DE2309611B2 - Verfahren zur Fernübertragung und Anzeige von elektrischen Meßwerten bei Elektrolysezellen - Google Patents

Description

a) die Meßwerte an der Elektrolysezelle mit Hilfe eines elektronischen Impulszählers und des an diesen Impulszähler angeschlossenen elektroni- ^<s sehen Meßstellen-Umschalters in zyclischer Folge, abgefragt werden,

L) die abgefragten Meßwerte jeweils als analoges Gleichstromsignal zu der Überwachungsstelle übertragen werden,

c) der elektronische Impulszähler an der Elektrolysezelle von der Überwachungsstelle aus durch Schaltimpulse oder Impulsserien gesteuert wird,

d) zur Potentialtrennung von Überwachungsstelle und Elektrolysezelle ein Gleichstromtrenntransformator in das gemeinsame Leiterpaar eingeschaltet ist,

e) die Schaltimpulse oder Impulsserien zur Steuerung des elektronischen Impulszählers über dasselbe Leiterpaar wie die Meßwerte übertragen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Elektrolysezelle übertragenen Meßsignale an der Überwachungsstelle nur einem Anzeigeinstrument zugeführt werden oder über einen elektronischen Meßwertverteiler, welcher synchron mit dem Meßstellenumschalter der Elektrolysezelle umgeschaltet wird, auf mehrere Anzeigeinstrumente oder auf eine zur gleichzeitigen Darstellung mehrerer Meßwerte geeignete Anzeigeeinrichtung verteilt werden, wobei mit Hilfe elektronischer Meßwertspeicher bewirkt wird, daß die Anzeige bis zum Eintreffen des jeweils nachfolgenden Meßsignals ihren Wert behält «

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigeeinrichtung für mehrere gleichartige Meßstellen ein in waagerechten und senkrechten Reihen mit Lumineszenzdioden bestücktes Leuchttableau benutzt wird, wobei Vorzugsweise die einzelnen Spalten dieser Leuchtdiodenanordnung den Meßstellen, die einzelnen Zeilen der Meßwertamplitude zugeordnet sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Eintreffen eines Schaltsignals an der Elektrolysezelle erkennbar wird, indem an der Anschlußstelle der Übertragungsleitung mindestens eine elektrische Größe den im Betriebszustand »Meßwertübertragung« möglichen Wertebereich in zuverlässig auswertbarem Maße verläßt

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleichstrom-Meßsignal an der Elektrolysezelle auf einen Höchstwert oberhalb des Meßbereich-Endwertes begrenzt wird und daß ein auswertbarer Schaltimpuls an der Überwachungsstelle erzeugt wird, indem dort aus einer Stromquelle, deren Stromergiebigkeit hinreichend größer ist als der obengenannte Höchstwert des Meßsignals, eine zusätzliche Spannung in den Meßsignal-Stromkreis eingeführt wird.

6. Verfahren nach Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannung zwischen den beiden Adern der Übertragungsleitung an dsr Anschlußstelle des Geräteteils an der Elektrolysezelle während der Dauer eines Schaltimpulses gegenüber dem Zustand während der Meßwertübertragung bzw. während einer Impulspause entweder wesentlich kleiner ist oder die umgekehrte Polarität aufweist und daß diese Spannungsänderung benutzt wird, um mit Hilfe geeigneter elektronischer Bauelemente einen jeweils zeitgleichen Spannungsimpuls herzustellen, dessen Höhe und Form für die digitale Signalverarbeitung mit gebräuchlichen Schaltkreisen geeignet ist

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Impulszähler wahlweise durch Einzelimpulse von Zählstellung zu Zählstellung weitergeschaltet oder durch Impulsserien auf bestimmte Zählstellungen eingestellt werden kann, wobei an der Elektrolyseze)!e eine elektronische Schaltung vorgesehen ist, welche die empfangenen Impulssignale als Einzelimpuls bzw. Impulsserie identifiziert und im ersten Fall dem Zähleingang, im zweiten Fail den zur Voreinstellung vorhandenen Setzeingängen des Impulszählers zuführt

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß zur fernbedienbaren oder selbsttätigen Funktionskontrolle des Geräteteils an der Elektrolysezelle eine Konstantspannungsquelle vorgesehen ist und der Meßstellenumschalter über die Zahl der an der Zelle vorhandenen Meßstellen hinaus freie Anschlüsse für mindestens eine weitere Meßstelle besitzt wobei die freien Anschlüsse derart mit der Konstantspannungsquelle verbunden sind, daß die bekannte Spannung dieser Konstantspannungsquelle bzw. bekannte, mit Hilfe eines Spannungsteilers gewonnene Teile dieser Spannung zusätzlich zu den Meßwerten an der Elektrolysezelle abgefragt und auf Übereinstimmung mit den erwarteten Werten geprüft werden können.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, um die Strombelastung der Anoden oder Anodengruppen von Elektrolysezellen, die Spannung zwischen Anoden und Kathode (Zellenspannung), sowie andere Meßgrößen wie Temperatur, Durchflußmenge, Stoffzusammensetzung usw. zeitmultiplex von den Elektrolysezellen, an denen die betreffenden Meßwerte erfaßt werden, zu einer räumlich getrennten Überwachungsstelle (Meßwarte, Kontrollraum) zu übertragen und dort anzuzeigen oder anders auszuwerten.

Industrielle Elektrolyseanlagen, beispielsweise zur Erzeugung von Chlor und Natronlauge aus einer wäßrigen Steinsalzlösung, bestehen in der Rege) aus einer größeren Zahl von Elektrolysezellen, die in einem Gleichstromkreis derart hintereinandergeschaltet sind, daß die Anoden einer Zelle jeweils durch Stromschienen (aus Kupfei oder Aluminium) mit dem als Kathode wirkenden Boden der benachbarten Zelle verbunden sind. Die erste bzw. letzte Zelle in einem Stromkreis ist

mit der Anoden- bzw. Kathodenseite an die zur Stromversorgung benötigte Gleichrichteranlage angeschlossen.

je nach der Anzahl der in einem Stromkreis zusammengeschlossenen Elektrolysezellen und der Lage der einzelnen Zellen im Stromkreis weisen diese Zellen eine mehr oder weniger große Spannung gegen Erde auf. Als Beispiel sei der Elektrolysestromkreis einer größeren Chlorfabrik genannt: Bei einer durchschnittlichen Zellenspannung von 4,5 Volt und 180 Zellen im Stromkreis ergibt sich als Gesamtspannung 180· 4,5 Volt=810 Volt

Die zu den Zellen hin- und von den Zellen abströmenden Flüssigkeiten (z. B. Steinsalzlösung, Natronlauge) stellen Strombrücken zum Erdpotential dar. Abhängig von der Rohrleitungsführung ergibt sich somit eine Potentialverteilung im Elektrolysestromkreis, die mehr oder weniger unsymmetrisch zum Erdpotential sein kann und an den ungünstig gelegenen Zellen Spannungen von 500 V oder mehr gegen Erde entstehen läßt Es ist offensichtlich, daß dies erhebliche Unfallgefahren bedingt und angemessene Vorkehrungen zur Unfallverhütung notwendig macht Insbesondere müssen alle Vorrichtungen und Leitungen für die Übertragung von Meß- und Steuersignalen zwischen den Elektrolysezellen und einem zentralen Kontrollraum so ausgeführt sein, daß eine Spannungsverschleppung in dem Kontrollraum sicher vermieden wird.

