1.编码器信号故障
某些编码器会包含一个额外的输出端，当编码器内部的检测回路无法准确获取转子位置信息时，此输出端会从“高电平”切换至“低电平”。
只有在使用SMC30时才有此功能，当出现此类故障时，驱动会输出报警A3x470。
注释：x=编码器编号（x=1，2或3）
调试方法：将编码器的相应信号与设备的CTRL输入（控制信号）相连。不需要进行参数设置。
注意
断线时此输入会自动设置为高电平信号，因此编码器在断线时会被视作“良好”。
2.编码器监控扩展
“编码器监控扩展功能”支持本节3～12描述的编码器信号检测相关的功能扩展，通过参数p0437和r0459来激活。r0458.12=1可显示硬件是否支持扩展的编码器监控功能。
注意
1）仅可在编码器调试方法期间对“编码器监控扩展”的功能进行参数设置。在运行期间不能修改其相关参数！
2）相关功能的参数设置只能通过STARTER的专家列表进行修改。
3）如下功能适用于SMC30模块和采用内部编码器检测的控制单元，针对信号波形如图8-22所示。
3.编码器信号监控
此功能是在使用推挽信号的方波编码器中监控编码器信号A/B←→-A/B，以及R←→-R。编码器信号监控用于检测最重要的信号特性，如：振幅、偏移、相位。
图8-22 HTL.TTL信号波形图
激活编码器信号监控功能必须设置以下参数：
1）p0404.3=1，切换到方波编码器。
2）p0405.0=1，切换到双极性信号。
设置p0405.2=1以激活编码器信号监控功能。
若已从参数p0400的列表中选择了编码器，则p0405.2=1为预设值且无法进行修改。若自行配置编码器参数，可以在图8-23中找到p0405.2参数。
图8-23 p0405.2参数
在编码器信号监控激活时，可设置p0437.26=1取消激活此功能。对所有信号监控都可单独进行计算。此时即可使用HTL编码器，也可使用TTL编码器。识别出故障时会输出故障信息F3x117，故障信号以位编码记录在故障值中。
说明
在CU310-2、CUA32、D410-2和SMC30（仅订货号为6SL3055-0AA00-5CA0和6SL3055-0AA00-5CA1）模块中连接了无R信号的方波编码器，则会在激活信号监控时输出F3x117故障。
为了避免此故障，必须在编码器接口上将“编码器电源接地”（引脚7）和“参考信号R”（引脚10）相连，并将“编码器电源”（引脚4）和“反向参考信号R”（引脚11）相连。
4.零脉冲容差
此功能用于忽略与两个零脉冲之间与检测到的编码器脉冲个数相关的偶发故障。
（1）调试方法
设置参数p0430.21=1，以激活“零脉冲容差”功能。
（2）工作原理
1）在检测到第2个有效零脉冲后，“零脉冲容差”功能开始生效。
2）此后两个零脉冲间的脉冲数量首次与所配置的脉冲数量（旋转编码器p0425，直线编码器p0424）出现不一致时，先不会输出F3x100（零脉冲间脉冲个数错误）或Fx3101（零脉冲标记故障），而是会先输出报警A3x400（零脉冲间脉冲个数报警）或A3x401（零脉冲标记报警）。
3）若下一个零脉冲重新在正确的位置出现，则消除报警。
4）再次识别出错误的零脉冲位置，则会输出故障F3x100或Fx3101。
5.冻结转速原始值
若在反馈的转速实际值变化率较大的情况下，dn/dt监控报出了故障（见参数p0492参数说明），此时可通过“冻结转速原始值”功能在短时间内将反馈的转速实际值信号设为某一固定值，从而对转速实际值的变化进行均衡。
（1）调试方法
设置参数p0437.6=1，以激活“冻结转速原始值”功能。
（2）工作原理
1）若dn/dt监控作出了响应，则系统首先会输出报警A3x418“编码器x：超出了每个采样率的转速差值”，而不是F3x118故障。
2）此时冻结转速实际值，冻结时间为2个电流控制器的时钟周期。
3）转子位置继续累加。
4）在2个电流控制器的时钟周期后会解除速度实际值冻结。
6.可调节的硬件滤波器
（1）调试方法
