Nút dừng khẩn cấp là một thiết bị điều khiển có chức năng khóa, có tác dụng dừng máy khi có người nhấn vào và máy sẽ tiếp tục ở trạng thái dừng cho đến khi có người chủ động đặt lại. Hai đặc tính sau đây khiến nó khác biệt so với mọi nút bấm khác trên bảng điều khiển: nó khóa ở vị trí đã được kích hoạt, và tiếp điểm của nó được mở bằng tác động cơ học trực tiếp chứ không chỉ nhờ lực lò xo.
Cả hai điều này đều là các yêu cầu bắt buộc, chứ không phải là sự lựa chọn trong thiết kế. Chúng được quy định trong tiêu chuẩn IEC 60947-5-5 đối với thiết bị và trong tiêu chuẩn ISO 13850 đối với chức năng; và một nút bấm hình nấm màu đỏ trên bộ truyền động hồi vị bằng lò xo sẽ không đáp ứng được cả hai yêu cầu này. Nó trông giống như một nút dừng khẩn cấp, được dán nhãn như vậy, nhưng trong trường hợp khẩn cấp thực sự, nó sẽ không thể thực hiện được chức năng đó.
Điều gì làm cho nút nhấn dừng khẩn cấp trở nên khác biệt?
| Yêu cầu | Điều đó có nghĩa là gì trong thực tế | Thay vào đó, nút thông thường sẽ thực hiện chức năng gì |
|---|---|---|
| Cơ chế khóa | Các trạng thái duy trì cho đến khi được giải phóng một cách có chủ đích | Sẽ trở lại ngay sau khi được phát hành |
| Mở đầu tích cực | Điểm tiếp xúc NC bị cơ chế này ép tách ra, chứ không phải do lò xo | Hoạt động dựa trên áp lực lò xo, có thể gây dính hoặc kẹt |
| Phiên bản được xác định | Xoay, kéo hoặc nhấn nút giải phóng — một hành động có chủ ý | Không cần thao tác nhả; lò xo sẽ tự động thực hiện |
| Bộ truyền động nấm | Mục tiêu lớn, có thể điều khiển bằng lòng bàn tay hoặc nắm đấm | Đầu phẳng hoặc đầu cao, điều khiển bằng ngón tay |
| Bộ truyền động màu đỏ | Có thể nhận ra ngay từ xa, ngay cả khi nhìn từ phía bên kia tế bào | Bất kỳ màu nào, được chọn dựa trên tính năng |
Đối với nút nhấn dừng khẩn cấp, yêu cầu về cơ chế khóa thường bị bỏ qua. Một nút nhấn có lò xo hồi vị với đầu hình nấm màu đỏ sẽ trở về vị trí nghỉ ngay khi người vận hành buông tay, điều này có nghĩa là máy có thể khởi động lại trong khi người đó vẫn đang thò tay vào bên trong. Cơ chế khóa chính là yếu tố giúp duy trì trạng thái dừng.
Yêu cầu về cơ chế mở tích cực tinh tế hơn và trở nên quan trọng hơn theo thời gian. Một tiếp điểm NC thông thường mở ra nhờ lò xo kéo nó ra. Nếu các tiếp điểm bị dính chặt vào nhau — điều này thường xảy ra khi có dòng điện sự cố hoặc sau nhiều lần hoạt động — lò xo sẽ không thể tách chúng ra, và người dùng sẽ cảm thấy nút bấm đã hoạt động trong khi mạch điện vẫn đóng. Cơ chế đóng mở chắc chắn sử dụng bộ truyền động để tách các tiếp điểm ra một cách cơ học, do đó, một tiếp điểm bị dính chặt sẽ bị tách ra thay vì vẫn giữ nguyên trạng thái đóng.
Các loại tín hiệu phát ra từ nút dừng khẩn cấp
Cơ chế giải phóng là cách thiết bị được đặt lại sau khi bị va chạm, và việc lựa chọn phụ thuộc vào người thực hiện việc đặt lại cũng như thao tác nào cần được thực hiện trước.
