变频恒压供水的休眠与唤醒机制探析

在生活供水系统中，夜间的用水量往往很少，如果容量较大的水泵继续处于运行状态，势必造成能源的浪费。为了节约能源，通常在用水量较少时让主泵暂停运行而进入休眠状态，起动容量较小的辅助小泵来维持管网中的压力。当用水量增加时，再将主泵唤醒投入运行。下面用两个实例给以介绍。

1.艾默生TD2100系列变频器

该变频器可以在一天24小时中设置一个休眠时间区间t_s，在休眠区间里，主泵停机休眠，起动辅助小泵运行。辅助小泵只要将管网压力保持在休眠压力就可以了，同时，设置一个休眠压力的允许偏差。这里所说的休眠压力不是正常供水时段由给定目标值设置的压力，而是前者小于后者。由给定目标值设置的压力为P_C，休眠压力设定值为P_S，休眠压力的允许偏差在P_SH和P_SL之间，如图4-17所示。

图4-17 变频恒压供水的休眠与唤醒

在休眠时间区间内，如果管网压力低于休眠压力的下限值P_SL，则主泵被唤醒，这时主泵与辅助小泵同时运行，直至管网压力恢复到高于休眠压力的上限值时，主泵再次休眠，见图4-17中的t₁～t₂时间段。

为了实现上述功能，应对相关参数进行设置如下：

1）功能码F49预置休眠区间的开始时间，数据码范围是00：00～23：59；

2）功能码F50预置休眠区间的结束时间，数据码范围是00：00～23：59；

3）功能码F51预置休眠压力，数据码范围是0.000～9.999MPa；

4）功能码F52预置休眠压力的容许偏差，数据码范围是0.0～20.0%，是以休眠压力P_S（F51的预置压力）为基准，允许上下偏差范围的百分数。(www.xing528.com)

2.ABB ACS800系列变频器

该变频器采用PID调节功能实现恒压供水，当用水量很小时，变频器的输出频率会相应下降，频率降至某一极限频率并持续一定时间后时，主泵停机进入休眠状态。相关功能参数设置如下：

功能码81.06预置睡眠延迟时间（确认时间），数据码范围是0.0～3600.0s；

功能码81.07预置睡眠前的极限频率，数据码范围是0.0～120.0Hz；

功能码81.08预置管网压力的下限值，用目标压力的百分数表示，数据码范围是0.0～100.0%。

如果主泵的运行频率已经下降到极限频率f_SL（功能码81.07预置的频率），但其持续时间小于功能码81.06预置的延迟确认时间t_d，变频器可以不予理会；而当低于极限频率f_SL的时间大于确认时间t_d时，变频器使主泵暂停运行进入睡眠状态，同时起动辅助小泵，使管网维持必要的压力。这种变频器的独特之处是辅助小泵也能进行变频调速。

主泵休眠后，如果由于用水量增加而使管网压力低于下限值P_L（功能码81.08预置）时，主泵将被重新唤醒。

由以上分析可知，主泵进入休眠状态的判断条件是运行频率低于极限频率f_SL并持续了确认时间t_d；而唤醒条件是管网压力低于下限值P_L，从图4-18可见，在主泵休眠期间，管网压力可能会有稍许变化，但只要功能码81.08预置得当，对用户用水不会产生影响。当然这也是获得最佳用水压力和节约电能相互妥协的结果。

图4-18 ACS800系列变频器的休眠与唤醒