Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12669-1:2020 (hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế IEC 60204-1:2016) về An toàn máy - Thiết bị điện của máy - Phần 1: Yêu cầu chung quy định các yêu cầu kỹ thuật và an toàn đối với thiết bị điện, điện tử và hệ thống điều khiển lập trình được của máy móc. Tiêu chuẩn này áp dụng cho các thiết bị hoặc bộ phận của thiết bị hoạt động với điện áp nguồn danh định không quá 1 000 V đối với dòng điện xoay chiều (AC) hoặc không quá 1 500 V đối với dòng điện một chiều (DC), và tần số danh nghĩa không quá 200 Hz.

Phạm vi và đối tượng áp dụng

Tiêu chuẩn áp dụng rộng rãi cho các loại máy móc công nghiệp, hệ thống sản xuất tự động, robot, máy nâng hạ, máy di động, máy gia công kim loại, nhựa, gỗ, dệt may, và các thiết bị tương tự. Đối tượng áp dụng bao gồm các kỹ sư thiết kế, nhà chế tạo, đơn vị lắp đặt, vận hành, bảo trì và cơ quan kiểm định an toàn hệ thống điện máy móc tại Việt Nam.

Mạch điều khiển và chức năng điều khiển (Điều 9)

• Hệ thống điều khiển không dùng cáp (CCS): Khả năng điều khiển của CCS phải được giám sát tự động và liên tục. Khi tín hiệu truyền thông bị suy giảm (như pin yếu, nhiễu sóng), hệ thống phải cảnh báo cho người vận hành trước khi mất quyền điều khiển hoàn toàn. Nếu mất kết nối vượt quá thời gian xác định trong đánh giá rủi ro, máy phải tự động kích hoạt dừng an toàn. Việc khôi phục kết nối không được phép làm máy tự khởi động lại mà phải yêu cầu hành động kích hoạt bằng tay có chủ ý. Phải áp dụng các biện pháp mã hóa truyền tải để ngăn chặn can thiệp từ tín hiệu lạ. Trạm điều khiển xách tay phải có cơ chế bảo mật (chìa khóa, mã truy cập) để ngăn chặn sử dụng trái phép.
• Khóa liên động bảo vệ: Việc đóng lại hoặc đặt lại cơ cấu bảo vệ khóa liên động không được phép tự động khởi phát hoạt động nguy hiểm của máy. Phải có cảm biến phát hiện khi giới hạn làm việc (tốc độ, áp suất, vị trí) bị vượt quá để kích hoạt hành động điều khiển thích hợp. Các chức năng phụ trợ (bôi trơn, làm mát) phải được khóa liên động với động cơ chính để tránh nguy hiểm khi hệ thống phụ trợ hỏng. Các công tắc tơ đảo chiều phải được khóa liên động cơ - điện để tránh ngắn mạch khi đóng cắt.
• Chức năng điều khiển khi có sự cố: Hệ thống điều khiển điện liên quan đến an toàn phải tuân thủ tiêu chuẩn IEC 62061 hoặc TCVN 7384 (ISO 13849). Các biện pháp giảm thiểu rủi ro bao gồm sử dụng kỹ thuật mạch đã được chứng minh, thiết bị đóng cắt có hành động mở trực tiếp, giám sát bằng tiếp điểm liên kết cơ hoặc tiếp điểm gương, thiết kế dư thừa (online/offline), đa dạng hóa linh kiện (kết hợp điện cơ và điện tử), và thực hiện các thử nghiệm chức năng tự động hoặc bằng tay định kỳ.
• Bảo vệ chống sự cố cách điện: Quy định chi tiết 4 phương pháp đấu nối mạch điều khiển để ngăn ngừa khởi động không chủ ý hoặc mất khả năng dừng máy do chạm đất:
  • Phương pháp a: Mạch điều khiển nối đất cấp nguồn bằng máy biến áp. Dây dẫn chung phải được nối đến mạch liên kết bảo vệ tại điểm cấp nguồn.
  • Phương pháp b: Mạch điều khiển không nối đất cấp nguồn bằng máy biến áp, yêu cầu thiết bị đóng cắt 2 cực hoặc thiết bị giám sát cách điện tự động ngắt/cảnh báo.
  • Phương pháp c: Mạch cấp nguồn bằng biến áp có cuộn ra ở giữa nối đất, yêu cầu bảo vệ quá dòng ngắt cả hai cực.
  • Phương pháp d: Mạch không dùng biến áp, chỉ áp dụng cho máy có tối đa 1 bộ khởi động động cơ và 2 thiết bị điều khiển.