Beim Betrieb von Steinsalzelektrolyten, die nach dem Amalgamverfahren, d.h. mit einer den Zellenboden bedeckenden Quecksilberschicht als Kathode arbeiten, kann es nach neueren Erfahrungen wirtschaftlich vorteilhaft sein, neben der Betriebsspannung einer Elektrolysezelle auch die Stromverteilung auf die Anoden entlang der Zelle kontinuierlich auf etwaige Unregelmäßigkeiten zu überwachen. Bei Zellen mit Metallanoden wird es wegen der Empfindlichkeit dieser Anoden gegen eine zu hohe Strombelastung sogar als notwendig angesehen, Vorrichtungen für eine selbsttätige Überwachung der Stromverteilung zu installieren. Bisher werden die Anoden dabei vorzugsweise nicht einzeln, sondern entsprechend ihrer Zuordnung zu den Sammelstromzuführungsschienen gruppenweise überwacht

Überschreitet das Verhältnis der Stromaufnahme einer Anodengruppe zur mittleren Stromaufnahme aller Anodengruppen einen oder mehrere gestaffelt vorgegebene obere Grenzwerte, so wird bei diesen Metallanodenzellen z. B. zunächst eine Störungsmeldung ausgelöst und dann die betroffene Anodengruppe oder auch so der gesamte Zellendeckel mit allen Anoden angehoben — z. B. mit Hilfe eines Servomotors und einer geeigneten mechanischen Getriebekonstruktion —, bis die Überlastung beseitigt ist

Andere Vorschläge (DE-OS 22 11 851) zielen dahin jede einzelne Anode einer Elektrolysezelle fortlaufend auf die Stärke des zugeführten Gleichstroms zu überwachen. Eine derartige Einzelanoden-Überwachungseinrichtung bietet zweifellos einen noch zuverlässigeren Schutz gegen überlastungsbedingte Schäden an den Anoden als die gruppenweise durchgeführte Überwachung. Als Hauptvorteil wird jedoch angeführt daß die in gewissen Zeitabständen von Hand vorzunehmende Korrektur des Abstands der einzelnen Anoden zur Quecksilberkathode durch eine solche Einrichtung sehr vereinfacht wird.

Wenn die Einrichtung selbsttätig meldet oder auf andere Art erkennen läßt, welche Anoden an welcher Zelle korrekturbedürftig sind, so kennen diese Anoden gezielt, d.h. in der Reihenfolge der Dringlichkeit justiert werden. Die zeitraubende Kontrolle jeweils aller Anoden einer Zelle mit tragbaren Strommeßgeräten kann dann entfallen.

Da die technische Entwicklung seit Jahren zu immer größeren und spezifisch höher belasteten Zelleneinheiten führt, ist damit zu rechnen, daß zukünftig die Erfassung noch weiterer physikalischer Meßgrößen an den Zellen und deren Übertragung zum Kontrollraum wichtig wird.

Es ist vorteilhaft, Meßwerte der verschiedenen Meßstellen einer Elektrolysezelle nicht gleichzeitig über viele parallele Signalverbindungen, sondern zeitlich aufeinanderfolgend über nur wenige Verbindungsleitungen zu übertragen. Die bekannten Verfahren hierzu verwenden Meßstellenanwahleinrichtungen, die neben einem Leitungspaar für die sequentielle Übertragung der Meßwerte zum Kontrollraum mindestens π Signaladern benötigen, um die nahe der Elektrolysezelle installierten MeßstellenschaiCer für 2„ Meßstellen vom Kontrollraum aus anzusteuern.

Zur Unfallverhütung ist es ratsam, alle nahe der Elektrolysezelle installierten Einrichtungen für die Erfassung und Übertragung der Meßwarte auf dem elektrischen Potential der Zellen zu halten und dadurch gefährliche Potentialdifferenzen im Zellenbereich zu vermeiden. Die Potentialtrennung und Absicherung der Signalleitungen gegen eine Spannungsverschleppung in den Kontrollraum wird zweckmäßigerweise an einem von den Zellen und auch vom Kontrollraum räumlich getrennten und gegen ungünstige Umgebungseinflüsse geschützten Ort vorgenommen. Es ist offensichtlich, daß der Aufwand für die Maßnahmen zur Potentialtrennung und Leitungsabsicherung mit der Zahl der benötigten Signaladern wächst

Ein solches Überwachungssystem ist z. B. in der DE-AS 15 46 710 beschrieben. Nach dem bekannten Verfahren werden die einzelnen Meßstellen an der Elektrolysezelle durch eine von einem Taktgeber gesteuerte Auswahlschaltung angesteuert auf den Eingang eines Spannungsfrequenzumwandlers gegeben und als Wechselspannungssignal zur Überwachungsstelle gegeben. Nach dem bekannten Verfahren werden getrennte Signalleitungen für den Taktgeber und für die Meßwertübertragung eingesetzt Ferner verlangt die Störimpulsanfälligkeit des Spannungsfrequenzumwandlers zusätzlich den Einsatz von Impulsfiltern. An diese Impulsfilter werden sehr hohe Anforderungen z. B. bei Kurzschluß zwischen Anode und Quecksilberkathode gestellt

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es die Nachteile der bekannten Verfahren zu vermeiden.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Fernübertragung und Anzeige von an einer Vielzahl von Meßstellen einer Elektrolysezelle entstehenden Meßwerten zu einer räumlich getrennten, für mehrere Zellen gemeinsamen Überwachungsstelle über ein für alle Meßstellen gemeinsames Leiterpaar durch sequentielle Adressierung der MeßsteUen unter Anwendung elektronischer Meßstellenumschalter, das dadurch gekennzeichnet ist, daß

a; die Meßwerte an der Elektrolysezelle mit Hilfe eines elektronischen Impulszählers und des an diesen Impulszähler angeschlossenen elektronischen Meßstellen-Umschalters in zyclischei Folge abgefragt werden,

b) die abgefragten Meßwerte jeweils als analoges Gleichstromsignal zu der Überwachungsstelle übertragen werden,

c) der elektronische Impulszähler an der Elektrolysezelle von der Überwachungsstelle aus durch Schaltimpuls oder Impulsserien gesteuert wird,

d) zur Potentialtrennung von Überwachungsstelle und Elektrolysezelle ein Gleichstromtrenntransformator in das gemeinsame Leiterpaar eingeschaltet ist, ίο

e) die Schaltimpulse oder Impulsserien zur Steuerung des elektronischen Impulszählers aber dasselbe Leiterpaar wie die Meßwerte Obertragen werden.

