1、鍋爐給水變頻器自控系統(tǒng)的冗余設計工業(yè)鍋爐給水泵采用變頻調速時，給水控制系統(tǒng)大多輸出4-20mA電流做頻率給定信號。且頻率給定信號與變頻器輸出頻率成正比關系， 生產中如果自控系統(tǒng)斷電或變頻器出故障， 都會使變頻器的給定頻率 信號為0，而導致變頻器的輸出頻率為OHz,使給水泵停轉中斷給水， 這對鍋爐安全是極不利的。因此應采取一定的措施，以避免斷水事故 的發(fā)生。有的變頻器有“模擬信號輸入端子斷線檢出”功能， 該功能控制的是 一個觸點信號，因此可充分應用該觸點信號來實現冗余。 但早期的變 頻器或有的變頻器沒有這一功能。 對于安全要求較高的應用場合，可 設計模擬給定信號斷線檢測和儀表電源供電檢測電路，

2、來實現安全冗 余。本文以富士 P9S變頻器為例，對鍋爐給水變頻器自控系統(tǒng)和電氣 系統(tǒng)的冗余作一介紹。鍋爐給水變頻器自控系統(tǒng)的冗余【鍋爐給水變頻器自控系統(tǒng)方案一】鍋爐水位控制通常選用PID調節(jié)器，該類儀表具有下限限幅及報警輸 出功能，圖1的電路可監(jiān)視自控系統(tǒng)供電、PID調節(jié)器、手動操作器 無輸出及連接導線斷路等故障，為便于跟蹤操作，選用Y R-GFY型智能手動操作器，該儀表輸入輸出為 4-20mA言號，具有自動、手動、 強制手動三種工作方式。圖1中檢測手操器信號的儀表是一臺智能顯 示控制儀（輸入4-20mA變送輸出4-20mA）出或電流信號報警設定 器（輸入4-20mA輸出4-20mA），關鍵是

3、電流檢測報警點的選取。自 動正常工作時，由于有電流信號輸入變頻器，R兩端壓降大于報警點， 繼電器KA1不動作，當由于某種原因使輸入變頻器的電流小于 4mA寸， 繼電器K吸合，使觸點KA1-1斷開，將操作器切換至強制手動，操作 器手動狀態(tài)指示燈閃亮，提醒司爐工注意。如果操作器正常，則切至 強制手動后，按上升、下降鍵，將有控制電流輸出，則 R兩端電壓恢 復正常，繼電器K復原，觸點KA1-1閉合，KA1-2斷開；此時通過手 動操作器手動方式來對變頻器進行操作，如果是手動操作器斷電或故 障原因引起的電流小于4mA則KA1無法復原，KA1-2閉合使變頻器 XI、CM端子接通，變頻器將按設定的第一速度運行

4、（要將變頻器20 號參數設定為50Hz、32號參數設定為0000），保證了鍋爐供水不中 斷。鍋爐給水變頻器自控系統(tǒng)安全冗余示意圖【說明】 示意圖中11和C1為變頻器頻率設定電流端子；11、12和13為變頻 器頻率設定電位器端子；X1和CM為變頻器控制1輸入端子；X4和 CM為變頻器控制4輸入端子；30B和30C為變頻器跳閘或故障報警輸 出（常開觸點）端子。當PID調節(jié)器輸入信號線斷路時，其輸出電流為故障安全輸出值的設 定電流值，此值以75嘛妥，此時不會報警。當 PID調節(jié)器無電流 輸出，或操作器的導線斷路時，操作器仍有輸出，但其電流值小于 4mA智能顯示控制儀報警，作用過程同上。為避免正常時的

5、誤動作， 因此應對PID調節(jié)器輸出下限的限幅值進行設定，且設定值應4mA 【鍋爐給水變頻器自控系統(tǒng)方案二】采取對變頻器的頻率給定信號在自動時用電流給定，手動時用電壓給定。即增加一只電位器 W來調整變頻器的給定頻率，當變頻器 00號 參數頻率命令設定為2時，變頻器的給定頻率信號為電流和電壓兩者 之和，由于有兩種頻率設定信號輸入變頻器，提高了冗余度，但也存 在問題，如果用電流作自動控制時，有人調動了電位器，使原給定頻 率信號發(fā)生變化，對系統(tǒng)造成擾動。為此可采取正常時變頻器只接收 電流信號，異常時接收電壓信號；可使用轉換開關，來實現自動時接 入電流信號，手動時接入電壓信號。而轉換開關功能由變頻器來擔

6、任， 如圖1中的虛線接法，并將變頻器32號參數設置為0010,正常時繼 電器K不會動作，其常閉觸點KA1-3使變頻器X4、CM端子接通，使 變頻器的給定頻率只接收電流信號， 而調動電位器不起作用，當電流 信號小于4mA寸，繼電器K吸合，觸點KA1-4接通報警信號提醒司爐 工注意、同時觸點KA1-3斷開，改由電位器手動來控制變頻器的輸出 頻率。保證鍋爐供水不中斷。【鍋爐給水變頻器自控系統(tǒng)方案三】考慮到儀表供電電源更易出故障，也可只監(jiān)視控制器和PID調節(jié)器的 供電是否正常。只需選擇與儀表供電電壓一致的一只繼電器，與儀表接同一電源，并將其常閉觸點接至變頻器的 XI、CM端子，變頻器的 20號、32號

7、參數設定值同方案一，當儀表供電中斷時，繼電器線圈 失壓，常閉觸點復原，發(fā)報警信號的同時，變頻器輸出頻率為50Hz,使給水泵全速運轉，水位通過調節(jié)閥門手動來控制。如果控制器與操 作器的供電電源不一致時，可分別選用繼電器，將其常閉觸點并聯接 至變頻器的XI、CM端子即可。鍋爐給水變頻器電氣系統(tǒng)的冗余電氣系統(tǒng)應設置變頻器跳閘的聲光報警信號，可在變頻器30C、30B端子串入一個繼電器KA2,作為變頻器跳閘檢測和報警用，繼電器KA2 觸點接入閃光報警儀，以提醒司爐工來采取措施。即變頻器跳閘后復 位無效或變頻器發(fā)生故障時，啟動備用水泵或將水泵供電切換至工頻 電源，使供水不中斷。幾乎所有的工業(yè)鍋爐給水泵都設計和裝備用水泵。因此直接啟動備用水泵是最有效的方法，備用泵的供電多數用工頻電源，設置一只備用 水泵的電源正常指示燈很有必要。而變頻、工頻電源自動切換裝置， 可根據需要來設置，在設置時，有兩個問題是必須注意的，即：變頻與工頻主交流接觸器之間應設置可靠