Giao diện người vận hành và thiết bị điều khiển lắp trên máy (Điều 10)

• Vị trí lắp đặt: Cơ cấu chấp hành vận hành bằng tay phải cao hơn sàn tối thiểu 0,6 m và nằm trong tầm với thuận tiện của người vận hành. Cấp bảo vệ tối thiểu chống tiếp xúc với phần mang điện là IPXXD.
• Mã màu cơ cấu chấp hành:
  • Khởi động (Start/On): Trắng, xám, đen hoặc lục (ưu tiên màu trắng, cấm dùng màu đỏ).
  • Dừng khẩn cấp (Emergency Stop): Bắt buộc màu đỏ trên nền màu vàng.
  • Dừng/Tắt (Stop/Off): Đen, xám hoặc trắng (ưu tiên màu đen, cấm dùng màu lục).
  • Đặt lại (Reset): Lam, trắng, xám hoặc đen.
• Mã màu đèn chỉ thị:
  • Đỏ: Khẩn cấp - tình trạng nguy hiểm cần hành động ngay lập tức.
  • Vàng: Bất thường - cần giám sát hoặc can thiệp.
  • Lam: Bắt buộc - yêu cầu hành động của người vận hành.
  • Lục: Bình thường - trạng thái an toàn, bình thường.
  • Trắng: Trung tính - các tình trạng khác.
  • Trình tự cột đèn chỉ thị (từ trên xuống): Đỏ, Vàng, Lam, Lục, Trắng.
• Thiết bị dừng khẩn cấp: Phải dễ dàng tiếp cận tại mọi vị trí cần thiết. Các kiểu thiết bị bao gồm nút ấn đầu nấm, công tắc dây giật, bàn đạp không có bảo vệ cơ khí.
• Thiết bị cho phép điều khiển (Enabling device): Thiết bị 3 vị trí phải hoạt động theo nguyên lý: Vị trí 1 (tắt), Vị trí 2 (cho phép hoạt động khi ấn một nửa hành trình), Vị trí 3 (cắt nguồn khi ấn quá lực qua vị trí một nửa). Khi thả tay từ vị trí 3 về vị trí 2, chức năng cho phép không được tự động kích hoạt lại.

Thiết bị điều khiển: Bố trí, lắp đặt và vỏ ngoài (Điều 11)

• Yêu cầu tiếp cận: Thiết bị cần bảo dưỡng thường xuyên phải bố trí ở độ cao từ 0,4 m đến 2,0 m so với sàn. Các đầu nối dây phải cao hơn sàn ít nhất 0,2 m. Lối đi và cửa tiếp cận khu vực thao tác điện phải rộng tối thiểu 0,7 m, cao 2,0 m, mở ra ngoài và mở được từ bên trong không cần dụng cụ.
• Cấp bảo vệ vỏ ngoài: Vỏ ngoài thiết bị điều khiển phải đạt cấp bảo vệ tối thiểu IP22. Tùy thuộc vào môi trường làm việc thực tế, cấp bảo vệ phải được nâng lên phù hợp (ví dụ: IP54 cho môi trường công nghiệp chung, IP55 cho khu vực có vòi phun nước áp lực thấp, IP65 cho môi trường bụi mịn).
• Yêu cầu kết cấu vỏ ngoài: Phải chịu được ứng suất cơ, điện, nhiệt và hóa chất. Các lỗ luồn cáp phải được gắn kín để duy trì cấp bảo vệ IP. Không được có lỗ hở thông giữa vỏ ngoài chứa thiết bị điện và ngăn chứa chất làm mát, dầu bôi trơn hoặc chất lỏng thủy lực.

