4. SS1 安全停机功能详解
在伺服安全功能体系中，SS1（Safe Stop 1）是使用频率最高的停机方式之一。它既不像 STO 那样“立即断能”，也不像 SS2 那样“停在原地保持位置”，而是先让驱动器按受控方式减速，待速度降到安全阈值后再切换到安全转矩关断。理解 SS1 的关键，在于把握“先减速、后断能”的两段式时序，以及它与 STO、SS2、SOS 之间的边界与衔接关系。
一、SS1 的定义与核心原理
SS1 的定义是：安全停止 1，即先执行受控减速，当电机速度降至设定的安全限值以下后，再自动触发 STO（安全转矩关断）。它由两个阶段组成：
- 阶段 A（减速阶段）：安全控制器发出 SS1 请求，驱动器按预设的减速斜坡或安全减速曲线降低转速，此时电机仍带电、仍受控，但运动被限制在安全方向与安全速度内。
- 阶段 B（断能阶段）：当实际转速低于安全速度阈值（如接近零速）并经过确认延时后，系统自动进入 STO 状态，切断电机转矩输出，防止意外再启动。
SS1 的安全价值在于：它避免了高速运行中直接断能导致的机械冲击、负载滑落或制动器磨损，同时最终仍能达到与 STO 相同的“无转矩”安全状态。因此，SS1 常用于需要平稳停车、又要求最终断能的安全场景。
核心记忆点：SS1 = 安全减速 + 延时 STO。它不是一个“点”动作，而是一段“过程”动作，安全控制器必须同时监控减速过程和最终断能结果。
二、SS1 的典型时序与信号链
SS1 的时序可以拆解为请求、减速、阈值判断、延时确认、STO 触发五个环节。下图展示了 SS1 从安全请求到最终断能的完整信号链与状态变化：
从信号链看，SS1 的输入是安全请求信号（如安全 PLC 输出、安全门开关触发），输出是 STO 使能信号。中间必须经过速度监控与延时确认，任何一环失效都可能导致 SS1 无法安全完成。
三、SS1 与 STO、SS2、SOS 的区别与联系
这四个功能常被混淆，因为它们都涉及“停止”，但停止的方式、最终状态和适用场景差异明显。下表从动作方式、最终状态、是否保持位置、典型应用四个维度进行对比：
| 功能 | 动作方式 | 最终状态 | 是否保持位置 | 典型应用 |
|---|---|---|---|---|
| STO | 立即切断转矩输出 | 无转矩、电机自由停车 | 否 | 紧急停止、安全门打开 |
| SS1 | 先安全减速，后自动 STO | 无转矩、平稳停车 | 否 | 正常停机、换刀、维护 |
| SS2 | 安全减速，保持伺服使能 | 有转矩、零速保持 | 是 | 暂停、等待恢复 |
| SOS | 安全运行停止，主动保持位置 | 有转矩、位置锁定 | 是 | 垂直轴悬停、安全保持 |
它们之间的联系可以这样理解：STO 是“断能”的底线，SS1 是“先减速再断能”的平滑版 STO，SS2 是“减速但不完全断能”的保持版，SOS 是“主动锁定位置”的安全保持版。SS1 与 STO 的最终安全状态相同，但 SS1 多了一段受控减速过程；SS2 与 SOS 则保留了伺服使能，因此不能用于需要断能的场合。
选型提示：如果负载有惯性、直接断能会造成机械冲击或负载滑落，应优先选 SS1；如果要求停车后仍能抵抗外力保持位置，应选 SS2 或 SOS；如果只需最快断能且允许自由停车，选 STO。
四、案例场景与常见误区复盘
某包装线伺服轴在正常停机时直接使用 STO，结果每次停机都伴随明显机械冲击，联轴器寿命大幅缩短。改为 SS1 后，驱动器先按 0.5 秒减速斜坡将转速从 3000 rpm 降至 50 rpm 以下，再触发 STO，冲击消失，停机时间仅增加约 0.6 秒。这说明 SS1 在“平稳性”与“安全性”之间取得了更好的平衡。
常见误区主要有三个：
- 把 SS1 当成“立即断能”：SS1 的减速阶段电机仍带电，若此时人员进入危险区，仍存在运动风险，必须等 STO 触发后才可接近。
- 忽略安全速度阈值设置：阈值过高会导致尚未真正停稳就断能，阈值过低则延长停机时间，需根据机械惯量和制动能力整定。
- 混淆 SS1 与 SS2 的最终状态：SS1 最终无转矩，SS2 最终有转矩保持；若用 SS2 替代 SS1，可能无法满足“断能”安全要求。
调试提醒：SS1 的减速斜坡必须由安全功能控制，不能依赖普通 PLC 的减速指令。安全速度阈值、延时时间、STO 触发条件都应在安全参数中独立配置并做功能测试，确保每次 SS1 请求都能可靠到达 STO 状态。
总结来说，SS1 是伺服安全停机中“最像正常停机”的安全功能：它用受控减速换取平稳性，用延时 STO 保证最终安全。理解它与 STO、SS2、SOS 的区别，核心是抓住“是否断能”和“是否保持位置”两个维度，再结合负载特性与安全需求做出选择。