STO, SS1, SS2 : choisir l’arrêt sûr d’une machine

STO coupe le couple sans freiner.
SS1 freine avant de couper le couple.
SS2 garde l’axe sous contrôle à l’arrêt.

STO ne suffit pas toujours.

Arrêter une machine ne signifie pas toujours couper toute l’énergie

Une fonction de sécurité réduit le risque produit par une machine ou une installation à un niveau acceptable. Le choix dépend du mouvement, de l’inertie, des forces extérieures et de la présence éventuelle d’un opérateur près de l’axe. Un petit convoyeur, un axe à forte inertie et une charge suspendue ne réagissent pas de la même manière après une coupure.

Un article technique publié par eShield le 8 août 2025 rapproche les fonctions STO, SS1 et SS2 des catégories d’arrêt 0, 1 et 2 de la norme EN 60204-1. La norme EN IEC 61800-5-2:2017 fournit le cadre des fonctions de sécurité intégrées aux variateurs et aux servomoteurs. La décision ne se prend donc pas à partir du seul acronyme inscrit sur une fiche technique.

Trois arrêts, trois comportements de l’axe

STO : le couple disparaît, l’inertie reste

La fonction Safe Torque Offou STO, empêche l’entraînement de produire un couple moteur. La machine n’est plus poussée par le moteur, mais elle peut continuer à avancer sous l’effet de son inertie, de la gravité ou d’une force mécanique extérieure. Un axe à forte inertie peut donc poursuivre son mouvement pendant un délai qui dépend de sa masse et des résistances du système.

STO correspond à un arrêt non contrôlé de catégorie 0. Il convient lorsque le mouvement résiduel ne crée pas de danger et lorsque l’arrêt immédiat du couple est préférable à un freinage piloté. La fonction est généralement intégrée aux variateurs, mais elle ne surveille pas la position de l’axe une fois le couple coupé.

SS1 : freiner, puis passer en STO

La fonction Safe Stop 1ou SS1, commence par un freinage contrôlé. Le variateur suit une rampe de décélération ou surveille le temps prévu, puis active le STO lorsque la séquence atteint sa condition de sécurité. L’arrêt combine ainsi une réduction active de la vitesse et une coupure du couple.

SS1 correspond à un arrêt de catégorie 1. Il convient aux machines dont l’énergie cinétique rend le simple arrêt en roue libre trop long ou trop incertain. Un équipement à forte inertie peut ainsi réduire sa vitesse de façon maîtrisée avant la coupure du moteur. Les variantes fondées sur le temps ou sur la surveillance de la rampe doivent être choisies selon l’architecture du variateur et l’analyse des risques.

SS2 : maintenir l’arrêt sous surveillance

La fonction Safe Stop 2ou SS2, ralentit également l’axe de manière contrôlée. La différence apparaît après l’arrêt : le système ne passe pas nécessairement en STO. Il maintient le moteur sous commande et utilise une fonction de type SOS, Safe Operating Stoppour surveiller la position dans une fenêtre définie.

Cette configuration conserve la régulation de l’entraînement et peut accélérer la reprise du processus lorsque le risque le permet. Elle ne convient pas à toutes les situations d’urgence. L’article technique publié par eShield le 8 août 2025 rappelle que l’arrêt de catégorie 2, associé à SS2, n’est pas destiné au bouton d’arrêt d’urgence typique, car le moteur reste sous contrôle actif.

Charge suspendue, inertie et opérateur : les critères qui tranchent

Une charge verticale constitue un cas particulier. Après un STO, le moteur ne fournit plus de couple pour retenir la charge. Une masse suspendue peut donc descendre sous l’effet de la gravité si aucune solution mécanique ne la maintient. Un frein mécanique ou un dispositif de maintien doit alors compléter la fonction de commande.

La proximité entre l’opérateur et le mouvement modifie aussi le choix. Dans une fiche technique datée du 7 septembre 2026Fritz Antriebstechnik distingue la coupure pure du couple des fonctions qui surveillent la vitesse, la position ou la direction. Pour une opération de réglage avec protecteur ouvert, une vitesse limitée et surveillée peut être plus appropriée qu’un simple arrêt qui interdit tout mouvement.

Le besoin de redémarrer rapidement peut orienter vers SS2, mais uniquement si l’analyse des risques autorise le maintien de l’axe sous tension. Si la machine doit perdre son couple sans attendre, STO reste plus direct. Si elle doit d’abord dissiper une énergie importante, SS1 apporte une phase de freinage contrôlée.

Les fonctions qui encadrent le mouvement

STO, SS1 et SS2 ne couvrent pas toutes les situations. SLS, ou Safely Limited Speedlimite la vitesse maximale, notamment pendant le réglage ou le mode apprentissage. SSR, ou Safe Speed Rangesurveille une plage de vitesse avec une limite basse et une limite haute.

D’autres fonctions portent sur la position et la direction. SLP surveille une limite de position, SDI autorise une direction de déplacement déterminée et SOS vérifie le maintien de l’axe à l’arrêt. Le sigle SSR peut toutefois désigner un état de type Safe State Reached dans certaines documentations. La signification exacte doit donc être contrôlée dans le manuel du variateur et dans le schéma de sécurité. La documentation technique de STOEBER recense également les fonctions SLS, SSR, SDI, SLP, SOS, SBC et SBT.

Une méthode de choix en cinq vérifications

1. Décrire le danger : repérer l’organe mobile, la zone accessible, la vitesse et la conséquence possible d’un mouvement résiduel.
2. Évaluer l’énergie : tenir compte de la masse, de l’inertie, de la vitesse, du temps d’arrêt et des forces extérieures.
3. Choisir le scénario d’arrêt : retenir STO si la roue libre est acceptable, SS1 si le freinage doit être contrôlé, ou SS2 si l’axe doit rester sous surveillance après l’arrêt.
4. Vérifier le maintien : prévoir un frein et une fonction SBC ou SBT lorsqu’une charge suspendue, une pente ou une force mécanique peut déplacer l’axe.
5. Tester les défauts : vérifier le comportement en cas d’échec du freinage, de dépassement de vitesse, de dérive de position ou de perte du signal de sécurité.

Cette méthode évite de confondre arrêt rapide, arrêt contrôlé et arrêt surveillé. Les catégories de la norme, les fonctions disponibles dans le variateur et les résultats de l’analyse des risques doivent rester cohérents avec le fonctionnement réel de la machine.

Le bon arrêt suit le risque, pas l’habitude.