變頻調(diào)速裝置可優(yōu)化電動機的運行狀態(tài)，大幅提高其運行效率，達到節(jié)能目的。過去受價格、可靠性及容量等因素限制，在我國風(fēng)機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,高壓變頻器的價格不斷下降,可靠性不斷增強，且模塊化的設(shè)計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)機電機上分別加裝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、工控PC和PLC共同構(gòu)成。單片機實現(xiàn)PWM控制。工控PC提供友好的全中文WINDOWS監(jiān)控和操作界面，同時可以實現(xiàn)遠程監(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)機的運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 

DCS系統(tǒng)與高壓變頻器之間的信號總共有22個，其中開關(guān)量信號18個，模擬量信號有4個。每臺引風(fēng)機高壓變頻器開關(guān)量信號包括：①待機狀態(tài)；②運行狀態(tài)；③停止狀態(tài)；④輕故障報警；⑤重故障報警；⑥高壓合閘允許；⑦單元旁路狀態(tài)；⑧啟動命令；⑨停止命令。每臺引風(fēng)機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)實現(xiàn)變頻控制方案。 

2．DCS控制中增加以下內(nèi)容 

為實現(xiàn)對變頻引風(fēng)機的啟停控制及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，在DCS顯示和控制中增加： 

（1）通過DCS系統(tǒng)實現(xiàn)高壓變頻器啟停操作用于遠方啟停高壓變頻器。 

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

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

3．運行方式及控制邏輯的說明 

3．1引風(fēng)機高壓變頻器的運行方式 

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

高壓變頻器運行方式分為就地及遠方控制2種。就地控制狀態(tài)時，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，對高壓變頻器的遠方操作無效。 

高壓變頻器受DCS控制時分自動和手動2種方式。手動狀態(tài)時，運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，實現(xiàn)負壓的調(diào)節(jié)。 

3．2引風(fēng)機高壓變頻器啟動的允許條件 

啟動必須具備以下3個條件：①引風(fēng)機A、B的高壓部分已啟動完成；②引風(fēng)機A、B的高壓變頻器就地從其PLC送來的啟動就緒開關(guān)投入。③引風(fēng)機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的前提為引風(fēng)機電機高壓開關(guān)必須合閘及啟動反饋為1，而原有引風(fēng)機啟動的條件繼續(xù)在整個邏輯中起作用，即原有的風(fēng)機啟動條件保留下來作為引風(fēng)機高壓變頻器啟動的允許條件。另外考慮到高壓變頻器就地的實際條件，加入了高壓變頻器就地送來的就緒信號和A/B引風(fēng)機變頻就緒作為啟動的另一條件。 

在高壓變頻器遠方啟動的調(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較高的轉(zhuǎn)速位，而這時啟動高壓變頻器必然會對爐膛負壓有一個較大擾動，而且容易造成運行誤操作，所以在啟動中加入了命令必須＜30％的限制。 

3．3引風(fēng)機高壓變頻器轉(zhuǎn)速調(diào)整的自動調(diào)節(jié) 

（1）A、B高壓變頻器轉(zhuǎn)速自動的開關(guān)量部分 

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

（2）A、B高壓變頻器轉(zhuǎn)速自動的模擬量 

由于變頻調(diào)節(jié)對象與引風(fēng)機靜葉調(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。同時也獨立的加入其單雙風(fēng)機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，同時將另一臺引風(fēng)變頻逐步加到最大后，投入引風(fēng)自動。 

3．4引風(fēng)機變頻涉及的相關(guān)跳閘保護 

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

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

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

引風(fēng)機變頻控制的流程如圖1所示。