Die erfindungsgemäße Meßwertübertragung bietet folgende Vorteile:

Über nur ein Leitungspaar kann man sehr sicher gegen Übertragungsfehler in der einen Richtung analoge Gleichstromsignale, in der entgegengesetzten Richtung Steuerimpulse für das Umschalten der Meßstellen übertragen.

Da die Meßsignale an der Zelle ausschließlich oder vorzugsweise in analoger Form anfallen, ist es besonders einfach und wenig aufwendig, sie in ein Gleichstromsignal umzuformen.

Die Genauigkeit der Meßwertübertragung läßt sich beim analogen Gleichstromsignal sehr einfach durch Verändern der Übertragungszeit pro Meßsteile beeinflussen. Beispielsweise ist es möglich, 100 Meßstellen an einer Zelle in sehr raschem Wechsel abzufragen und dabei auf grobe Abweichungen zu überwachen, die eine unmittelbare Gefahr bedeuten können. Nach Bedarf kann man in einem derartigen Abfragezyklus jedoch einzelnen Meßsteilen eine längere Übertragungszeit zuordnen, falls bei diesen dauernd oder zeitweise eine größere Übertragungsgenauigkeit erwünscht ist

Als Meßstellenschalter dienen wahlweise Feldeffekttransistoren oder bipolare Transistoren, wobei letztere invers betrieben werden. Der Einsatz von Halbleitern für diese Aufgabe ist möglich, weil die Meßsignale — bedingt durch das angewandte Meßverfahren — an das Zellenpotential gebunden sind oder mit diesem verbunden werden könnea Spannungsdifferenzen, die für Halbleiterschalter unzulässig hoch sind, treten also nicht auf bzw. lassen sich mit einfachen Mitteln vermeiden. Elektromechanische Relais und andere Bauteile, die gegen die starken magnetischen Felder in der Nähe der Elektrolysezellen empfindlich sind, können somit vermieden werden.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah- so rens wird an Hand von F i g. 1 demonstriert Darin zeigen 1 ein Gerät zur Anwahl der Meßstellen an der Elektrolysezelle, 2 ein Gerät zur Potentialtrennung zwischen Elektrolysezelle und Kontrollraum und 3 ein Gerät zur Verteilung der Meßwerte auf zugeordnete Anzeige- oder Auswertegeräte, Wie auf F i g. 1 ersichtlich, sind die Teile 1 und 2 resp. 2 und 3 jeweils durch 2 oder max. 4 Signaladern miteinander verbunden.

Im einfachsten Fall (F i g. 2) besteht Teil t aus einem mit steuerbaren Halbleitern arbeitenden Meßstellenumschalter 4, der wahlweise einen der zweipoligen Meßeingänge 5 mit dem Meßausgang 6 verbindet aus einem elektronischen Zähler 7, der durch Steuerimpulse am Eingang 8 weitergeschaltet, durch einen Steuerimpuls am Eingang 9 aber auf Null zurückgesetzt wird und dessen Zählstellung in kodierter Form, z.B. im Binärkode über die Leitungen !0 zum Steuereingahg des Meßstellenumschalters übertragen wird. Bei binärer Kodierung sind η Steuerleitungen notwendig für eine Meßstellenzahl, die zwischen 2"-' und 2" liegt.

Die Impulsweiche 11 dient dazu, die auf dem Steueradernpaar 12 von Kontrollraum eintreffenden unterschiedlichen Schaltimpulse für das Weiterschalten bzw. Zurücksetzen des Zählers zu identifizieren und auf die Leitungen 8 bzw. 9 zu verteilen. Beispielsweise kann ein kurzer Schaltimpuls zum Weiterschalten, ein längerer Schaltimpuls zum Zurücksetzen des Zählers benutzt werden. Die Impulsweiche 11 enthält dann mindestens eine Zeitstufe und weitere logische Schaltelemente, mit deren Hilfe der Zähler 7 über die Leitung 9 zurückgesetzt wird, sobald ein Schaltimpuls über die Laufzeit der Zeitstufe hinaus andauert

Um möglicherweise in der Leitung 12 auftretende kurze Störimpulse unwirksam zu machen, ist es zweckmäßig, die Impulsweiche 11 mit einer zweiten Zeitstufe auszurüsten, deren Laufzeit kürzer als die Länge der Weiterschaltimpulse, aber länger als die der Störimpulse ist Die Impulsweiche wird dann derart ausgeführt, daß beide Zeitstufen jeweils mit dem Beginn des eintreffenden Schaltimpulses eingeschaltet werden. Erst nach Ablauf der kurzen Verzögerungszeit wird der Schaltimpuls zur Leitung 8 durchgeschaltet und bewirkt das Weiterschalten zum nächsten Zählschritt des Zählers 7 und (über die Leitungen 10) zur nächsten Meßstelle im Meßstellenumschalter 4. Nach Ablauf der längeren Verzögerungszeit wird ein dann noch anstehender Schaltimpuls — wie bereits beschrieben — zum Rückstellen des Zählers auf die Leitung 9 geschaltet.

Der Ausgang 6 des zweipoligen Meßstellenumschalters 4 ist mit dem Eingang des Spannung-Strom-Umformers 13 verbunden. Im Spannung-Strom-Umformer wird das Meßsignal, bei der Anodenstrommessung nach der Shunt-Methode z. B. eine Gleichspannung von einigen Millivolt, in bekannter Weise verstärkt und in einen dem Meßsignal linear zugeordneten Gleichstrom umgewandelt Das Gleichstromsignal wird durch das Adernpaar 14 über den Teil 2 (für die Potentialtrennung) zum Teil 3 im Kontrollraum übertragen.

Aus der vorausgegangenen Beschreibung des Teils 1 ist ersichtlich, daß die an die Meßeingänge 5 des Meßstellenumschalters 4 angeschlossenen Meßstellen in zyklischer Reihenfolge abgefragt werden können, indem der Zähler 7 vom Teil 3 im Kontrollraum durch kurze Schaltimpulse von z. B. 10 Millisekunden Dauer, die im Zeitabstand von z. B. 100 Millisekunden aufeinanderfolgen, schrittweise bis zu derjenigen Zählstellung weitergeschaltet wird, die der letzten am Meßstellenumschalter 4 angeschlossenen Meßstelle zugeordnet ist Anschließend wird der Zähler 7 durch einen (z. B. 100 Millisekunden) langen Schaltimpuls auf den Zählschritt Null, welcher der ersten Meßstelle zugeordnet ist, zurückgestellt

Der Teil 2 besteht gemäß F i g. 3 aus dem handelsüblichen Gleichstrom-Trenntransformator 15 zur Potentialtrennung und den ausreichend spannungsfesten Schmelzsicherungen 16 zur Absicherung der Meßleitung, sowie aus einem Schaltungsteil 17, der (in Fig.3 nur symbolisch angedeutet) zur Potentialtrennung der Steuerimpulsleitung einen ebenfalls handelsüblichen optoelektronischen Koppler 18 mit angeschlossenem Schaltverstärker 19 enthält und dessen Bauteile durch die Schmelzsicherungen 20 gegen gefährliche Auswirkungen eines Isolationsfehlers geschützt sind.

