变频器自锁控制在工业现场中的应用

《工业控制计算机》2011年第24卷第11期1实施背景济钢2＃1750泵房B泵组现有4台供水泵，用ABPLC和ABB变频器进行调速控制，每天根据高炉生产的实际情况，操作人员通过上位机对泵的频率进行设定，因为该泵组主要负责高炉的一次供水，所以供水泵的稳定运行对高炉的安全生产起到至关重要的作用。2＃1750高炉B泵组供水泵控制系统是一个典型的范例，在高度集中监控的背景下，其控制风险逐渐暴露，近几年发生过由于PLC底板故障、CPU故障等导致的系统瘫痪事故，直接影响高炉的生产，造成了恶劣的影响。如何摆脱如此被动挨打的局面，是摆在电气专业技术人员面前的一项难题，由于其现有控制方式已经是既成事实，从本质上释放风险，改变其控制思路就等于对系统推倒重来，是颠覆原有设计的大规模系统改造。2方案的制定通过对此类型的控制系统进行分析，操作的所有控制点全部进入PLC，现场机旁操作箱控制和电脑的集中控制全部是借助PLC程序进行逻辑运算，PLC相当于该系统的大脑，例如B泵组1＃泵控制，当需要开泵时，PLC就输出一个指令让接触器闭合，操作人员在根据高炉的实际情况，在上位机上对频率进行设定，通过PLC转化成4～20mA的信号对变频器进行控制，由于该指令是单输出控制，当UPS或PLC任何一个环节出现故障，该指令无法进行自保持，造成所有正在运行的泵跳闸，进而引发事故。因此，解决问题应从两方面进行考虑，第一，当UPS和PLC出现故障时，如何将PLC的输出点进行自保持；第二，当UPS或PLC出现故障时和PLC第一次上电时，如何将PLC转化成的4－20MA的模拟信号进行锁存。3改造方案设计对PLC的输出点进行自保持，将原设计的单输出的置位信号，改造成双输出的自保持信号，对低压柜内的控制回路进行改造。对PLC转化的4～20mA的模拟信号进行锁存，当模拟输入信号低于最小设定值时（最小设定值设定4mA），变频器将产生一个警告信息，并将速度保持为传动单元最后转速的速度值，这样PLC出现故障时，可以对PLC转化的4～20mA模拟信号进行锁存，变频器将以它前一时刻的速度运行；当UPS或PLC故障恢复后，PLC在上电第一个扫描周期时，ABPLC模拟量输出值是0mA，变频器将认为PLC模拟输入信号低于最小设定值时，所以变频器也将会以它前一时刻的速度运行，。以上说明PLC出现故障或者是PLC恢复后，变频器都将以它前一时刻的速度运行，可以保证供水泵的正常运行。图1变频器改造原理图改造前B－1KA1是通过PLC的程序进行自保，PLC发出的指令是置位信号，供水泵在正常运行的过程中依赖于PLC，B－1KA1是长时间的闭合；改造后B－1KA1是通过现场回路B－1KM1的接触器附点进行自保，供水泵在正常运行的过程中完全脱离于PLC系统，只是在启动的瞬间B－1KA1是闭合的，若使供水泵停止，B－1KA2只需断开即可，PLC控制B－1KA1（下转第119页）变频器自锁控制在工业现场中的应用孙喜亮（济南钢铁股份有限公司能源动力厂电气自动化车间，山东济南250101）SelfControlFrequencyConverterApplicationinIndustry摘要传统的PLC与变频器相结合的控制方式，并没有考虑到PLC故障时对变频系统所造成的影响，针对这些难点问题进行分析，给出了相应的解决方法。主要对ABB公司的变频器和AB公司的PLC进行分析，并介绍了变频器自锁控制在济钢2＃1750泵房B泵组中的应用。关键词：变频器，自锁，PLCAbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,inverterbecauseofitsenergy－saving,PLCbecauseofitssimplicity,highefficiency;thecombinationofbothcontroliswidelyusedinallwalksoflife．ThetraditionalPLCandinvertercontrolmethodthatcombines,anddonottakeintoaccountPLCfaultforvariablefrequencysystemcausedbytheimpact,inviewoftheseproblemsareanalyzes,somesolutionsaregiven．ThispaperfocusesontheABBfrequencyconverterandABPLCanalysis,andintroducesbasedonfrequencyconvertercontrolinJigang2self－locking＃1750pumpBpumpapplication．Keywords:inverter,self－lockin