變頻調(diào)速裝置可優(yōu)化電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，大幅提高其運(yùn)行效率，達(dá)到節(jié)能目的。過去受價(jià)格、可靠性及容量等因素限制，在我國風(fēng)機(jī)市場上一直未能得到廣泛應(yīng)用。近年來，隨著電子器件和控制技術(shù)的迅速發(fā)展,高壓變頻器的價(jià)格不斷下降,可靠性不斷增強(qiáng)，且模塊化的設(shè)計(jì)使其容量幾乎不受限制，相應(yīng)地高壓大容量變頻器也被逐步大量應(yīng)用。 

山西陽光發(fā)電有限責(zé)任公司1#爐技術(shù)改造在2臺引風(fēng)機(jī)電機(jī)上分別加裝1套北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的2000kW/6kV高壓變頻裝置。控制器由高速單片機(jī)、工控PC和PLC共同構(gòu)成。單片機(jī)實(shí)現(xiàn)PWM控制。工控PC提供友好的全中文WINDOWS監(jiān)控和操作界面，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)化控制。內(nèi)置PLC則用于柜體內(nèi)開關(guān)信號的邏輯處理，可以和用戶現(xiàn)場靈活接口，滿足用戶的特殊需要。該高壓變頻器使用西門子的PLC中的S7-200，具有較好的與DCS系統(tǒng)接口能力。根據(jù)引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行特性要求以及高壓變頻器控制的具體要求，確定采用如下DCS系統(tǒng)與變頻調(diào)速系統(tǒng)的接口及控制方案。

1．DCS系統(tǒng)與高壓變頻器的接口方案設(shè)計(jì) 

DCS系統(tǒng)與高壓變頻器之間的信號總共有22個(gè)，其中開關(guān)量信號18個(gè)，模擬量信號有4個(gè)。每臺引風(fēng)機(jī)高壓變頻器開關(guān)量信號包括：①待機(jī)狀態(tài)；②運(yùn)行狀態(tài)；③停止?fàn)顟B(tài)；④輕故障報(bào)警；⑤重故障報(bào)警；⑥高壓合閘允許；⑦單元旁路狀態(tài)；⑧啟動(dòng)命令；⑨停止命令。每臺引風(fēng)機(jī)高壓變頻器模擬量信號包括：轉(zhuǎn)速控制命令和轉(zhuǎn)速反饋信號。 

通過對上述信號在DCS系統(tǒng)中的定義邏輯組態(tài)實(shí)現(xiàn)變頻控制方案。 

2．DCS控制中增加以下內(nèi)容 

為實(shí)現(xiàn)對變頻引風(fēng)機(jī)的啟?？刂萍稗D(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，在DCS顯示和控制中增加： 

（1）通過DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高壓變頻器啟停操作用于遠(yuǎn)方啟停高壓變頻器。 

（2）DCS控制高壓變頻器轉(zhuǎn)速控制實(shí)現(xiàn)引風(fēng)變頻的手自動(dòng)控制。 

（3）在DCS系統(tǒng)的顯示報(bào)警中增加高壓變頻器輕故障報(bào)警塊、重故障報(bào)警塊、工頻旁路狀態(tài)。 

3．運(yùn)行方式及控制邏輯的說明 

3．1引風(fēng)機(jī)高壓變頻器的運(yùn)行方式 

正常情況下，引風(fēng)機(jī)以變頻方式啟動(dòng)，考慮到高壓變頻器有可能故障，還具備1臺變頻、1臺工頻運(yùn)行方式和2臺工頻運(yùn)行方式。 

高壓變頻器運(yùn)行方式分為就地及遠(yuǎn)方控制2種。就地控制狀態(tài)時(shí)，DCS輸出的轉(zhuǎn)速命令信號跟蹤高壓變頻器轉(zhuǎn)速反饋，此時(shí)，對高壓變頻器的遠(yuǎn)方操作無效。 

高壓變頻器受DCS控制時(shí)分自動(dòng)和手動(dòng)2種方式。手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，運(yùn)行人員通過改變畫面轉(zhuǎn)速控制塊控制高壓變頻器轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)負(fù)壓的調(diào)節(jié)。 

3．2引風(fēng)機(jī)高壓變頻器啟動(dòng)的允許條件 

啟動(dòng)必須具備以下3個(gè)條件：①引風(fēng)機(jī)A、B的高壓部分已啟動(dòng)完成；②引風(fēng)機(jī)A、B的高壓變頻器就地從其PLC送來的啟動(dòng)就緒開關(guān)投入。③引風(fēng)機(jī)A、B的高壓變頻器的轉(zhuǎn)速設(shè)定值的輸出小于30％。 