Der optoelektronische Koppler besteht aus ei'ier Lumineszenzdiode als Lichtquelle, einem Lichtleiter als spannungsfeste Isolationsstrecke und einem Phototran-

sistor als Lichtempfänger. Diese Bauelementkombination eignet sich im Gegensatz zum elektromechanischen Relais dazu, binäre Signale verschleißlos und nahezu ohne Verzögerung zu übertragen.

Der Teil 3 (siehe F i g. 4) wird zweckmäßigerweise im Kontrollraum montiert und enthält in der hier beschriebenen besonders einfachen Ausführung einen Meßwertverteiler 21, der die Meßspannung 22 am Eingang in zyklischer Folge auf die Meßwertspeicher 23 mit angeschlossener Anzeigeeinrichtung 24 verteilt Dabei ist jeder Meßstelle an der Elektrolysezelle ein Meßwertspeicher mit Anzeige fest zugeordnet Der Meßwertverteiler 21 kann in gleicher Art wie der Meßstellenumschalter 4 im Teil 1 (Fig.2) ausgeführt sein. Lediglich das Meßsignal durchläuft den Meßwertverteiler in entgegengesetzter Richtung. Da das Leiterpaar, welches das Meßsignal vom Teil 2 zum Teil 3 im Kontrollraum überträgt am Eingang des Teils 3 einseitig mit einem festen Bezugspotential (Spannung 0 V, zweckmäßigerweise geerdet) verbunden ist genügt es auch, den Meßwertverteiler 21 im Gegensatz zum Meßstellenumschalter 4 einpolig auszuführen.

Die Ansteuerung des Meßwertverteilers 21 muß synchron mit der Ansteuerung des Meßstellenumschalters 4 erfolgen. Zu diesem Zweck enthält Teil 3 den elektronischen Impulszähler 25, der vom Impulsgeber 26 mit Impulsen von beispielsweise 10 Millisekunden Länge und mit 100 Millisekunden gegenseitigen Zeitabstand von Zählschritt zu Zählschritt weitergeschaltet wird. Ober die Leitungen 27 wird die jeweilige Zählstellung als Steuersignal (z. B. im Binärkode) zum Meßwertverteller 21 übertragen. Diese Anordnung entspricht in ihrer Wirkungsweise der Anordnung des Meßstellenumschalters 4 und Zählers 7 (Fig.2) im Teil 1. Insbesondere ist bei gleicher Kodierung auch die gleiche Zahl von Steuerleitungen 27 erforderlich.

Die Synchronisierung des Zählers 7 im Teil 1 mit dem Zähler 25 im Teil 3 erfolgt gemäß diesem Beispiel bei jedem Zählzyklus mit Hilfe des Schaltungsteils 28 in folgender Weise:

Einer Meßstellenanzahl a sind bei den Zählern 7 und 25 a Zählschritte mit der jeweils gleichlaufenden Ordnungszahl Null bis a— I zugeordnet Der Zähler 25 verfügt über einen zusätzlichen Zählschritt mit der Ordnungszahl a. Die Steuerleitungen 27 zwischen Zähler 25 und Meßwertverteiler 21 sind nun zusätzlich derart mit den Eingängen des Dekodiergatters 29 verbunden, daß die Durchschaltbedingungen für dieses Gatter ausschließlich während des Zählschrittes mit der Ordnungszahl a erfüllt ist Der Ausgang dieses als so logische Und-Verknüpfung ausgeführten Gatters ist mit jeweils einem Eingang der Oder-Stufe 30 und der Und-Stufe 31 verbunden. Der andere Eingang ist bei beiden Gattern mit dem Schaltimpulsausgang 32 des Impulsgebers 26 verbunden.

Mit dieser Schaltanordnung wird der stets kurze Schaltimpuls des Impulsgebers 26 bei allen Zählschritten mit der Ordnungszahl Null bis a—l unverändert über das Oder-Gatter 30 und die Schaltimpulsleitung zum Zähler 7 im Teil 1 weitergeleitet Sobald jedoch der «> Zähler 25 den Zählschritt a erreicht hat, wird über das Dekodiergatter 29 und das Oder-Gatter 30 ein langer Schaltimpuls zum Teil 1 übertragen, dessen Dauer dem Impulsabstand (z. B. 100 Millisekunden) entspricht Der Zähler 7 wird nun über die Impulsweiche 11 und Leitung 9 auf Null gestellt und verharrt dort auch noch, wenn mit dem nächsten Schaltimpuls des Impulsgebers 26 der Zähler 25 über das Und-Gatter 31 ebenfalls auf Null zurückgestellt wird.

Falls der Gleichlauf beider Zähler durch Ausfall der Versorgungsspannung oder durch andere Ursachen einmal gestört worden sein sollte, ist dieser mit der beschriebenen Schaltanordnung bei Beginn des zweiten Abfragezyklus sicher wiederhergestellt

Damit die Meßwertspeicher 23 den neuen Meßwert jeweils kurz vor dem Ende eines Abfrageschrittes übernehmen können, zu einem Zeitpunkt also, an dem die von der Meßstellenumschaltung herrührenden Ausgleichsvorgänge beim Meßsignal hinreichend abgeklungen sind und die Übertragungsgenauigkeit nicht mehr wesentlich beeinträchtigen, sind die Speicher mit einer Torschaltung ausgerüstet welche vom Impulsgeber 26 über die Leitung 33 mit einem zusätzlichen, gegen den Meßstellenumschaltimpuls zeitlich versetzten Meßwertübernahmeimpuls gesteuert wird. Die Meßsignalverbindung zwischen dem Meßwertverteiler 21 und dem Meßwertspeicher 23 wird bei dieser Anordnung nur kurzfristig z. B. für 10 Millisekunden während der Dauer des Meßwertübernahmeimpulses hergestellt

Teil 3 ist für eine Elektrolyseanlage mit mehreren Elektrolysezellen nur einmal vorhanden. Zur Umschaltung auf die den einzelnen Zellen zugeordneten Teile 1 und 2 ist im beschriebenen Beispiel ein zweipoliger Meßstellenumschalter 34 vorgesehen, der von Hand bedient werden kann. Falls die Teile 1 bis 3 benutzt werden sollen, um die Elektrolysezellen selbsttätig zu überwachen, beispielsweise auf die Überschreitung von Grenzwerten, kann der Zellenumschalter 34 mit elektromechanischem Antrieb oder elektronisch ohne bewegte Bauteile ausgeführt sein und beispielsweise vom Rückstellimpuls am Ausgang des Dekodiergatters 29 weitergeschaltet werden. In diesem Fall ist Teil 3 mit jeder Zelle für die Dauer eines Abfragezyklus verbunden.

