Nút dừng khẩn cấp là gì? Cấu tạo, vai trò và ứng dụng

Lê Hồng Phong

Quá trình vận hành máy móc luôn tiềm ẩn những rủi ro, sự cố về điện hoặc những tình huống nguy hiểm đến tính mạng con người. Nút dừng khẩn cấp trong những trường hợp này đóng vai trò như một thiết bị an toàn không thể thiếu. Cùng KTH ELECTRIC tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của nút khẩn cấp.

Khái niệm nút dừng khẩn cấp

Nút dừng khẩn cấp (tên tiếng Anh là Emergency Stop Button, hay E-stop) là thiết bị an toàn có chức năng dừng ngay lập tức các máy móc, hệ thống khi xảy ra sự cố, tình huống nguy hiểm. Khi nhấn nút này, một tín hiệu sẽ được gửi đi và mọi hoạt động trong mạch điều khiển sẽ ngay lập tức dừng lại.

ISO 13850 là tiêu chuẩn được công nhận rộng rãi nhất liên quan đến tiêu chí và cách sử dụng nút dừng khẩn cấp. Theo tiêu chuẩn này, E-stop phải được điều khiển thủ công với thiết kế bật/tắt truyền thống theo dạng hình nón (Châu Âu) hoặc hình nấm (Bắc Mỹ) với màu đỏ trên nền vàng để thu hút sự chú ý. Trong một số trường hợp, nút dừng khẩn cấp còn có thể phát sáng trong môi trường tối và dòng chữ “E-stop” hoặc “Emergency STOP” được in phía trên.

Ngoài ra, ISO 13850 còn đặt ra yêu cầu về loại hệ thống phải trang bị E-stop. Ví dụ: CSA Z434-14 yêu cầu tất cả các hệ thống điều khiển robot phải được cung cấp chức năng dừng khẩn cấp.

Về vị trí lắp đặt, nút khẩn cấp phải được lắp đặt ở nơi dễ nhìn thấy và không bị cản trở như bề mặt của các tủ điện cơ bản. Đồng thời, E-stop phải được thiết kế sao cho dễ dàng thao tác ngay cả khi đeo găng tay. Khi xảy ra sự cố, người dùng chỉ cần dùng tay ấn nút và xoay nút theo hướng mũi tên để đưa hệ thống về trạng thái ban đầu.

Thiết bị này thường được lắp đặt trên các dây chuyền máy móc, hệ thống thiết bị được mắc nối tiếp với nhau, làm việc theo chu kỳ. Số lượng nút khẩn cấp cần lắp đặt sẽ phụ thuộc vào độ phức tạp và cồng kềnh của hệ thống cơ khí.

Ký hiệu, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nút khẩn cấp

Ký hiệu quốc tế – IEC 60417 5638 là ký hiệu phổ biến nhất được áp dụng cho các nút dừng khẩn cấp. Để biết chi tiết về biểu tượng E-stop, bạn có thể tham khảo hình vẽ sau:

Về cấu tạo, nút dừng khẩn cấp thường có 3 bộ phận chính: nút, đế và contactor.

• Cái nút: Đây là bộ phận tác động làm thay đổi trạng thái tiếp điểm để ngắt dòng điện khi có sự cố khẩn cấp. Nó thường được làm bằng nhựa, có độ đàn hồi tốt, kín nước (theo tiêu chuẩn IP65) và chịu được va đập mạnh, với 3 dạng chính là nút ấn, nút kéo hoặc nút xoay. Đầu nút màu đỏ, thân nút màu vàng theo tiêu chuẩn ISO, được thiết kế cho lỗ 22mm, có thêm vòng chuyển đổi cho lỗ 25mm hoặc 30mm.
• Dấu ngoặc: Bộ phận giữ nút ấn chắc chắn trên bề mặt tủ điện hoặc hộp nút nhấn.
• Bộ liên lạc: Bao gồm hai loại tiếp điểm: thường đóng (NC) và thường mở (NO). Ở trạng thái bình thường, nút dừng khẩn cấp sẽ ở vị trí tiếp điểm thường đóng để đảm bảo dòng điện lưu thông. Khi kích hoạt thì 2 tiếp điểm sẽ thay đổi trạng thái.

