STO，或“Safe Torque Off”，是一種專用的內置安全電路功能，可使工業機器人等運動設備的安全管理更加輕松。它是整個安全系統的一部分。

STO 電路首先在伺服電機驅動器中引入，是驅動器的專用功能，可防止電機意外運動。這有助于防止在機器人或機器附近工作的操作員受傷。使用內置STO功能的驅動器的好處是可以減少外圍設備，簡化布線，節省空間。

內置 STO 功能的好處：

減少外圍設備

簡化布線

節省空間

近年來，步進電機驅動器以及三相交流電機的變頻驅動器也采用了 STO 功能。Oriental Motor 的 AZ 系列交流輸入步進電機驅動器現在提供此經過認證的安全功能，使安全更容易。AZ 系列 STO 功能符合 IEC 61800-5-2 和 IEC 60204-1（停止類別 0）的要求。

它是如何工作的？

查看上面的 CN1 連接器端子和底部兩根藍色跳線所在的位置。這些端子標記為 HWTO1+、HWTO1-、HWTO2+ 和 HWTO2-。當集成到外部安全系統時，這些藍色跳線將被連接到外部安全系統的電線所取代。但是，如果在運行期間檢測到 STO 電路開路，它將強制切斷電機的電源并防止意外運動。

真的有必要嗎？

在設計設備時，制造商 (OEM) 需要進行風險評估以說明設備的安全級別。如果現有設計不符合安全標準，則必須添加額外的保護裝置。安全系統可以包括多個電機驅動器和連接到電路的其他設備，例如開關或按鈕。

機器人或機械沒有絕對的、有保證的安全。每臺機器最終都會出故障，人類也不是一直都是完美的。設計工程師需要實施一個安全系統，以保證電機在停止時發生意外運動的可能性在可接受范圍內。這種機會或發生頻率由安全完整性級別或安全指數定義。這將在本文后面介紹。

它有什么幫助？

當使用沒有內置 STO 安全功能的驅動器時，需要額外的接觸器來切斷驅動器和電機的電源。使用內置STO安全功能的AZ系列驅動器時，無需接觸器，直接切斷電機電源。通過使用 AZ 系列驅動器，可以減少布線并節省空間。

STO 安全電路功能設計為在電機已經處于停止狀態后使用。它不打算在正常操作期間用作 E-STOP（緊急停止）。要連接安全相關設備以采取額外措施，請使用 EDM 輸出（來自 STO 電路）。

安全指數

為了幫助 OEM 進行產品選擇，設備制造商可以提供基于以下監管標準的“功能安全”規范。總括標準，或者說主要標準，是IEC 61508，然后還有更具體的子標準。IEC IEC 62061 指定的機器標準指定用于 SIL。ISO 指定的機器標準 ISO 13849 指定用于 PL。SIL 和 PL 是由 IEC 或 ISO 指定的分類安全標準。

對于 SIL（安全完整性等級）和 PL（性能等級），這些安全等級的范圍有一點重疊，但它們非常相似。例如，額定為 SIL 2 的安全系統與 PL d 相同。

設備的安全等級由設計者決定。例如，對于大型機器人設施，如果大型機器人在操作員在其附近工作時意外移動，則可能會致命。想一想宇航員在 NASA 中使用 G 力訓練自己的離心機。想象一下，如果有人正在維修機器的某個部件，它會意外啟動。

對于大型機器人，最好使用 SIL 3 或 PL e 安全等級產品。額定為 SIL 3 或 PL e 的電機驅動器可能會在 1,140 到 11,400 年（估計）內發生一次故障事件。

緊急停止類別

停止類別也由監管標準定義。在這種情況下，它們在 IEC 60204-1 中定義。停止類別 0 等同于拔下電機的插頭。停止類別 1 使電機受控停止，然后拔下插頭。停止類別 2 使電機受控停止，然后保持通電。

停止類別 0 - 因不受控制的停止和立即斷電而停止

停止類別 1 - 通過帶電的受控停止停止，然后在停止時斷開電源

停止類別 2 - 通過帶電的受控停止停止，然后保持電源打開

AZ 系列驅動器的 STO 功能與 IEC 60204-1 定義的停止類別 0 直接相關。在停止類別 0 下，電機通過強制和立即切斷機器執行器的電源而停止，例如不受控制的停止（無減速）。

類似安全功能的其他類似縮寫詞有 SS1（安全停止 1）、SS2（安全停止 2）、SOS（安全操作停止）、SSE（安全緊急停止）和 SBC（安全制動控制）。其中，只有 STO 被評為停止類別 0，SS1 被評為停止類別 1，SS2 被評為停止類別 2。

安全標準和適用產品

STO電路適用的標準有IEC 61800-5-2、EN 61800-5-2、IEC 61508-1、EN 61508-1、IEC 61508-2、EN61508-2、IEC 62061、EN 62061、ISO 13849- 1 和 EN/ISO 13849-1。AZ 系列驅動器的 STO 功能額定為 SIL 3 和 PL e（類別 3）。

STO電路是AZ系列驅動器的內置功能，包括控制器內置型、RS-485通訊脈沖輸入型、脈沖輸入型。

以下是AZ系列內置STO電路功能驅動器的安全參數。每小時危險故障的平均頻率 (PFH = 2.96x10^-9)。安全完整性等級為 SIL 3。性能等級為 PL e，停止類別為 0。這優于業內提供的其他一些 STO 功能。

審核編輯黃宇