Dây dẫn và cáp (Điều 12)

• Lựa chọn dây dẫn: Khuyến nghị sử dụng dây dẫn bằng đồng. Nếu dùng dây nhôm, tiết diện tối thiểu phải đạt 16 mm2. Tiết diện nhỏ nhất của dây đồng được quy định chặt chẽ theo Bảng 5 (ví dụ: mạch lực cố định tối thiểu 0,75 mm2, mạch điều khiển tối thiểu 0,2 mm2). Dây dẫn cho các bộ phận di chuyển thường xuyên phải là dây mềm bện cấp 5 hoặc cấp 6.
• Cách điện và khả năng mang dòng: Cách điện phải chịu được điện áp thử nghiệm 2 000 V AC trong 5 phút đối với mạch hoạt động trên 50 V AC hoặc 120 V DC. Khả năng mang dòng (Iz) của dây dẫn đồng bọc PVC ở nhiệt độ môi trường 40 °C được xác định theo các phương pháp lắp đặt B1, B2, C, E quy định tại Bảng 6. Sụt áp từ điểm cấp nguồn đến tải không được vượt quá 5% điện áp danh nghĩa trong điều kiện làm việc bình thường.
• Cáp mềm trên tang trống: Phải tính toán hệ số giảm dòng (đánh giá lại) theo số lớp cáp quấn trên tang trống (Bảng 7) để tránh quá nhiệt. Ứng suất kéo tối đa đặt lên dây đồng không được vượt quá 15 N/mm2.

Thông lệ đi dây (Điều 13)

• Đấu nối và tạo tuyến: Tất cả các đấu nối phải được giữ chắc chắn chống nới lỏng ngẫu nhiên. Cấm sử dụng chất hàn để giữ các sợi bện tại đầu nối của thiết bị không chuyên dụng. Dây bảo vệ (PE) phải được đi sát với các dây pha để giảm trở kháng vòng lặp.
• Nhận biết dây dẫn: Dây bảo vệ/liên kết bảo vệ bắt buộc phải sử dụng tổ hợp màu Lục - Vàng trên suốt chiều dài dây. Dây trung tính (N) nhận biết bằng màu Lam nhạt. Mã màu cho các dây dẫn khác: Đen (mạch lực AC và DC), Đỏ (mạch điều khiển AC), Lam (mạch điều khiển DC), Cam (mạch ngoại lệ vẫn mang điện khi đã ngắt thiết bị cách ly nguồn chính).
• Tổ hợp phích cắm/ổ cắm: Phải thiết kế sao cho tiếp điểm bảo vệ (PE) đóng trước và mở sau so với các tiếp điểm mang điện. Tổ hợp phích cắm/ổ cắm từ 30 A trở lên phải được khóa liên động với thiết bị đóng cắt; loại trên 16 A phải có phương tiện giữ cơ học để ngăn ngừa tự tuột.

Động cơ điện và thiết bị kết hợp (Điều 14)

Động cơ phải phù hợp với bộ tiêu chuẩn TCVN 6627 (IEC 60034). Việc lắp đặt phải đảm bảo thông gió tốt, dễ dàng tiếp cận để căn chỉnh, bôi trơn và thay thế. Ngăn chứa động cơ phải sạch, khô và được ngăn cách hoàn toàn với các ngăn chứa chất lỏng nguy hiểm. Thiết bị bảo vệ quá tải của phanh cơ khí phải được liên khóa để khi phanh tác động thì đồng thời cắt nguồn của động cơ kết hợp.

Ổ cắm và chiếu sáng (Điều 15)

• Ổ cắm phụ kiện: Phải có dây bảo vệ liên tục. Mạch cấp nguồn cho ổ cắm ≤ 20 A bắt buộc phải trang bị thiết bị bảo vệ dòng dư (RCD) có dòng tác động danh định không quá 30 mA.
• Chiếu sáng cục bộ: Điện áp danh nghĩa không vượt quá 250 V giữa các dây dẫn (khuyến nghị ≤ 50 V). Nguồn cấp phải thông qua máy biến áp cách ly chuyên dụng nối ở phía tải hoặc phía nguồn của thiết bị ngắt nguồn chính. Đui đèn phải làm bằng vật liệu cách điện bảo vệ đầu đèn để tránh tiếp xúc trực tiếp.