Nguyên lý hoạt động của nút dừng khẩn cấp rất đơn giản nhưng lại hiệu quả trong những trường hợp khẩn cấp. Cụ thể:

Nút dừng khẩn cấp thường được mắc nối tiếp với mạch điều khiển của thiết bị. Khi nhấn nút, các tiếp điểm bên trong sẽ thay đổi trạng thái, ngắt dòng điện và gửi tín hiệu về hệ thống điều khiển. Tín hiệu này sẽ kích hoạt lệnh dừng khẩn cấp, khiến mọi hoạt động liên quan của máy phải dừng ngay lập tức. Khi máy cần khởi động lại chỉ cần kéo, xoay hoặc dùng phím reset E-stop.

Chức năng và ứng dụng của E-Stop

Không chỉ là thiết bị phòng ngừa nhằm giảm thiểu rủi ro trong quá trình vận hành hệ thống, nút dừng khẩn cấp còn đóng vai trò là công tắc điều khiển an toàn cho các máy móc hạng nặng và đắt tiền.

Ngăn ngừa tai nạn

Quá trình vận hành máy móc dù đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật, an toàn nhưng vẫn tiềm ẩn nhiều rủi ro. Đặc biệt với các loại máy cưa, máy ép, máy cán, máy tuốt lúa… dùng trong cơ khí, chế biến gỗ, sản xuất nhựa, cao su, than đá, hóa chất… luôn tiềm ẩn nguy cơ gây tai nạn, ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Trang bị nút dừng khẩn cấp giúp người dùng chủ động can thiệp trong những tình huống nguy hiểm hoặc khi xảy ra sự cố bất ngờ.

Ngăn chặn sự cố máy móc

Nút dừng khẩn cấp đóng vai trò như một công tắc điều khiển để cắt nguồn điện trong trường hợp máy hoạt động bất thường. Đặc biệt đối với máy móc hạng nặng, Dừng khẩn cấp là cần thiết khi:

• Có những linh kiện, bộ phận máy bị lỏng, rơi ra ngoài bất thường trong quá trình làm việc.
• Có một số bộ phận của máy không chính xác.
• Có thứ gì đó rơi khỏi kệ.
• Phát hiện các bộ phận hư hỏng khiến máy chạy không đúng như đã lập trình

Sau khi máy dừng, kỹ thuật viên sẽ kiểm tra, sửa chữa hoặc thay thế để đảm bảo máy vận hành an toàn, tránh gây nguy hại vật lý cho người sử dụng.

Ứng dụng cụ thể của E-stop trong sản xuất và đời sống như sau:

• Hệ thống điện: Tắt nguồn điện khẩn cấp khi xảy ra sự cố về điện giúp giảm nguy cơ cháy nổ, điện giật, bảo vệ thiết bị và con người.
• Máy móc, thiết bị: Dừng máy ngay khi có nguy cơ xảy ra tai nạn lao động.
• Vận tải: Kích hoạt hệ thống phanh khẩn cấp, giúp giảm tốc độ, tránh va chạm trong tình huống nguy hiểm.
• Khu vực nguy hiểm: Dùng để tắt nguồn điện, gas hoặc kích hoạt hệ thống cảnh báo khẩn cấp, giúp người dân sơ tán khỏi khu vực nguy hiểm.

Phân loại nút dừng khẩn cấp

Có nhiều tiêu chí để phân loại nút dừng khẩn cấp.

Theo loại tác động

• Nút nhấn: Đây là loại cơ bản và phổ biến nhất. Để kích hoạt chức năng dừng khẩn cấp, chỉ cần nhấn nút.
• Nút kéo để đặt lại: Sau khi nhấn để dừng, người dùng phải kéo nút ra để đặt lại. Cơ chế kéo đẩy đảm bảo sự cố được khắc phục hoàn toàn trước khi hệ thống khởi động lại.
• Nút Turn-to-reset: Tương tự như nút kéo nhưng thay vì kéo, người dùng phải xoay nút theo chiều kim đồng hồ để nhả chốt và khởi động lại máy.