| Loại bản phát hành | Cách thức hoạt động | Được sử dụng ở đâu |
|---|---|---|
| Cơ chế mở bằng cách xoay | Xoay đầu để mở chốt | Cài đặt mặc định trên bảng điều khiển máy; đơn giản và nhanh chóng |
| Cơ chế nhả bằng cách kéo | Kéo đầu ra phía ngoài | Trong trường hợp phần xoắn bị lệch hoặc nút bị lõm vào trong |
| Bản phát hành chính | Chỉ người giữ chìa khóa mới có thể thiết lập lại | Trong trường hợp việc khởi động lại phải là một quyết định được giám sát |
| Được che phủ hoặc được bảo vệ | Một vòng cổ bổ sung quanh đầu | Trong trường hợp có khả năng xảy ra thao tác vô tình, hoặc khi nút bấm nằm ở vị trí hở |
Việc nhả thiết bị không đồng nghĩa với việc khởi động lại máy, và đây là điểm khác biệt mà các tiêu chuẩn đã nêu rõ. Việc nhả nút dừng khẩn cấp sẽ hủy bỏ lệnh dừng; hành động này, xét riêng lẻ, không được phép khiến máy khởi động lại. Việc khởi động lại cần một hành động riêng biệt và có chủ đích — nút khởi động, nút đặt lại trên bộ điều khiển hoặc một chuỗi thao tác có chủ đích. Các bảng điều khiển tự động khởi động lại khi nhả nút đang dựa vào phản xạ của người vận hành thay vì hệ thống điều khiển.
Mở đầu tích cực và yếu tố đằng sau nó
Không phải mọi tiếp điểm NC nào cũng có cơ chế đóng mở trực tiếp, và sự khác biệt này không thể nhận thấy từ mặt trước của bảng điều khiển. Tiếp điểm có cơ chế đóng mở trực tiếp được thiết kế sao cho bộ truyền động đẩy tiếp điểm di động ra xa tiếp điểm cố định theo một quỹ đạo cứng. Thông số kỹ thuật sẽ ghi rõ điều này, và ký hiệu trên thiết bị thường có một dấu nhỏ biểu thị cơ chế đóng mở trực tiếp.
Điều này rất quan trọng khi nút dừng khẩn cấp được nối vào mạch cuộn dây tiếp điểm. Trong cách bố trí đó, tiếp điểm NC dẫn dòng điện cho cuộn dây — dù dòng điện này nhỏ — nhưng tiếp điểm vẫn có thể bị hàn dính nếu mạch cuộn dây gặp sự cố, hoặc nếu tiếp điểm đã ở trạng thái đóng trong thời gian dài và có một lớp màng mỏng bám trên bề mặt. Một tiếp điểm dừng khẩn cấp bị dính chặt là một sự cố âm thầm: máy vẫn tiếp tục chạy, nút bấm được nhấn, nhưng không có phản ứng gì xảy ra.
Nút nhấn dừng khẩn cấp hai kênh, với hai tiếp điểm NC đều có tính chất mở tích cực, là cấu hình được sử dụng trong những trường hợp mà đánh giá rủi ro yêu cầu mức hiệu suất cao hơn. Hai kênh này được giám sát bởi một rơle an toàn, thiết bị này phát hiện sự không khớp giữa chúng — chẳng hạn như tiếp điểm bị hàn dính ở một kênh, dây bị đứt ở kênh kia — và từ chối cho phép khởi động lại.
Lắp đặt mạch dừng khẩn cấp
Có ba cách bố trí chiếm phần lớn các hệ thống lắp đặt, và chúng không thể thay thế lẫn nhau.
Một kênh, nối tiếp với cuộn dây. Trên nút nhấn dừng khẩn cấp, tiếp điểm NC được nối tiếp với cuộn dây công tắc tơ, và một hoặc nhiều nút dừng khẩn cấp được nối tiếp với nhau. Cách làm này đơn giản và phù hợp với các loại máy móc có mức độ rủi ro thấp. Nhược điểm là không thể phát hiện được tình trạng tiếp điểm bị hàn dính hoặc chập mạch trên tiếp điểm cho đến khi nút được nhấn.
Kết nối hai kênh vào một rơle an toàn. Hai tiếp điểm NC được nối với hai đầu vào của một rơle an toàn, có chức năng giám sát cả hai. Đây là cách bố trí thông thường đối với các máy móc phải đạt mức hiệu suất cao hơn so với hạng cơ bản nhất. Cách bố trí này chỉ tốn thêm một rơle và một lõi, nhưng lại giúp phát hiện các chế độ hỏng hóc mà mạch một kênh không thể phát hiện được.
Dừng khẩn cấp dưới dạng tín hiệu đầu vào từ bộ điều khiển. Tiếp điểm này cấp tín hiệu vào đầu vào an toàn trên bộ truyền động hoặc PLC an toàn, thay vì vào công tắc tơ. Điều này thường thấy trên các máy móc sử dụng bộ truyền động điện tử; nguyên lý hoạt động là giống nhau, nhưng đầu vào này phải là đầu vào đạt tiêu chuẩn an toàn, chứ không phải là đầu vào kỹ thuật số tiêu chuẩn.
Trong cả ba trường hợp này, các tiếp điểm đều được nối tiếp dọc theo vòng lặp thay vì nối song song. Việc nối song song các nút dừng khẩn cấp có nghĩa là việc kích hoạt một nút sẽ không làm máy dừng lại nếu nút khác bị bỏ qua, còn việc nối tiếp chính là yếu tố giúp mọi thiết bị trong chuỗi đều có thể làm máy dừng lại.