Die Anschlußschaltung 35 enthält je einen Überspannungsbegrenzer 36 für die Meßleitung und für die Schaltimpulsleitung (zum Schutz gegen Überspannungen aus dem Zellenbereich), außerdem einen Widerstand 37, an welchem ein dem Gleichstromsignal proportionales Gleichspannungssignal abfällt Schaltungsteil 35 wird für jedes Gerät das mit einer Elektrolysezelle verbunden ist einmal benötigt

Im beschriebenen Beispiel werden die Meßwerte in analoger Form gespeichert und angezeigt Eine weitere Möglichkeit für die Arbeitsweise des Teils besteht darin, daß jeder Meßwert während des Abfrageschritts mit Hilfe eines Analog-Digital-Umsetzers in einen Digitalwert verwandelt und dann in digitaler Form gespeichert und angezeigt oder weiterverarbeitet wird. Die Steuerleitungen 27 (Fig.4) dienen in diesem Fall zur Adressierung der Meßwertspeicher.

Schließlich ist es zur übersichtlichen, vom jeweiligen Belastungszustand der Elektrolyseanlage unabhängigen Darstellung der Meßwerte gleichartiger Meßstellen, insbesondere zur Darstellung der Stromverteilung auf die einzelnen Anoden oder auch auf die Anodengruppen einer Elektrolysezelle zweckmäßig, nicht die absoluten Meßwerte, sondern den Quotienten aus dem jeweiligen Meßwert und einem als Sollwert interpretierbaren Mittelwert aller an einer Zelle abgefragten gleichartigen Meßstellen anzuzeigen. Man wählt den Anzeigebereich in diesem Fall so, daß die Anzeigemarke bei Übereinstimmung von Ist- und Sollwert in Skalenmitte liegt Abweichungen vom Sollwert lassen sich dann besonders leicht erkennen.

Der Mittelwert kann im Falle der Anodenstrommes-

sung aus dem in jeder Elektrolyseanlage verfügbaren Meßwert für den Gesamtelektrolysenstrom abgeleitet werden. Außerdem ist es möglich, z. B. im ersten von jeweils zwei Abfragezykien je Zelle zunächst die Werte der einzelnen Meßstellen zu addieren, anschließend die Summe durch die Zahl der Meßstellen zu dividieren und damit den Mittelwert zu errechnen. Dieser wird dann im jeweils nachfolgenden Abfragezyklus zur Quotientbildung Meßwert/Mittelwert herangezogen. Derartige Rechenoperationen lassen sich sowohl mit analoger als auch mit digitaler Signalverarbeitung durchführen, wobei es insbesondere in Anlagen mit größerer Zellenzahl zweckmäßig ist, einen Prozeßrechner einzusetzen.

Eine besonders übersichtliche, raumsparende und wenig aufwendige Möglichkeit zur gleichzeitigen Darstellung vieler gleichartiger Meßwerte, z. B. der Stromaufnahme der einzelnen Anoden einer Elektrolysezelle, besteht darin, daß eine Anzahl Lumineszenzdioden, die gemäß F i g. 5 in waagerechten und senkrechten Reihen auf einer Isolierstoffplatte passender Größe angeordnet und deren Anschlußdrähte mit den auf der Platte befindlichen Leiterbahnen verlötet sind. Jede Leuchtdioden-Spalte ist einer Meßstelle, jede Leuchtdioden-Zeile einem Meßwert zugeordnet oder besser dem Quotienten aus Meßwert und Mittelwert bzw. der prozentualen Abweichung des Meßwertes gegenüber dem Mittelwert

Werden die Leuchtdioden nun über geeignete digitale Speicher derart angesteuert, daß je Spalte nur eine den jeweiligen Meßwert kennzeichnende Diode leuchtet, so bietet sich ein äußerst anschaulicher Überblick z. B. über die Stromverteilung entlang der Elektrolysezelle.

Wie in Fig.5 dargestellt, kann die Zuordnung der prozentualen Abweichung progressiv sein. Dadurch ist es möglich, die Anzeige als Hilfe zur genauen Einstellung der Anoden heranzuziehen, andererseits aber auch größere Abweichungen als solche zu erkennen. Im Bild sind die als leuchtend angenommenen Lumineszenzdioden schwarz dargestellt

Die Anzeigeeinrichtung mit Leuchtdioden besitzt den Vorzug der Unempfindlichkeit gegenüber magnetischen Feldern. Insbesondere in älteren Steinsalzelektrolyseanlagen liegt der Kontrollraum z.T. über den Hochstromschienen zwischen Gleichrichteranlage und Zellensaal. Die magnetische Feldstärke ist dann im Kontrollraum so groß, daß viele analoge Anzeigeinstrumente beeinflußt werden. Insbesondere sind Daten- und Kurvensichtgeräte mit Kathodenstrahlröhren wegen der Ablenkung des Kathodenstrahls im Magnetfeld unbrauchbar.

Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß zur Übertragung des analogen Meßsignals und des Impulssignals für die Umschaltung der Meßstellen insgesamt nur ein Adernpaar benutzt wird. Teil 2 besteht in diesem Fall nur aus dem Gleichstrom-Trenntransformator 15 und den Sicherungen 16 (Fig.6). Die Teile 1 bzw. 3 enthalten gegenüber der anhand der Fig.2 bzw. 4 beschriebenen Möglichkeit zusätzlich die Signalweiche 38 bzw. die Signalweiche 39.

Die Funktion dieser Signalweichen und ihr Zusammenwirken mit den benachbarten Schaltungsteiien sei anhand der Fig.7 erläutert Zum Verständnis der Funktionsweise ist es wichtig, die Versorgungsspannungen für die einzelnen Schaltkreise der Teile 1 und 3 in Betracht zu ziehen. Falls für den Meßstellenumschalter 4 (Fig.2) und den Meßwertverteiler 21 (Fig.4) marktgängige integrierte Schaltkreise in MOS-Technologie benutzt werden, benötigt man die zwei Versorgungsspannungen + 5V und -15 V. Die anderen Schaltungsteile sind zweckmäßigerweise so ausgelegt, daß sie ebenfalls mit diesen Spannungen oder einer von ihnen arbeiten.

