變頻器丟失調速信號的恢復及處理

李輝　李云輝　冶文軍　溫子勝

摘要：化工廠中一般通過4-20 mA電流信號控制變頻器調速，由于DCS 板卡死機或者故障時，就會造成調速變頻設備的4-20 mA電流信號丟失。某些關鍵設備的調速電流信號丟失后停機會造成生產線關鍵機組連鎖停車，當該情況出現，而生產實際要求快速恢復生產時，關鍵設備變頻器調速信號的恢復就迫在眉睫，故障必須快速處理。

關鍵詞：變頻器；調速；故障；電流；信號

0 引言

添加劑系統是聚乙烯擠壓造粒機組中的關鍵設備，添加劑系統由數臺變頻電動機和異步電動機組成，某些變頻設備的調速電流信號丟失后會造成設備停機，此時相關連鎖會造成整個擠壓造粒生產線機組連鎖停車。此時必將減少化工廠產品的連續生產時間，降低化工廠的經濟效益。

因此，及時恢復造粒添加劑系統變頻設備調速信號，盡早恢復聚乙烯擠壓造粒機組的運行對于提高化工廠產品的連續生產時間和經濟效益非常重要。

1 變頻器丟失調速信號事件

2015年入冬后，我廠某套生產裝置在增加生產負荷的過程中突然發生一起變頻設備丟失調速信號的停機事件。由于該變頻設備的停機造成了裝置擠壓造粒機組的連鎖停車，因此對我廠的連續生產影響較大。停機設備所用變頻器是丹佛斯VLT5000型變頻器，其調速信號是由儀表DCS板卡提供的4-20mA電流信號，電流信號大小由工藝操作人員調整。

在生產實際中，為了保證生產的可靠性，提供調速信號的儀表DCS板卡共有兩塊，一塊板卡正常時提供調速信號，第二塊板卡作為應急備用。但是在這次事件中，提供調速信號的兩塊儀表DCS板卡先后出現故障，造成丹佛斯VLT5000型變頻器接收的調速信號丟失，變頻器輸出隨即為零，添加劑關鍵設備停機，隨后造成生產裝置擠壓造粒機組連鎖停車。

2 變頻器調速信號的恢復

由于儀表技術人員短時間內無法恢復丹佛斯VLT5000型變頻器接收的調速信號，而生產裝置迫切需要開機，為了及時恢復生產，技術人員臨時使用信號發生器（FLUKE705）給變頻器發送4-20mA電流信號，并根據生產要求逐步提高電流信號，保證了生產裝置的快速開工。

待生產運行穩定后，技術人員根據信號發生器最后的穩定輸出值對變頻器進行參數設定，在保證變頻器輸出不變、不停機的情況下撤出信號發生器，變頻器輸出轉為自身參數控制。

待儀表DCS板卡調試正常，滿足投入運行的條件后，在保證變頻器輸出不變、不停機的情況下變頻器輸出轉為儀表4-20mA電流信號控制調速。

3 變頻器調速信號轉換的參數設置

變頻器的速度調節可由外部調速信號或者變頻器自身參數控制，在保證變頻器輸出不變、不停機的情況下實現內部和外部調速信號的轉換，必須對變頻器相關參數進行設定和檢查。

變頻器輸出轉為自身參數控制時：將VLT5000參數214（預置給定類型）設置為0，此時，其中一個可調整的預設給定值（參數215-218）以最大可能給定值的百分數形式被加進；檢查參數215（預置給定值）為0%；在增大變頻器參數215（預置給定值）的同時減小變頻器外部信號給定值，最終將變頻器輸出轉為自身參數控制。

變頻器輸出轉為外部調速信號控制時：將VLT5000參數214（預置給定類型）設置為0，此時，其中一個可調整的預設給定值（參數215-218）以最大可能給定值的百分數形式被加進；檢查參數215（預置給定值）為某一固定值，記錄該數值；在減小變頻器參數215（預置給定值）的同時增加變頻器外部信號給定值，最終將變頻器輸出轉為外部調速信號控制。

需要注意的是，由于參數215（預置給定值）設定為百分數形式，而外部調速控制信號為4-20mA電流信號形式，相同的參數量需要數據計算和轉換。

4 變頻器丟失調速信號后的輸出保持

經過技術人員多次的摸索和實驗，我們發現可通過修改參數、面板操作，實現信號丟失不停機、手動調節頻率、儀表信號恢復后不停機切換回DCS控制的功能。

具體操作步驟如下：

提前將VLT5000變頻器的參數317設置為1s，參數318設置為：鎖定輸出頻率 [1] ；當設備運行中儀表速度設定信號4-20mA信號丟失，變頻器會以信號丟失時的頻率繼續運行；此時工藝無法調速，變頻器顯示報警2，且模擬輸入顯示為零，變頻器依然在運行且無其它報警信號；根據生產調速要求，將變頻器切換到面板控制器操作狀態。將參數002由原來的外部控制[0]，修改為操作器控制【1】，調整參數003（0-50Hz），手動對變頻器進行調速。此時DCS失去對變頻器的啟停、速度控制能力。

當儀表4-20mA信號恢復后，可根據工藝負荷將頻率手動調整到一定值并保持與儀表給定的儀表信號相對應，將操作器控制轉為外部控制，參數002由原來的操作器控制【1】調整到外部控制[0]，此時DCS恢復失去對變頻器的啟停、速度控制能力。

5 結論

添加劑系統是聚乙烯擠壓造粒機組中的關鍵設備，通過更改該系統中變頻電動機所用丹佛斯VLT5000型變頻器的參數后，當儀表給定的調速控制信號丟失后可以實現變頻器輸出鎖定，保證電動機繼續運行、手動調速和調速的切換和恢復。這對整個擠壓造粒生產線機組的連續、平穩運行意義重大，增加了化工廠產品的連續生產時間，提高了經濟效益。

以上就是我廠一例變頻器調速控制信號丟失后的探索和實驗，希望能為其他變頻器的運行和維護提供一定的參考作用。

參考文獻：

[1]Danfoss VLT8000操作手冊

[2]Danfoss VLT5000操作手冊

[3]Danfoss VLT Automation Drive FC300操作手冊

作者簡介：

李輝，男，本科，新疆獨山子石化公司乙烯廠電氣車間高級工程師，主要從事工廠電氣設備試驗、維護、檢修工作。