由于高壓變頻器啟動(dòng)的前提為引風(fēng)機(jī)電機(jī)高壓開關(guān)必須合閘及啟動(dòng)反饋為1，而原有引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的條件繼續(xù)在整個(gè)邏輯中起作用，即原有的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)條件保留下來作為引風(fēng)機(jī)高壓變頻器啟動(dòng)的允許條件。另外考慮到高壓變頻器就地的實(shí)際條件，加入了高壓變頻器就地送來的就緒信號和A/B引風(fēng)機(jī)變頻就緒作為啟動(dòng)的另一條件。 

在高壓變頻器遠(yuǎn)方啟動(dòng)的調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)：由于高壓變頻器轉(zhuǎn)速設(shè)定塊中的命令可能在一個(gè)較高的轉(zhuǎn)速位，而這時(shí)啟動(dòng)高壓變頻器必然會對爐膛負(fù)壓有一個(gè)較大擾動(dòng)，而且容易造成運(yùn)行誤操作，所以在啟動(dòng)中加入了命令必須＜30％的限制。 

3．3引風(fēng)機(jī)高壓變頻器轉(zhuǎn)速調(diào)整的自動(dòng)調(diào)節(jié) 

（1）A、B高壓變頻器轉(zhuǎn)速自動(dòng)的開關(guān)量部分 

當(dāng)引風(fēng)機(jī)靜葉投入自動(dòng)時(shí)，將會閉鎖A、B高壓變頻器轉(zhuǎn)速投自動(dòng)。另外當(dāng)偏差回路中形成值超過一定值(暫定為50％)時(shí)，將自動(dòng)切除高壓變頻器自動(dòng)。爐膛負(fù)壓信號發(fā)生故障時(shí)，則發(fā)傳感器故障信號，高壓變頻器退出自動(dòng)。當(dāng)爐膛負(fù)壓低一值觸發(fā)時(shí)，延時(shí)3s后閉鎖轉(zhuǎn)速增加，當(dāng)爐膛負(fù)壓高一值觸發(fā)時(shí)，延時(shí)3s后閉鎖轉(zhuǎn)速減少。 

（2）A、B高壓變頻器轉(zhuǎn)速自動(dòng)的模擬量 

由于變頻調(diào)節(jié)對象與引風(fēng)機(jī)靜葉調(diào)節(jié)對象一樣，所以將原有的偏差形成回路直接引出作為現(xiàn)有的變頻調(diào)節(jié)的偏差作用于現(xiàn)有的引風(fēng)變頻控制。并就變頻的特點(diǎn)加入了結(jié)合轉(zhuǎn)速的平衡回路，將兩側(cè)的出力保持平衡。同時(shí)也獨(dú)立的加入其單雙風(fēng)機(jī)變頻方式的增益回路，由于原有的偏差形成回路中包含了總風(fēng)量的前饋部分，所以在新的變頻轉(zhuǎn)速回路中就不再增加，考慮到一旦發(fā)生單臺引風(fēng)變頻跳閘，又不能恢復(fù)變頻方式運(yùn)行，將原有的擋板控制回路中的電流平衡回路改為位置反饋平衡回路，同時(shí)將另一臺引風(fēng)變頻逐步加到最大后，投入引風(fēng)自動(dòng)。 

3．4引風(fēng)機(jī)變頻涉及的相關(guān)跳閘保護(hù) 

（1）單側(cè)風(fēng)機(jī)的變頻跳閘聯(lián)跳相應(yīng)一側(cè)的送風(fēng)機(jī)，并聯(lián)關(guān)相應(yīng)擋板及靜葉的邏輯不變。 

（2）雙側(cè)風(fēng)機(jī)的變頻跳閘后，由于相應(yīng)的A風(fēng)機(jī)和B風(fēng)機(jī)的高壓開關(guān)聯(lián)跳，故保留原鍋爐主保護(hù)PLC控制器中的MFT跳閘回路不變。 

（3）原有的引風(fēng)機(jī)跳閘回路中增加了高壓變頻器重故障聯(lián)跳引風(fēng)機(jī)功能，從而保證在變頻方式下變頻跳閘聯(lián)跳引風(fēng)機(jī)，工頻方式下該條件被閉鎖。 

引風(fēng)機(jī)變頻控制的流程如圖1所示。