Im Beispiel gemäß F i g. 7 wird z. B. Schaltungsteil 13 (zur Meßwertverstärkung und zur Erzeugung des Gleichstrommeßwertsignals) vom + 5 V-Anschluß und vom -15V-Anschluß, d.h. mit 20V Gleichspannung versorgt Die mit integrierten digitalen Schaltkreisen ausgerüstete Impulsweiche 11 benötigt die Anschlüsse +5 V und 0 V und verarbeitet die bei der TTL-Technik gebräuchlichen Signalpegel. Die Signalweiche 38

is benötigt als passiver Schaltkreis keine Hilfsenergie, während Signalweiche 39 im Teil 3 (zur Einspeisung des Schaltimpulses in die Zweidraht-Übertragungsleitung) mit allen drei Spannungsanschlüssen (+5V, OV, —15 V) verbunden ist

In Betracht zu ziehen ist ferner, daß der Gleichstromtransformator 15 im Teil 2 symmetrisch arbeiten und Gleichspannungen bzw. Gleichströme beider Polarität übertragen muß. Geeignet ist beispielsweise eine handelsübliche Ausführung, deren Übertragungsverhalten für Gleichstrom und niederfrequenten Wechselstrom näherungsweise durch das Ersatzschaltbild gemäß F i g. 8 gekennzeichnet wird. (Die Funktion der Potentialtrennung ist in F i g. 8 nicht dargestellt)
Das Ausgangssignal des Schaltungsteils 13 (F i g. 7) ist erfindungsgemäß ein Gleichstrom, dessen Stärke der Eingangsmeßspannung linear zugeordnet ist, dazu in weiten Grenzen unabhängig ist von den Spannungsabfällen entlang der Übertragungsleitung, sowie von Spannungsabfällen oder eingespeisten Gegenspannungen im Teil 3. Die Stärke dieses Gleichstroms wird nach oben auf einen Wert begrenzt, der beim Signalbereich 0 ... 20 mA oder 4 ... 20 mA zweckmäßigerweise zwischen etwa 22 und 25 mA liegt

Eine bekannte und in F i g. 7 dargestellte Schaltanerd-

nung zur Erzeugung eines derartigen Gleichstroms besteht aus dem Operationsverstärker 40, dem npn-Transistor 41, dem Rückkopplungswiderstand 42, der Zenerdiode 43 zur Aussteuerungsbegrenzung und der Zenerdiode 44 zum Festlegen eines geeigneten Arbeitspunktes für die Eingänge des Operationsverstärkers 40. Der Zusammenhang zwischen der Eingangsspannung t/l dieser Schaltanordnung und dem Ausgangsstrom /1 ist im wesentlichen durch die Größe des Rückkopplungswiderstandes 42 gegeben.

Der Ausgangsgleichstrom /1 fließt vom Anschluß der +5 V-Versorgungsspannung durch die Übertragungsleitung zum Teil 2 und von dort zurück über die Ader 45 durch die Signalweiche 38 zum Transistor 41. Die Spannung der Ader 45 gegenüber der Versorgungsspannung hängt vom Widerstand der Leitungen und der Sicherungen 16, vorzugsweise aber vom Spannungsabfall im Gleichstrom-Trenntransformator 15 ab. Gemäß Fig.8 ist dieser Spannungsabfall im Eingang und Ausgang des Trenntransformators, bedingt durch den niedrigen Serienwiderstand, nicht sehr verschieden. Dieser Spannungsabfall und damit die Spannung der Ader 45 gegen den +5 V-Anschluß der Versorgungsspannung läßt sich aber beeinflussen, indem man in der Signalweiche 39 im Teil 3 den Eingangsgleichstrom /2 wahlweise über die in Durchlaßrichtung geschaltete Diode 46 und den Widerstand 37 fließen läßt oder aber zum Schalttransistor 47 ableitet
Im ersten Fall entsteht ein positiver Spannungsabfall,

und die Spannung der Ader 45 im Teil 1 ist sicher negativ gegenüber dem +5 V-Pegel der Versorgungsspannung. Da über die Diode 48 und die mit beispielsweise 5 V Durchbruchspannung ausgeführte Zenerdiode 49 im Teil 38 des Teils 1 unter diesen Bedingungen kein Strom fließen kann, unterscheidet sich der im Teil 3 ankommende Gleichstrom /2 von Gleichstrom /1 im Teil 1 nur in dem geringen Anteil, der im 50-kOhm-Querwiderstand des Gleichstrom-Trenntransformators abfließt (siehe Fig. 8) und dessen ι ο Einfluß auf die Übertragungsgenauigkeit für die betriebliche Anwendung des Systems vernachlässigt werden kann.

Während des beschriebenen Betriebszustands wird der Meßwert demnach als Gleichstromsignal zum Teil 3 < übertragen, erscheint dort am Widerstand 37 (F i g. 7) als Gleichspannung i/2 und wird in bereits beschriebener Form (siehe auch F i g. 4) dem Meßwertverteiler 21 zugeführt bzw. in anderer Weise weiterverarbeitet Der Transistor 47 im Teil 39 ist während dieses Betriebszu-Standes gesperrt

Der Wechsel vom Betriebszustand »Meßwertübertragung« zum Betriebszustand »Schaltimpulsübertragung« wird vollzogen, indem der Transistor 47 vom sperrenden in den stromleitenden Zustand gebracht wird. Dieses bewirkt ein positiver Schaltimpuls, der von 28 des Teils 3 an den Widerstand 50 und den Emitter des pnp-Transistors 51 geführt wird. Der Transistor 51 wird leitend und läßt durch den Stromfluß über die Widerstände 52 und 53 eine gegenüber dem Emitter des Transistors 47 positive Spannung an dessen Basis entstehen. Der Strom /2 fließt nunmehr nicht mehr über die Diode 46 und den Widerstand 37, sondern zum Kollektor des Transistors 47.

Mit Hilfe des Widerstandes 54 vor dem Emitter des Transistors 47 wird der zum Kollektor dieses Transistors fließende Schaltstrom }2 auf beispielsweise 40 mA eingestellt Unabhängig von der augenblicklichen Stärke des auf maximal 25 mA begrenzten vom Teil 1 in die Übertragungsleitung eingespeisten Meßstroms /1 wird der vorher am Eingang des Schaltungsteils 39 (z. B. am Überspannungsbegrenzer 36) meßbare positive Spannungsabfall nunmehr negativ, und die Spannung der Ader 45 im Teil 1 wird gegenüber dem +5 V-Pegel der Versorgungsspannung positiv.

Über die nunmehr stromdurchlässige Reihenschaltung von Diode 48 und Zenerdiode 49 fließt dadurch ein Strom, dessen Stärke der Differenz zwischen Schaltstrom /2 und Meßstrom /1 entspricht Dieser Strom verteilt sich auf den Ableitwiderstand 55 und den aus Strombegrenzungswiderstand 56 und Basis-Emitterstrecke des Transistors 57 bestehenden Strompfad. Der Transistor 57 leitet den Schaltimpuls zum Eingang der Impulsweiche U weiter, wo dieser mit Hilfe des Widerstandes 58 auf den Signalpegel der TTL-Technik gebracht wird.

Angemerkt sei, daß die beschriebene Ausführung der Signalweichen 38 (im Teil 1) und 39 (im Teil 3) nur eine von mehreren Möglichkeiten wiedergibt den Erfin-, dungsgedanken zu realisieren. Insbesondere ist es möglich, hierfür andere und anders dimensionierte elektronische Bauelemente zu verwenden.

