背景

太倉，這座長江經濟帶和沿海開放帶交匯點上的港口城市，昂首于江蘇省東南部的長江三角洲開放區(qū)前沿，東瀕長江，南依上海，西接蘇州，是江蘇省經濟最為發(fā)達的縣(市)之一。早在兩千四百多年前，人們就開始在這塊肥沃的土地上進行農業(yè)耕種，曾因吳王及春申君在此設立糧倉而得名“太倉”。

太倉得天獨厚的地理位置和豐厚的經濟基礎，為其全方位發(fā)展提供了優(yōu)越的自然條件和前所未有的歷史性機遇，以石油化工、機電一體化、輕工食品、精密機械、高檔紡織服飾和能源原材料為主體的六大新興主導產業(yè)群正在加速形成。目前，太倉市人口約45萬，經濟年增長率在16%以上。2001年，太倉市國內生產總值位居江蘇省縣級市榜首，全國排名第七。

經濟的高速、持續(xù)發(fā)展離不開基礎建設的支持。正因為如此，太倉市決定新建一座水廠，為當地居民和商業(yè)用戶提供清潔的自來水。考慮到新水廠要服務于千家萬戶，其泵站供水能力需要達到每天二十萬立方米。

在這種情況下，必須采用可靠的設備和技術，確保水泵能夠連續(xù)運行，盡可能滿足用戶的需要，同時還實現恒壓供水，節(jié)省電能。太倉水廠原計劃采用固定轉速的水泵電機，但是他們很快意識到，這樣做并不能降低電能消耗。所以，他們決定對水泵電機控制部分進行改造，使其更加節(jié)能。
挑戰(zhàn)
太倉水廠泵站使用的是固定轉速電機。
因此，不管所需流量怎樣變化，水泵電機仍然保持恒定速度運行，只能手動調節(jié)閥門擋板來改變水流量。這種手動調節(jié)方法不僅增加了人力成本，而且浪費了大量的電能。同時，它還需要額外的操作工去查看蓄水池液位的變化情況。
另外，固定轉速的大型水泵電機在起動時會造成電網電壓的突降，將對電網中其它用電設備生產不利影響。在水泵電機起動和停止時，水流會沖擊管道，在管道的不同位置產生不同的壓力，形成所謂的“水錘效應”。在這種情況下，水錘效應會對管道造成嚴重的危害。
對于太倉水廠來說，他們必須采用恒壓供水控制，然而固定轉速的水泵電機難以控制供水壓力，這將給最終用戶造成不小的麻煩。
考慮到需要恒壓供水、減少設備維護費用、節(jié)省電能及勞動力等多方面的要求，羅克韋爾自動化建議太倉水廠采用中壓變頻器對水泵電機進行控制。但是，該提議很快遇到了新的問題：這是太倉水廠第一次采用中壓變頻器，相關工作人員對該方案不太了解，而且項目投資額較大。
解決方案
為了幫助太倉水廠實現新泵站的高效運作，羅克韋爾自動化推薦他們采用PowerFlex 7000系列B型結構的中壓變頻器控制水泵電機。 由于太倉水廠的工作人員不太熟悉中壓變頻技術，羅克韋爾自動化將自己作為該項目的系統(tǒng)集成商，在深入了解泵站的具體需要之后，提出了一整套解決方案，并且最大程度保留了現有設備。同時，羅克韋爾自動化還邀請?zhí)珎}水廠的工作人員參觀了類似的應用項目。最后，通過對中壓變頻技術的了解，太倉水廠確信中壓變頻器能夠提高泵站的工作效率，而且可以通過節(jié)省的費用很快收回投資。
羅克韋爾自動化PowerFlex 7000中壓變頻器具有極高的可靠性，不僅結構簡單、元器件數目少，而且進一步縮小了體積、提高了工作效率，具備優(yōu)異的輸出特性，因而贏得了廣大用戶的青睞。通過采用PowerFlex 7000中壓變頻器，水泵電機的轉速得到了有效的控制，從而能夠根據水壓的變化，調節(jié)水流量。泵站的工作人員只需要設定一個期望的水壓值，通過壓力傳感器作為反饋，向變頻器發(fā)出控制指令，變頻器就能調節(jié)電機到相應的轉速，保持水壓恒定。通過這一系統(tǒng)，將原來人工操作的閥門調節(jié)方式轉變?yōu)楦鶕脩粜枨蠛凸艿浪畨海詣诱{節(jié)供水量的方式。
同時，羅克韋爾自動化還為中壓變頻器系統(tǒng)提供了相關的設備，包括中壓開關、保護裝置，以及一套小型的中壓電機控制器。PowerFlex 7000系列B型結構的中壓變頻器讓水泵電機的運行更加穩(wěn)定、可靠，而且它還滿足嚴格的IEEE 519-1992諧波抑止標準，將諧波對電機和電網的影響降低到最小程度。另外，羅克韋爾自動化還為這套系統(tǒng)提供了本地化的備件支持和中壓電器工程師服務。
效果
PowerFlex 7000中壓變頻器的應用為太倉水廠帶來了顯著的效益，不僅節(jié)省了電能，而且還有效保護了機械裝置和管網。
從2003年5月啟用以來，PowerFlex 7000中壓變頻器的節(jié)能效果表現突出。僅在5月至8月期間，就為太倉水廠節(jié)省了432,000千瓦時的電能。與去年同期用電量相比，節(jié)能效果為35%，全年將節(jié)省7.47萬美元的電費。
該廠工程師謝先生認為，“通過采用中壓變頻器，我們能夠有效地控制水壓。這套設備在水廠里運行良好，穩(wěn)定可靠，節(jié)能效果顯著。”
羅克韋爾自動化的企業(yè)信息集成架構如下圖所示。棕色虛線區(qū)域表示本文所涉及的自動化控制系統(tǒng)，其余部分表示羅克韋爾自動化目前能夠提供的解決方案，幫助您實現車間現場與企業(yè)信息系統(tǒng)的集成。