傳統的工業鍋爐汽包水位三沖量控制系統中，通常選擇氣關式調節閥或電動調節閥，當自控設備斷電或出故障時，給水氣動調節閥開至最大位置，使給水流量達到最大，以保證鍋爐的安全。
工業鍋爐給水泵采用變頻調速時，給水控制系統大多輸出4-2OmA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0Hz，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，來實現安全冗余。昌暉儀表現以富士P9S變頻器為例，對鍋爐給水變頻器自控系統和電氣系統的冗余作一介紹。
鍋爐給水變頻器自控系統的冗余
【鍋爐給水變頻器自控系統方案一】
鍋爐水位控制通常選用PID調節器，該類儀表具有下限限幅及報警輸出功能，圖1的電路可監視自控系統供電、PID調節器、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YR-GFY型智能手動操作器，該儀表輸入輸出為4-2OmA信號，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時，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Xl、CM端子接通，變頻器將按設定的第一速度運行(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%較妥，此時不會報警。當PID調節器無電流輸出，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。為避免正常時的誤動作，因此應對PID調節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生變化，對系統造成擾動。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時，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方案三】
考慮到儀表供電電源更易出故障，也可只監視控制器和PID調節器的供電是否正常。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X1、CM端子，變頻器的20號、32號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X1、CM端子即可。
鍋爐給水變頻器電氣系統的冗余
電氣系統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觸點接入八路閃光報警儀，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，有兩個問題必須注意，即：
①變頻與工頻主交流接觸器之間應設置可靠的電氣互鎖。如對電氣元件的可靠性不太放心時，不如裝一把雙擲式三相刀閘，采取停機后人工切換電動機主電路，更安全可靠。
②需要電動機工頻、變頻電源自動切換時，在控制電路中還應考慮加裝時間繼電器，用來避開變頻減速時間和電動機自由停機時間。