Während der Dauer des Schaltimpulses ist die Spannung am Widerstand 37 im Teil 39 des Teils 3 Null, da die Diode 46 den Stromfluß sperrt Der Meßwert (Spannung t/2) muß also jeweils vor Beginn des Schaltimpulses in einen Speicher (zur Anzeige oder sonstigen Verarbeitung) übernommen worden sein.

Falls der Teil 3 auf mehrere mit diesem Gerät ausgerüstete Elektrolysezellen umschaltbar sein soll, kann beispielsweise ein einpoliger Wahlschalter 59 im Schaltungsteil 39 zwischen dem für jeden Zellenanschluß erforderlichen Überspannungsbegrenzer 36 und der Leitungsverzweigung zur Diode 46 bzw. zum Transistor 47 angeordnet werden.

Bei allen bisher geschilderten Möglichkeiten zur Fernübertragung von Meßwerten aus Elektrolysezellen ist vorausgesetzt worden, daß eine zyklische Abfrage der an die Übertragungseinrichtung angeschlossenen Meßstellen für die betrieblichen Erfordernisse genügt Es sind jedoch Aufgabenstellungen denkbar, bei denen es wünschenswert ist, einzelne oder alle Meßstellen nicht in zyklischer Folge, sondern vom Teil 3 im Kontrollraum aus beliebig wählbar abzufragen. Eine Übertragungseinrichtung, die diese freizügige Anwahlmöglichkeit einschließt, kann auch dazu benutzt werden, Schaltbefehle anderer Art als solche zum Weiterschalten von Meßstelle zu Meßstelle bzw. zum Rückstellen auf die Nullstellung des Meßstellenzählers zur Zelle zu übertragen. Als Beispiele seien genannt: Schaltbefehle für Anodenverstellmotore oder zum Ausschalten der Zelle mit Hilfe des an der Elektrolysezelle installierten Überbrückungsschalters.

Derartige Anwendungen sind möglich, wenn man anstelle eines einzelnen (kurzen bzw. langen) Schaltimpulses zur Kennzeichnung der gewünschten Meßstelle oder der gewünschten Schaltfunktion eine Impulsserie vom Teil 3 zum Teil 1 an der Zelle überträgt Die binär kodierte Adresse der Meßsteile bzw. Schaltfunktion wird zu diesem Zweck im Teil 3 mit Hilfe eines Parallel-Serien-Wandlers in bekannter Weise in eine definierte Folge von Impulsen und Impulspausen verwandelt als solche mit der bereits beschriebenen Schaltanordnung zum Teil 1 übertragen und dort mit Hilfe eines Serien-Parallel-Wandlers in die ursprüngliche Form zurückverwandelt

Ein einfaches Beispiel sei anhand von F i g. 9 erläutert: Mit Hilfe des Tastenfeldes 60, d. h. durch Betätigung einer oder mehrerer Tasten wird die gewünschte Meßstelle angefordert bzw. der gewünschte Schaltbefehl erteilt In der angeschlossenen Kodierschaltung 61 entsteht dann die der Meßstelle bzw. dem Schaltbefehl zugeordnete Adresse als Kombination binärer Signale. Diese wird vom Parallel-Serien-Wandler 62 als Impulstelegramm über die bereits beschriebenen Teile 39, 2 und 38 dem Serien-Parallelwandler 63 zugeführt und nach Rückwandlung in die parallele Form in den Adreßspeicher 64 geladen. In der Adressendekodierschaltung 65 wird die Adresse identifiziert und — falls es sich um eine Meßstellenadresse handelt — über die Steuerleitungen 10 dem Meßstellenumschalter 4 zugeleitet Eine Befehlsadresse wird als Stellsignal über eine der Steuerleitungen 66 zum angewählten Leistungsschütz 67 geführt Der Meßwert einer von Tastenfeld 60 aus angewählten Meßstelle wird in bereits beschriebener Weise über Meßstellenumschalter 4, Meßverstärker und Spannung-Strom-Umformer 13, Signalweiche 38, Übertragungsleitung mit Potentialtrennstelle 2 und Signalweiche 3d zur Anzeige gebracht wobei in diesem besonders einfachen Beispiel nur ein Anzeigegerät 68 für alle anwählbaren Meßstellen vorgesehen ist

Schließlich ist es möglich, die zyklische, durch kurze Schaltimpulse gesteuerte Meßwertabfrage mit der gezielten Anwahl bestimmter Meßstellen oder Stellfunktionen durch Impulsserien zu kombinieren.

Eine derartige Möglichkeit ist in Fig. 10 angedeutet:

Der zentrale Teil ist in diesem Fall mit einem Prozeßrechner Θ9 verbunden. Jeder Elektrolysezelle ist eine früher beschriebene Signalweiche 39 zugeordnet, deren Analogwert-Ausgang mit einem der Analogwerteingänge 70 des Prozeßrechners verbunden ist Zur zyklischen Abfrage der Meßstellen werden mit Hilfe des Digitalausgangs 71 des Prozeßrechners die früher beschriebenen kurzen Schaltimpulse fiber die Oder-Stufen 72 und die Signalweichen 39 gleichzeitig zu allen Elektrolysezellen übertragen.

Im Teil 1 befindet sich eine Impulsweiche 73, welche die kurzen Schaltimpulse als solche identifiziert und über die Leitung 74 auf den Zähleingang des voreinstellbaren Zählers 75 bringt Die jeweilige Zählstellung entspricht der Meßstellenadresse und wird in früher beschriebener Weise weiterverarbeitet

Die gezielte Ansteuerung von Meßstellen oder Schaltfunktionen ist in diesem Beispiel für jede Zelle gesondert möglich, und zwar alternativ zur gemeinsamen Weiterschaltung im Rahmen der zyklischen Abfrage. Ober die Digitalausgänge 76 des Prozeßrechners wird der Parallel-Serien-Wandler 62 mit der Meßstellen- oder Schaltfunktionsadresse versorgt während die Zellenadresse über die Digitalausgänge 77 den Impulsserienverteiler 78 so steuert, daß das Impulstelegramm vom Wandler 62 über den Verteiler 78 der Oder-Stufe 72 für die gewünschte Zelle zugeleitet wird.

Ober die Teile 39,2,38 gelangt das Impulstelegramm zur Impulsweiche 73, wird dort als solches erkannt und über den Serien-Parallelwandler 63 den Voreinstell-Eingangen des Zählers 75 zugeführt

Im Arbeitspiogramm des Prozeßrechners muß berücksichtigt werden, daß der Zähler 75 der gesondert angewählten Zelle vor Wiederaufnahme der zyklischen Abfrage durch ein zweites Impulstelegramm wieder mit dem Zähler 75 der anderen Zellen zu synchronisieren ist Das Synchronisieren aller Zähler 75 wird vereinfacht wenn man mit Hilfe einer speziellen Adresse Impulstelegramme vom Verteiler 78 über die gestrichelt eingezeichnete Sammelleitung auf einen dritten Eingang der Oder-Stufe 72 aller Zellen leiten kann.