Nên lắp đặt nút nhấn dừng khẩn cấp ở đâu
Một nút nhấn dừng khẩn cấp mà người vận hành không thể với tới thì không được coi là nút dừng khẩn cấp. Vị trí lắp đặt được xác định dựa trên cách vận hành máy chứ không phải dựa trên bố cục của bảng điều khiển.
- Tại mỗi vị trí nhân viên vận hành — nằm trong tầm với của người vận hành máy, mà không cần phải đi vòng quanh máy.
- Tại mọi vị trí mà một người bước vào vùng nguy hiểm của máy móc — để người nào đó với tay vào có thể ngăn chặn nó lại trước khi chuyển động đó chạm đến họ.
- Có thể quan sát được từ vị trí điều khiển — không bị che khuất bởi cánh cửa, người gác cổng hay đống tài liệu.
- Không nằm trong khu vực được bảo vệ trừ khi cũng có một cái ở bên ngoài. Một nút dừng mà chỉ có thể chạm tới sau khi đã bước vào khu vực nguy hiểm thì chẳng có tác dụng gì cả.
Chiều cao và hướng đặt không quan trọng bằng tầm với và tầm nhìn, nhưng việc lắp đặt nút bấm ở độ cao ngang đầu gối trên một máy có tấm chắn thấp là một sai lầm phổ biến và hoàn toàn có thể tránh được.
Những điều mà nút dừng khẩn cấp không thể làm được
Chức năng dừng khẩn cấp là một biện pháp bảo vệ bổ sung. Chức năng này không thể thay thế cho các thiết bị bảo vệ, cửa có cơ chế liên động hay việc đánh giá rủi ro đúng đắn; và việc coi nó như một giải pháp thay thế chính là sai lầm về mặt khái niệm phổ biến nhất trên bảng điều khiển máy móc.
Thiết bị này chỉ dừng máy; nó không ngăn chặn việc tiếp cận nguồn nguy hiểm, và cũng không bảo vệ khỏi những nguy hiểm xuất hiện nhanh hơn khả năng phản ứng của con người. Các bộ phận bảo vệ và cơ chế khóa liên động mới là những yếu tố ngăn chặn việc tiếp cận; nút dừng khẩn cấp chỉ là giải pháp dự phòng dành cho những trường hợp không ai lường trước được. Một chiếc máy chỉ dựa vào nút dừng khẩn cấp làm biện pháp bảo vệ chính thì thực chất không có biện pháp bảo vệ chính nào cả.
Hai sai lầm liên quan đến nhau xuất phát từ cùng một sự nhầm lẫn. Sai lầm thứ nhất là sử dụng nút dừng khẩn cấp như một nút dừng thông thường, điều này làm hao mòn cơ chế và khiến người vận hành có thói quen sử dụng nó một cách tùy tiện. Sai lầm thứ hai là nối dây nút dừng khẩn cấp theo chuỗi với mạch khởi động theo cách khiến người vận hành không thể phân biệt được, tại bảng điều khiển, liệu nút dừng đã được kích hoạt hay chỉ đơn giản là một sợi dây bị lỏng.
Những sai lầm thường gặp khi sử dụng nút nhấn dừng khẩn cấp
- Lắp nút bấm hình nấm có cơ chế tự trở về vị trí ban đầu nhờ lò xo. Nó không khóa được, do đó không thể giữ được vị trí dừng, và vì thế hoàn toàn không đáp ứng được tiêu chuẩn kỹ thuật của thiết bị.
- Sử dụng khối không có lỗ hở dương. Tiếp điểm này có thể trông giống như một tiếp điểm NC và hoạt động bình thường trong nhiều năm, cho đến ngày nó bị dính chặt lại.
- Khởi động lại khi phát hành. Việc nhả nút không được làm máy khởi động; việc khởi động lại phải là một hành động riêng biệt và có chủ ý.
- Kết nối song song thay vì nối tiếp. Mỗi thiết bị trong vòng lặp phải có khả năng tự ngắt kết nối khỏi vòng lặp đó.
- Chỉ có một kênh trên một máy mà cần hai kênh. Điều này phụ thuộc vào kết quả đánh giá rủi ro, chứ không phải danh mục sản phẩm của nhà sản xuất bảng điều khiển.
Câu hỏi thường gặp
Sự khác biệt giữa nút dừng khẩn cấp và nút dừng thông thường là gì?
Nút dừng khẩn cấp sẽ khóa ở vị trí kích hoạt và có các tiếp điểm mở chắc chắn; trong khi đó, nút dừng thông thường chỉ hoạt động tạm thời và trở về vị trí ban đầu khi được nhả ra. Nút dừng khẩn cấp dùng để đối phó với các tình huống nguy hiểm bất ngờ, còn nút dừng thông thường dùng để dừng máy trong các trường hợp thông thường.
