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前沿，東瀕長江，南依上海，西接蘇州，是江蘇省經濟最為發達的縣(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，為其全方位發展提供了優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、持續發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，確保水泵能夠連續運行，盡可能滿足用戶的需要，同時還實現恒壓供水，節省電能。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，使其更加節能。
挑戰
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，只能手動調節閥門擋板來改變水流量。這種手動調節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太倉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，向變頻器發出控制指令，變頻器就能調節電機到相應的轉速，保持水壓恒定。通過這一系統，將原來人工操作的閥門調節方式轉變為根據用戶需求和管道水壓，自動調節供水量的方式。
同時，羅克韋爾自動化還為中壓變頻器系統提供了相關的設備，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中壓變頻器的節能效果表現突出。僅在5月至8月期間，就為太倉水廠節省了432,000千瓦時的電能。與去年同期用電量相比，節能效果為35%，全年將節省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，穩定可靠，節能效果顯著。”
羅克韋爾自動化的企業信息集成架構如下圖所示。棕色虛線區域表示本文所涉及的自動化控制系統，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信息系統的集成。