Ghi nhãn, biển hiệu cảnh báo (Điều 16)

Vỏ ngoài chứa thiết bị điện có nguy cơ gây điện giật phải được dán biển cảnh báo ký hiệu ISO 7010-W012 (hình tam giác có tia sét). Thiết bị có nhiệt độ bề mặt cao gây nguy cơ bỏng phải dán ký hiệu ISO 7010-W017. Vỏ ngoài nơi nguồn điện đi vào phải ghi rõ tên nhà cung cấp, điện áp danh định, số pha, tần số và dòng điện đầy tải.

Tài liệu kỹ thuật (Điều 17)

Nhà cung cấp phải cung cấp đầy đủ tài liệu hướng dẫn vận chuyển, lắp đặt, vận hành, bảo trì, sơ đồ mạch điện, danh mục phụ tùng thay thế, thông số dòng ngắn mạch kỳ vọng và hướng dẫn kiểm tra xác nhận các chức năng an toàn.

Kiểm tra xác nhận và Bảo vệ sự cố bằng tự động ngắt nguồn (Điều 18 & Phụ lục A)

Quy trình kiểm tra xác nhận bắt buộc bao gồm:

• Kiểm tra sự phù hợp của thiết bị điện với tài liệu kỹ thuật.
• Thử nghiệm 1 (Kiểm tra tính liên tục của mạch liên kết bảo vệ): Đo điện trở giữa đầu nối PE và các điểm liên quan bằng dòng điện từ 0,2 A đến 10 A (nguồn cách ly có điện áp không tải ≤ 24 V AC/DC).
• Thử nghiệm 2 (Kiểm tra xác nhận trở kháng vòng lặp sự cố Zs): Đảm bảo điều kiện tự động ngắt nguồn trong thời gian quy định (Bảng A.1 quy định thời gian ngắt tối đa cho hệ thống TN, ví dụ: 0,4 s đối với điện áp 120 V < Uo ≤ 230 V AC).
• Thử nghiệm điện trở cách điện: Đo ở điện áp 500 V DC, điện trở cách điện giữa dây dẫn mạch điện và mạch liên kết bảo vệ không được nhỏ hơn 1 MΩ (ngoại lệ đối với thanh dẫn, vành trượt tối thiểu là 50 kΩ).
• Thử nghiệm điện áp: Sử dụng tần số 50 Hz hoặc 60 Hz, điện áp thử nghiệm bằng 2 lần điện áp nguồn danh định hoặc 1 000 V (chọn giá trị lớn hơn), đặt giữa mạch nguồn và mạch liên kết bảo vệ trong ít nhất 1 s mà không xảy ra phóng điện đánh thủng.
• Thử nghiệm chức năng: Thử nghiệm toàn bộ hệ thống điện và các chức năng an toàn liên quan.

Biện pháp giảm ảnh hưởng của nhiễu điện từ (Phụ lục H)

Để giảm thiểu nhiễu điện từ (EMI) ảnh hưởng đến hệ thống điều khiển nhạy cảm, tiêu chuẩn khuyến nghị:

• Lắp đặt thiết bị bảo vệ chống đột biến (SPD) và bộ lọc thông thấp.
• Nối liên kết màn chắn kim loại của cáp với mạch liên kết bảo vệ.
• Phân cách vật lý giữa cáp lực và cáp tín hiệu/dữ liệu theo khoảng cách quy định tại Bảng H.1 (ví dụ: tối thiểu 200 mm khi không có vật chặn, hoặc 0 mm nếu dùng ống kim loại liền khối dày ≥ 1 mm).
• Tránh tạo ra các vòng lặp cảm ứng lớn bằng cách đi chung tuyến cho cáp nguồn và cáp điều khiển kết hợp.
• Sử dụng khay cáp bằng kim loại liên tục, được nối đất ở cả hai đầu để làm màn chắn nhiễu hiệu quả.

Hiệu lực thi hành

TCVN 12669-1:2020 được ban hành năm 2020 dưới hình thức tiêu chuẩn quốc gia tự nguyện áp dụng. Tuy nhiên, tiêu chuẩn này sẽ trở thành bắt buộc áp dụng khi được viện dẫn cụ thể trong các Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia (QCVN) liên quan hoặc theo thỏa thuận bắt buộc trong các hợp đồng kinh tế, thiết kế kỹ thuật giữa các bên liên quan.