Nút dừng khẩn cấp có bắt buộc phải có chốt khóa không?
Đúng vậy. Tiêu chuẩn IEC 60947-5-5 quy định thiết bị phải duy trì ở vị trí kích hoạt cho đến khi thực hiện thao tác giải phóng có chủ đích. Nút bấm tự trở về vị trí ban đầu nhờ lò xo không đáp ứng yêu cầu này.
Mở cửa tích cực là gì?
Một cơ cấu tiếp điểm trong đó bộ truyền động dùng lực cơ học để tách các tiếp điểm NC ra khỏi nhau, thay vì dựa vào lò xo. Cơ cấu này đảm bảo mạch điện sẽ ngắt ngay cả khi các tiếp điểm bị dính chặt vào nhau.
Tôi có thể sử dụng nút nhấn hình nấm tiêu chuẩn 22 mm làm nút nhấn dừng khẩn cấp được không?
Chỉ khi đó là thiết bị khóa có các tiếp điểm mở chắc chắn và được ghi rõ là thiết bị dừng khẩn cấp. Tuy nhiên, nút bấm hình nấm có cơ chế trở về vị trí ban đầu bằng lò xo không phải là thiết bị đó, dù trông có giống đến đâu.
Khi tôi nhả nút dừng khẩn cấp, máy có nên khởi động lại không?
Không. Việc thả ra sẽ hủy bỏ lệnh dừng; việc khởi động lại đòi hỏi một hành động có chủ đích riêng biệt. Tính năng tự động khởi động lại khi thả ra là một mối nguy hiểm, chứ không phải là sự tiện lợi.
Có thể nối tiếp bao nhiêu công tắc dừng khẩn cấp?
Tiêu chuẩn thiết bị không quy định giới hạn cụ thể nào, nhưng mỗi thiết bị bổ sung sẽ làm tăng điện trở và tạo thêm một điểm có thể xảy ra sự cố, đồng thời các vòng lặp nối tiếp dài sẽ trở nên khó chẩn đoán. Hãy giữ cho vòng lặp ngắn và sử dụng rơle an toàn khi hệ thống trở nên phức tạp hơn.
Tôi có cần một rơle an toàn cho chức năng dừng khẩn cấp không?
Không phải lúc nào cũng vậy. Đối với máy móc có mức độ rủi ro thấp, việc sử dụng mạch một kênh nối vào cuộn dây công tắc tơ là chấp nhận được. Trong trường hợp đánh giá rủi ro yêu cầu mức hiệu suất cao hơn, cần phải sử dụng thiết bị hai kênh được giám sát bởi rơle an toàn.
Nút dừng khẩn cấp nên có màu gì?
Bộ truyền động màu đỏ, thường được đặt trên nền màu vàng, để có thể nhận biết được từ xa. Chỉ riêng màu sắc thôi chưa đủ để xác định đây là nút dừng khẩn cấp; chính cơ chế khóa và cơ chế mở chắc chắn mới là yếu tố quyết định điều đó.
Chọn đúng thiết bị và mạch điện
Việc lựa chọn nút nhấn dừng khẩn cấp và thiết kế mạch là hai quyết định riêng biệt. Nút nhấn phải có chức năng khóa và mở một cách chắc chắn; mạch phải được bố trí sao cho mọi thiết bị đều có thể dừng máy, đồng thời việc nhả nút không làm khởi động lại bất kỳ thiết bị nào. Việc sử dụng nút bấm đúng tiêu chuẩn trong mạch đơn kênh trên một máy móc cần mạch kép vẫn là một thiếu sót, và mạch kép có nút bấm tạm thời ở cuối cũng vậy.
Các bộ điều khiển khóa và các khối tiếp điểm tương ứng được liệt kê trong Trang về công tắc nhấn và đèn báo, và cách đánh số đầu cuối cho các khối được quy định trong hướng dẫn sơ đồ chân cắm. Nếu bạn cần phân biệt hành vi của NC với NO trước khi nối dây, Công tắc nút nhấn NO so với NC quy định logic liên lạc, và Hướng dẫn sử dụng công tắc nhấn tạm thời giải thích lý do tại sao bộ điều khiển tạm thời không thể đóng vai trò là thiết bị dừng khẩn cấp.
Hãy cho chúng tôi biết loại máy, kết quả đánh giá rủi ro và số lượng điểm dừng cần thiết, và chúng tôi sẽ đề xuất người vận hành, loại cơ chế giải phóng và cách bố trí tiếp xúc phù hợp, thay vì chỉ cung cấp một đầu nút hình nấm chỉ trông giống như vậy mà thôi.