مدار شستی استپ استارت یکی از مهم‌ ترین و پایه‌ای‌ ترین مدارهای فرمان در برق صنعتی است؛ مداری که تقریباً در تمام صنعت از راه‌ اندازی موتورهای سه‌ فاز تا کنترل نقاله‌ها، پرس‌ها و انواع ماشین‌ آلات مورد استفاده قرار می‌گیرد. این مدار با وجود ظاهر ساده‌اش، نقش حیاتی در ایمنی، کنترل دقیق و کاربری آسان تجهیزات دارد. اساس عملکرد آن بر استفاده از دو شستی لحظه‌ای است: شستی استارت (NO) برای راه‌ اندازی و شستی استپ (NC) برای توقف.

عملکرد کلی مدار استپ استارت

در این مدار، با فشردن شستی استارت که در حالت عادی باز است، جریان به بوبین کنتاکتور رسیده و دستگاه روشن می‌شود. از آن طرف، شستی استپ که همیشه بسته است، در صورت فشرده شدن، مسیر فرمان را قطع کرده و دستگاه را متوقف می‌کند. این طراحی باعث می‌شود کنترل روشن/خاموش دستگاه با ایمنی بالا و به دست اپراتور انجام شود.

اجزای اصلی مدار

 شستی استارت (NO – نرمال باز)

این شستی که معمولاً رنگ سبز دارد، فقط هنگام فشرده شدن مدار را وصل می‌کند و پس از رها شدن دوباره باز می‌شود. وظیفه آن ارسال فرمان موقت برای روشن کردن دستگاه است.

 شستی استپ (NC – نرمال بسته)

به رنگ قرمز، در حالت عادی مسیر جریان را برقرار نگه می‌دارد. با فشردن آن مدار باز شده و دستگاه خاموش می‌شود. استفاده از شستی NC یکی از اصول ایمنی مهم است؛ چراکه در صورت قطع سیم یا خرابی، مدار به شکل خودکار خاموش می‌شود.

 کنتاکتور و تیغه کمکی خودنگهدار

بوبین کنتاکتور با جریان کم کار می‌کند، اما کنتاکت‌های اصلی آن وظیفه وصل/قطع مدار قدرت را دارند. تیغه کمکی NO روی کنتاکتور برای ایجاد مدار خودنگهدار استفاده می‌شود تا پس از رها کردن شستی استارت، دستگاه به کار ادامه دهد.

 المان‌های حفاظتی

فیوز کنترل، رله حرارتی (بی‌ متال)، کنترل فاز و شستی اضطراری، همگی قبل از شستی‌ها به صورت سری نصب می‌شوند تا در هر وضعیت نامتعارف مدار  را قطع کنند.

مدار قدرت

در بخش قدرت، سه فاز برق از طریق کنتاکتور و بی‌متال وارد موتور می‌شوند. کنترل این بخش توسط مدار فرمان انجام می‌شود تا اپراتور با ولتاژ پایین دستگاه را روشن یا خاموش کند.

نحوه طراحی و سیم‌ کشی مدار

پس از قرار گرفتن المان‌های حفاظتی، شستی استپ در ابتدای مسیر قرار می‌گیرد. خروجی استپ وارد شستی استارت و به صورت موازی وارد تیغه کمکی NO می‌شود. خروجی هر دو (استارت و تیغه کمکی) به ترمینال A1 بوبین کنتاکتور متصل می‌شود. A2 نیز به نول یا فاز دوم وصل می‌گردد.

  • این نحوه سیم‌ کشی سه مزیت اصلی دارد:
  • ایجاد ایمنی بالا و توقف سریع در مواقع ضروری
  •  ایجاد حالت خودنگهدار پس از روشن شدن موتور
  •  جلوگیری از راه‌ اندازی ناخواسته دستگاه پس از وصل مجدد برق

این روش دقیقاً همان چیزی است که در استانداردهای صنعتی و دستورالعمل‌های ایمنی توصیه شده است.

انواع مدار استپ استارت

 مدار لحظه‌ای (دستی – دو سیمه)

تا زمانی که شستی استارت نگه داشته شود دستگاه روشن است. کاربرد در جوج کردن موتور، جرثقیل‌ها و حرکت‌های دقیق.

 مدار خودنگهدار (سه سیمه)

با یک بار فشردن شستی استارت، مدار پایدار می‌شود و دستگاه روشن می‌ماند تا زمانی که شستی استپ فشرده شود. این رایج‌ ترین نوع در صنعت است و پس از قطع برق، دستگاه خود به‌ خود روشن نمی‌شود.

کاربردهای صنعتی مدار استپ استارت

این مدار تقریباً در همه تابلوهای برق صنعتی حضور دارد و پایه بسیاری از نقشه‌های کنترلی بزرگ‌ تر است. از جمله کاربردها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • راه‌ اندازی موتورهای سه‌ فاز آسنکرون (پمپ، فن، کمپرسور، نوار نقاله)
  • کنترل دستی ماشین‌ آلاتی مانند پرس، میکسر، بالابر
  • کنترل نقاله‌ها در خطوط تولید
  • استفاده در تابلوهای کنترل همراه با چراغ سیگنال
  • پیاده‌ سازی مدارهای لحظه‌ای (Jog) در جرثقیل‌ها و سیستم‌های نیازمند حرکت کوتاه
  • استفاده در پروژه‌های مونتاژ تابلو برق صنعتی

سادگی، ایمنی و قابلیت توسعه، این مدار را به محبوب‌ ترین مدار فرمان در صنعت تبدیل کرده است.

ایمنی در مدار استپ استارت

ایمنی در طراحی این مدار مسئله‌ای کلیدی است. مهم‌ترین نکات عبارتند از:

  • شستی استپ همیشه باید NC باشد تا Fail-Safe عمل کند.
  • شستی اضطراری باید قبل از شستی استپ و در ابتدای مدار قرار گیرد.
  • مدار فرمان بهتر است با ولتاژ پایین (مثل 24 ولت) طراحی شود.
  • تست دوره‌ای شستی‌ها، رله‌ها و بی‌متال ضروری است.
  • چراغ‌های سیگنال وضعیت روشن/خاموش بودن دستگاه را برای اپراتور نمایش می‌دهند.

جمع‌ بندی

مدار شستی استپ استارت نه‌ تنها ساده و کاربردی است، بلکه یکی از ایمن‌ ترین روش‌های کنترل تجهیزات صنعتی به شمار می‌رود. ساختار مبتنی بر شستی استارت NO، شستی استپ NC و تیغه خودنگهدار، این مدار را تبدیل به یک استاندارد صنعتی کرده که در هر پروژه برق صنعتی می‌توان رد پای آن را دید. از راه‌ اندازی ساده یک موتور تا کنترل سیستم‌های پیچیده، این مدار اساس بسیاری از طرح‌های کنترل محسوب می‌شود.