设置参数p0438≠0，以激活“可调节的硬件滤波器”功能。
（2）工作原理
1）在参数p0438（方波编码器滤波时间）中输入一个在0～100μs范围内的滤波时间。硬件滤波器仅支持0（无滤波）、0.04μs、0.64μs、2.56μs、10.24μs和20.48μs这些赋值。若输入的数值不是上述固定值时，则会自动将硬件滤波时间r0452设置成比较大的接近值。p0438设置为10.24μs以上时，r0452会自动设定为20.48μs。
2）激活生效的滤波时间可在参数r0452中查看。
3）滤波时间会对电动机允许运行的最大转速有影响，其计算方法如下：
n_max[rpm]=60/（p0408·2·r0452）；p0408：旋转编码器的脉冲数。
示例
若p0408=2048.r0452=10.24[μs]；
此时n_max=60/（2048·2·10.24·10-6）=1430[rpm]
也就是说，此滤波时间内电动机的最大运行转速可达1430r/min，超过此速度运行则正常的编码器脉冲信号也会被滤除掉，造成设备故障停机。
7.零脉冲的脉冲沿分析
此功能适用于零脉冲宽度≥1个脉冲宽度的编码器。此类编码器在使用时激活零脉冲边沿监控会引发故障。
正向旋转时检测零脉冲的上升沿，反向旋转时检测其下降沿。这样便可将零脉冲宽度大于一个脉冲的编码器当作等距零脉冲编码器（p0404.12=1）进行参数设置，也就是说此时可以激活零脉冲监控，系统不会误报F3x100，F3x101。(www.xing528.com)
（1）调试方法
设置参数p0437.1=1以激活“零脉冲沿有效”功能。出厂设置p0437.1=0表示运行时激活零脉冲监控。
（2）工作原理
1）在极端情况下，若电动机以1转速度在零脉冲宽度范围内摆动，零脉冲宽度监控可能会出现数量级上的错误。
2）上述问题可通过对参数“p4686零脉冲最小长度”赋值来解决。可将参数p4686设为零脉冲宽度的3/4，以尽可能地减少上述错误。
3）为了能在有稍许不精确时，驱动设备不会输出故障F3x100（N，A）“编码器x：零脉冲间脉冲个数故障”，可以允许调节零脉冲间脉冲个数的偏差：
“p4680允许零脉冲监控公差”在设置了p0430.22=0（无磁极位置适配）和p0437.2=0（故障时不进行脉冲数量补偿）时，此参数可减少故障F3x100的触发几率。
8.故障时的脉冲数补偿
电流或其它EMC问题可能会使编码器检测的结果出现偏差。此时可以通过零脉冲对所测得的编码器信号进行补偿。
（1）调试方法
1）设置p0437.2=1以激活“故障时的脉冲数补偿”功能。
2）用零脉冲间脉冲个数（p4680）参数定义允许的公差（编码器脉冲个数）。
3）用参数p4681、p4682定义驱动设备中脉冲数量补偿的公差带范围。
4）通过p4686定义零脉冲的最小宽度。
（2）工作原理
此功能用于在公差带内（p4681、p4682）对两个零脉冲间错误的编码器脉冲进行完全补偿。补偿速度为每个电流控制器的时钟周期最多可以补偿编码器脉冲个数的¼。这样便可对缺少的编码器脉冲（例如由于编码器码盘脏污）进行持续补偿。p4681设置正向偏差上限脉冲个数，p4682设置负向偏差上限脉冲个数。若检测到两个零脉冲偏差超出了公差带，则会输出故障F3x131。
1）通过p4686设置零脉冲的最小长度。采用出厂设置1可防止EMC问题导致零脉冲故障。仅在设置参数p0437.1=1“零脉冲沿有效”时，才可以在小范围内抑制零脉冲故障。
2）若零脉冲偏差小于零脉冲最小长度（p4686），则不会进行补偿。
3）零脉冲持续出错的情况下会显示故障F3x101或报警A3x401。
注意
在“带零脉冲的换向”功能激活时（p0404.15=1），系统会等待精同步完成后（r1992.8=1）才进行补偿。
对用于换向用的磁极位置同样也会进行补偿。因此不必激活磁极位置适配（p0430.22=1）功能。在转速检测中此功能不会执行补偿。
9.公差带脉冲数量监控