• Nút nhấn để khóa: Sau khi nhấn nút sẽ tự động khóa, cần dùng chìa khóa để khởi động lại hệ thống.

Theo kích thước

• Nút D16 (Ø16mm): Kích thước nhỏ nhất của nút dừng khẩn cấp, thường được sử dụng cho các thiết bị nhỏ gọn.
• Nút D22 (Ø22mm): Kích thước phổ biến, phù hợp với nhiều loại máy móc, thiết bị cơ bản.
• Nút D30 (Ø30mm): Kích thước lớn, thường dùng cho các máy công nghiệp nặng, đắt tiền.

Ngoài ra, E-stop còn có những mẫu có đèn, không có đèn LED hay nút bấm màu Đỏ hoặc Cam.

Một số câu hỏi về nút dừng khẩn cấp

Câu hỏi 1: Khi nào cần sử dụng E-stop?

Hồi đáp: Nút khẩn cấp chỉ nên sử dụng khi có sự cố xảy ra trong quá trình vận hành máy hoặc khi kỹ sư thực hiện công việc bảo trì. Đừng tùy tiện hành động trên E-stop.

Câu 2: Phân biệt nút dừng và nút dừng khẩn cấp

Hồi đáp: Cả 2 nút này đều khiến máy ngừng hoạt động nhưng chức năng cơ bản thì khác nhau:

• Nút dừng được sử dụng cho quy trình dừng thông thường trong quá trình vận hành máy, tức là dừng theo kế hoạch sau khi máy đã hoàn thành công việc và có thể giảm tốc độ của máy trước khi tắt hoàn toàn. Nút dừng thường có màu đen và có thể nằm cùng với các chức năng khác trong bảng điều khiển.
• Nút dừng khẩn cấp được thiết kế cho những tình huống nguy hiểm hoặc sự cố bất ngờ cần dừng nhanh và hoàn toàn. Nút này được thiết kế nổi bật với màu đỏ trên nền vàng và không nên đặt cạnh các nút tiêu chuẩn để tránh nhầm lẫn.

Câu 3: Sau khi nhấn nút dừng khẩn cấp, tiếp theo cần làm gì?

Hồi đáp: Cắt nguồn điện là hành động cần được ưu tiên sau khi bạn nhấn E-stop.

Câu hỏi 4: Các tiếp điểm của nút khẩn cấp có thường mở không?

Hồi đáp: E-stop có 2 loại tiếp điểm: thường đóng và thường mở. Tuy nhiên, ở trạng thái bình thường, tiếp điểm luôn đóng để cho dòng điện đi qua.

Câu 5: Nút dừng khẩn cấp có ưu điểm gì?

Hồi đáp: E-stop có rất nhiều ưu điểm như:

• Chỉ báo rõ ràng thông qua nhận dạng màu sắc hoặc đèn LED. Các nút bấm còn giúp đơn giản hóa thao tác trong những tình huống nguy hiểm.
• Bảo vệ an toàn hệ thống khi chỉ cần một nút nhấn, máy sẽ dừng ngay lập tức.
• Có nhiều phiên bản khác nhau để gắn trực tiếp trên máy hoặc gắn trên bề mặt hệ thống.

Trên đây chúng tôi đã giới thiệu tổng quan về nút dừng khẩn cấp. Lưu ý, nút này chỉ nên sử dụng trong những tình huống nguy hiểm hoặc sự cố bất ngờ, không nên sử dụng như nút điều khiển thông thường.

Nếu muốn tìm hiểu về các thành phần của hệ thống tủ điện, bạn có thể tìm hiểu chi tiết tại: https://btb-electric.com/vi/tin-tuc/kien-thuc-nganh/kien-thuc-tu-dien.