力の状態を表します。c接点のNC側を使う場合などは、接点の導通状態を別に確認してください。

信号オフディレイと電源オフディレイの違い

「オフディレイ」という名前だけでは、何をOFFにするのかが曖昧です。信号入力を切る方式と、本体電源を切る方式を区別します。

電源オフディレイの電子式タイマーには、内部に蓄えたエネルギーなどを利用して動作する製品があります。正しい動作のため、電源を入れておく最小時間などが指定される場合があります。

信号オフディレイの本体電源を切っても、電源オフディレイと同じ動作になるとは限りません。必ず製品のタイミングチャートを確認します。

電源オンディレイと信号オンディレイ

オンディレイにも、計時開始のきっかけが異なる方式があります。

• 電源オンディレイ：タイマー本体へ電源を入れると、計時を始める。
• 信号オンディレイ：本体電源を入れた状態で、スタート信号を入れると計時を始める。

一般リレーと同じように、電源端子だけで動作を指示するタイマーもあります。一方、信号入力式には、電源端子とは別の入力端子が必要です。

入力方式も、無電圧接点入力や電圧入力などで異なります。入力端子へ加えてよい電圧や、接続できる信号を確認します。

タイマーのa接点・b接点はどう動く？

リレー出力のタイマーでは、動作モードに応じて接点が切り替わります。

オンディレイの限時接点

一般的なオンディレイの限時a接点は、計時開始直後は開いたままで、設定時間が経過すると閉じます。限時b接点は、設定時間が経過すると開きます。

オフディレイの限時接点

基本的なオフディレイでは、a接点側は入力ONで閉じ、入力OFF後も設定時間だけ閉じた状態を保ち、その後に開きます。b接点側は逆の導通状態になります。

瞬時接点は、時間設定とは別に動く

製品によっては、限時接点に加えて、所定の入力に応じて遅延なしで動く瞬時接点があります。限時接点のつもりで瞬時接点を使うと、時間設定どおりの制御になりません。

タイマーだけで自己保持はできる？

一般的な非積算型オンディレイは、計時の開始条件を設定時間まで維持する必要があります。始動ボタンを一瞬押しただけでは、途中でリセットされる場合があります。

ボタンから手を離しても計時を続けたいなら、自己保持回路で運転指令を維持する、入力を記憶する機能を使うなど、目的に合った構成が必要です。

「入力後に遅れて動く」ことと、「入力を記憶する」ことは別の機能として考えましょう。

PLCのタイマーとの違い

PLCでは、プログラム上のタイマー命令で時間条件をつくれます。ハードウェアのタイマーリレーと考え方は共通ですが、計時結果をビットなどとして扱う点が異なります。

一般的なオンディレイ命令では、実行条件が成立してから設定時間を計り、完了ビットをONにします。積算型、オフディレイ命令、保持設定などの仕様はPLCによって異なります。

PLCの電源が切れたときは、通常のプログラム実行も止まります。オフディレイのロジックを組んだだけで、PLC停電後も同じ動作が続くわけではありません。

また、スキャン時間やタイマの時間単位による誤差もあります。必要な時間精度に合った機器・命令を選びます。

選定と設定で確認するポイント

ダイヤルが「5」を指していても、レンジが秒なら5秒、分なら5分など、設定単位で意味が変わります。レンジと目盛の関係は製品の説明書で確認してください。

また、計時中に入力が再びONになった場合の動作は、製品やモードによって異なります。再始動・リセット・継続のどれになるかを確認します。

設定どおり動かないときの確認順序

1. モード：目的のオンディレイ・オフディレイに設定されているか。
2. 時間：時間単位、レンジ、設定値が合っているか。
3. 電源と入力：必要な電源が維持され、正しい信号が入っているか。
4. 出力端子：限時接点・瞬時接点、NO・NC・COMを取り違えていないか。
5. 負荷回路：接点が切り替わっても、負荷側の電源や経路が成立しているか。

通電中のモード変更や時間レンジ変更を認めない製品もあります。設定変更は、設備を安全な状態にし、取扱説明書の手順に従って行います。

まとめ