此功能用于监控两个零脉冲间的编码器脉冲数量。若此数量位于可设置的公差带外，则会输出报警。
（1）调试方法
1）设置参数p0437.2=1以激活监控功能。
2）通过参数p4683和p4684设置公差带的上限和下限。在此公差带内识别出的脉冲数量被视作正确。
（2）工作原理
1）在每个零脉冲后都会检测，直到下一个零脉冲为止脉冲数量是否位于公差带以内。若非此状况，并且设置了“故障时的脉冲数量补偿”（p0437.2=1），则会输出报警A3x4225s。
2）若其中一个限值为0，则报警A3x422被禁用。
3）显示未经过补偿的编码器脉冲。p0437.7=1时，经过补偿的错误脉冲的数量会以正确的符号显示在r4688中。设置p0437.7=0，以在r4688中显示每个零脉冲距离进行过补偿的错误脉冲数量。若旋转一周后的偏移未达到公差带限值，则不会触发报警。若超出了零脉冲，则会重新进行测量。
4）脉冲数量超出公差带。若超出了公差带，除了输出报警A3x422外还会设置r4689.1=1。此数值至少会保持100ms，这样控制系统即便在驱动高速旋转状态下也能检测到数个连续的、间隙很小的过限值。可通过PROFIBUS/PROFINET将参数r4689的信息位作为过程数据发送至上级控制系统。
5）可将累计的补偿值通过PROFIBUS发送至上位控制系统（例如：p2051[x]=r4688）。控制系统可将计数器的内容设置为特定值。
注意
“公差带脉冲数量监控”功能也适用于在驱动组中作为主编码器运行的外部编码器（对来源于直接测量系统的位置值XIST1进行监控）。
10.脉冲信号沿有效（1x，4x）
“脉冲信号沿有效”功能让驱动器可以使用加工公差较高的方波编码器或者较旧的编码器。使用此功能可在编码器信号脉冲负载系数不均匀的脉冲编码器上计算出较为“平稳”的转速实际值。从而在设备更新时便可保留旧电动机以及旧编码器。
（1）调试方法
设置参数p0437位4和位5以激活“脉冲信号沿有效”功能，见表8-7。
表8-7 激活脉冲信号沿有效功能
（2）工作原理
在4x（4倍）计算中，会对A信号和B信号上一对脉冲的两个上升沿和两个下降沿分别进行计算。在1x（1倍）计算中，只会对A信号和B信号上一对脉冲的第一个或最后一个脉冲沿进行计算。
与1x计算相比，4x计算可以检测的最小速度是1x计算的1/4。但在编码器信号脉冲负载系数不均匀，编码器信号偏移非精确90°的增量编码器中，4x计算可能会导致转速实际值的“不稳定”。
下列公式描述了不等于0的最小转速：
n_min=60/（x*p0408）[rpm]，其中x=1或4（x为计算次数）。
11.“0”转速检测时间的设置
此功能适用于低速（额定转速40r/min以下）时，正确反馈接近于0的实际转速。这样可避免驱动系统在静止状态下速度控制器的积分（Ⅰ）分量缓慢增加，从而产生不必要的转矩。
调试方法：在参数p0453中输入所需的测量时间：若在此时间内未识别出A/B信号的脉冲，则反馈的转速实际值为“0”。
12.转速实际值的滑动平均值计算
在使用低速电动机（<40r/min）和每转脉冲个数为1024的标准编码器时会碰到问题：每个电流控制器的时钟周期中检测到的编码器脉冲数量并不完全相同（p0430.20=1：不采用脉冲沿时间计算转速，采用增量差值法计算转速）。检测到的编码器脉冲数量的不同会导致转速实际值的跃变，尽管编码器以恒定转速运行。
调试方法：
1）设置参数p0430.20=0（工厂设置：脉冲沿时间计算转速）用于计算滑动平均值。
2）在参数p4685中输入电流控制器的时钟周期的数量，通过此数值计算转速平均值。通过求平均值可根据给定的周期数量对偶发的故障脉冲进行平滑。p4685最大可以设置到20，即对20个电流控制器的时钟周期中的检测值取平均，作为转速实际值。
编码器故障排除见表8-8。
表8-8 编码器故障排除
（续）
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