标准来源:IEC 60204-1(设备电气安全),ISO13850 规定急停只能用 Cat0 或 Cat1(Cat2 不能作为急停)。 对应伺服安全功能:
Cat0 = STO(Safe Torque Off,安全转矩关闭)
Cat1 = SS1(Safe Stop 1,安全停止 1),先按斜坡减速,静止后再触发 STO 适配你 ABB AC500 / AC500-S + 伺服电缸压装场景
Stop Category 0
定义:拍下急停,立即切断执行机构产生运动的动力,无受控减速,电机靠惯性滑行 + 机械抱闸停机
动作时序:急停触发 → 立刻 STO,撤销电机扭矩,驱动器不再输出力矩;电机靠惯性滑行,靠机械抱闸 / 摩擦停止。
动力:扭矩瞬间移除;伺服主功率回路关断
ABB 实现方式:
普通 AC500:双通道急停按钮→安全继电器,安全继电器硬线直接驱动伺服 STO 端子
AC500-S 安全 PLC:SF_EmergencyStop 输出驱动 STO
特点
停机响应极快;一旦 STO 生效,驱动器不再产生任何驱动力
停机距离不可控,高惯性负载会滑行一段;竖直电缸极易下坠,必须可靠抱闸
简单、成本低,是最通用的急停方案
缺点:高速 / 大惯性负载,冲击大,容易撞坏工装、工件;压装机如果高速下压时触发 Cat0,电缸惯性冲击会损坏产品。
适用:小惯量设备、简单顶升、挡料机构
Stop Category 1
定义:拍下急停,驱动器保持供电,按预设减速斜坡受控减速;检测到轴静止(或超时)之后,再触发 STO 切断扭矩
动作时序:急停触发 → 伺服按设定减速曲线减速 → 速度降到 0 → 再激活 STO,移除动力。
动力:减速阶段驱动器仍然输出扭矩做制动,停稳后才切断动力
ABB 实现(AC500-S 安全 CPU):
SF_EmergencyStop(急停检测)+SF_SafeStop1(SS1 安全停止监控)通过 FSoE (EtherCAT 安全总线) 或安全 DI 下发 SS1 指令给伺服
PLC 安全 FB 持续监控:轴必须在设定时间内降到静止;超时则判定故障,直接强制 STO
特点
减速曲线可控,冲击小、停机位置可控;压装机、高惯性、竖直电缸优先推荐
整个过程需要安全 PLC + 支持 SS1 的伺服驱动器,硬件成本更高
有监控超时保护:如果负载卡滞无法减速,超时后自动降级为 Cat0 STO,保证安全
缺点:实现复杂,必须 AC500-S 安全 CPU,普通 AC500 标准 CPU无法做认证级 Cat1 安全急停
核心对比表
表格
| 项目 | Cat 0(STO) | Cat 1(SS1) |
|---|---|---|
| 停机逻辑 | 立即切断电机扭矩,无受控减速 | 先受控斜坡减速,静止后切断扭矩 |
| 伺服供电 | 扭矩瞬间关断 | 减速阶段驱动器保持动力输出 |
| 伺服安全功能 | STO | SS1(Safe Stop 1) |
| AC500 硬件要求 | 普通 AC500 + 安全继电器即可 | 必须 AC500-S 安全 CPU+ 支持 SS1 伺服 |
| 停机冲击 | 大,惯性滑行 | 小,减速可控 |
| 竖直负载风险 | 高,STO 后无电机保持力,依赖抱闸 | 减速阶段伺服可以维持力矩,停稳再 STO,更安全 |
| 成本 | 低 | 较高(安全 PLC + 安全伺服) |
| 典型场景 | 轻载、小惯量设备 | 压装机、线性电缸、高惯性、高速运动设备 |
注意
Cat1 不是 “软件普通减速”普通 AC500 在程序里调用
MCA_QuickStop做减速,只是普通运动停止,不属于安全认证的 Cat1。认证级 Cat1 必须用 AC500-S 安全 FBSF_SafeStop1,属于安全回路。Cat0 STO 之后,伺服没有保持力矩!竖直安装的电缸,Cat0 急停瞬间电机扭矩消失,只靠电机机械抱闸锁住;抱闸失效会直接下坠,风险很高,这种场景优先 Cat1。
复位逻辑两者一致: Cat0、Cat1 都遵循 ISO13850:急停按钮释放后,必须人工按复位按钮,禁止自动重启。
安全等级:Cat0、Cat1 都可以做到 PLd/PLe,SIL3;区别是停机方式,不是安全等级高低。
推荐选型
如果是水平电缸,惯量不大,预算有限:Cat0(安全继电器 + STO),成本最低。
如果是竖直电缸、高速下压、精密压合,担心急停瞬间冲击损坏工件:AC500-S + SF_SafeStop1,Cat1 SS1 方案。
补充 Cat2
Cat2:受控减速,停稳后驱动器持续保持动力、不切断扭矩,用来保持位置。仅用于安全监控停机,ISO13850 不允许把 Cat2 当作急停。