Soll eine Zelle wahlweise nicht an der zyklischen Abfrage beteiligt werden, so kann man einen einstelligen Binärspeicher 79 und eine Torschaltung 80 im Teil 1 wie auf Fig. 10 gestrichelt eingezeichnet vorsehen. Mit zwei Schaltfunktionsadressen wird die Speicherstufe 79 über die Leitungen 66 wahlweise gesetzt bzw. gelöscht und in der angeschlossenen Torschaltung 80 die Leitung 74 für die Weiterschaltimpulse durchgeschaltet bzw. aufgetrennt so

Bei umfangreichen Meßwerterfassungsanlagen der beschriebenen Art soll neben der Beschaffung und Installation auch die Instandhaltung möglichst geringe Aufwendungen erfordern.

Da die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Fehlers zwangsläufig mit dem Umfang der zu installierenden Einrichtung wächst ist es zweckmäßig, die Einrichtung weitestgehend selbstüberwachend auszuführen. Hierzu wird man die voraussehbaren Fehlermöglichkeiten untersuchen und je nach der vermutlichen Wahrscheinlichkeit und den vermutlichen Folgen eines Fehlers (Ausfall der Anlage, Kosten der Fehlersuche und Fehlerbeseitigung usw.) aber auch je nach dem erforderlichen Zusatzaufwand selbsttätige bzw. fernwirkende Prüfeinrichtungen vorsehen.

Besonders günstige Voraussetzungen für eine automatische Selbstüberwachung zeigt Fig. 10. Wenn man nicht alle Eingänge des Meßstellenumschalters 4 an betriebliche MeBstellen anschließt sondern einen oder zwei Eingänge z. B mit der jeweils höchsten binären Adresse an Eichspannungsquellen anschließt die als handelsübliche Bauteile verfügbar bzw. mit Hilfe von Zenerdioden leicht herstellbar sind, kann der Prozeßrechner durch Abfrage der Eichspannungen sowohl den gesamten Meßwertübertragungsweg ab Schaltungsteil 13 auf Verstärkungs- und sonstige Fehler überprüfen als auch eine fehlerhafte Synchronisierung des Zählers 75 im Falle der zyklischen Meßwertabfrage feststellen. Jeder der genannten Fehler wird sich derart auswirken, daß die am Analogeingang 70 des Prozeßrechners anliegende Spannung vom erwarteten, an der Eichspannungsqueüe eingestellten Wert abweicht Der entsprechend programmierte Prozeßrechner 69 kann beispielsweise nach dem Auftreten einer derartigen Abweichung die vorher im normalen Abfragezyklus erreichte Kontrolimeßstelle gezielt durch Aussenden der Adresse als Impulstelegramm anwählen und nach nochmaliger Spannungskontrolle entscheiden, ob ein Synchronisierfehler vorlag. Eine entsprechend ausgegebene Meldung kann die Fehlersuche durch das Wartungspersonal wesentlich vereinfachen.

Im Falle der ^rinzelanodenüberwachung durch zyklische Kontrolle der Stromaufnahme jeder Anode mittels Shunt-Messung sind zur Erfassung der Spannungsabfälle in den Anoden-Stromzuführungsbändern je Meßstelle üblicherweise zwei Verbindungsleitungen von der Meßstelle zum Meßstellenumschalter zu verlegen. Um den Zellendeckel trotz der zahlreichen Leitungsverbindungen leicht vom Zellenunterteil abheben und für Reparaturzwecke (Austausch von Anoden usw.) abtransportieren zu können, muß entweder der Teil 1 am Deckel befestigt und über eine z.B. vierpolige Steckverbindung an die Signalübertragungsleitung und die Versorgungsspannung angeschlossen sein oder — falls diese Möglichkeit aus konstruktiven Gründen ausscheidet — die Verbindungsleitungen zwischen den Anoden und dem Meßstellenumschalter im Teil 1 müssen leicht lösbar, beispielsweise mittels einpoliger Steckverbindungen, mit den Anschlußstellen an den Stromzuführungsbändern der Anoden verbunden sein.

Im zweiten Fall bedingt die große Zahl von Steckverbindungen eine erhöhte Fehlerwahrscheinlichkeit da durch Korrosion, Abnahme der Kontaktkraft usw. unter den Betriebseinflüssen unkontrolliert zunehmende Übergangswiderstände in der Steckverbindung (bzw. auch in anderen leicht lösbaren Verbindungsarten) möglich sind. Eine selbsttätige Kontrolle derartiger Übergangswiderstände ist dadurch möglich, daß man alle mit den Anoden verbundenen Eingänge des Meßstellenumschalters 4 gemäß Fig. 11 über Widerstände 81 mit der Sammelschiene 82 verbindet und diese Sammelschiene über einen elektronischen Umschalter 83 wahlweise min einem von zwei oder mehreren unterschiedlichen Spannungnpotentialen verbindet Der Umschalter kann vom Prozeßrechner über einen adressierbaren binären Speicher 84 betätigt werden, wie dies früher am Beispiel der Schaltungsteile 79 und 80 (siehe F i g. 10) bereits erläutert wurde.

Die Anoden-Stromzuführungsschienen 85 und die Verbindungsleitungen 86 zum Meßstellenumschalter 4 sind so niederohmig, daß bei zweckmäßiger Größe der Widerstände 81 (z. B. 10 kOhm) und niedrigem Kontaktwiderstand an den Spannungsabgriffen 87 die abgefragten und zum Projxßrechner übertragenen Meßwerte sich nicht wesentlich verändern, wenn die Sammelschiene 82 durch den Reichner nacheinander an verschiedene

Spannungspotentiale angeschlossen wird. Mit zunehmendem Kontaktwiderstand wird jedoch der Einfluß des Sammelschienenpotentials aufgrund der Spannungsteilerwirkung von Kontaktwiderstand und Widerstand 81 immer größer. Es ist also bei entsprechender Programmierung des Pro.seBrechners mit der beschriebenen, wenig aufwendigen Zusatzeinrichtung möglich, z.B. bei zweifelhaften Ergebnissen der normalen

zyklischen Abfrage alle Spannungsabgriffe durch Umschalten des Spannungspotentials der Sammelschiene 82 mit. jeweils nachfolgender Meßwertabfrage auf zu große Übergangswiderstände zu prüfen. Anhand einfacher logischer Entscheidungen kann der Prozeßrechner gegebenenfalls die gestörte Meßstelle und sogar den gestörten Abgriff 87 identifizieren und melden.

Hierzu S Blatt Zeichnungen

Claims (1)

20 30 Patentansprüche: Λ.

1. Verfahren zur Fernübertragung und Anzeige von an einer Vielzahl von Meßstellen einer Elektrolysezelle entstandenen Meßwerten zu einer räumlich getrennten, für mehrere Zellen gemeinsamen Überwachungsstelle Ober ein für alle Meßstellen gemeinsames Leiterpaar durch sequentielle Adressierung der Meßstellen unter Anwendung elektronischer Meßstellenumschalter, dadurch gekennzeichnet, daß