DE10154803A1

DE10154803A1 - Device for controlling one or more cathodic corrosion protection installations comprises protective current unit for producing protective current, and electrical control unit for automatically controlling protective current unit

Info

Publication number: DE10154803A1
Application number: DE2001154803
Authority: DE
Inventors: Rainer Deiss; Anton Kandziora; Georg Keil; Matthias Schwach
Original assignee: Neckarwerke Stuttgart AG
Current assignee: RBS Wave GmbH
Priority date: 2001-11-05
Filing date: 2001-11-05
Publication date: 2003-05-22
Anticipated expiration: 2021-11-06
Also published as: DE10154803B4

Abstract

A device for controlling one or more cathodic corrosion protection installations comprises a protective current unit (5) for producing a protective current required for the corrosion protection and containing an anode field (2) with one or more anodes (4); and an electrical control unit (8) for automatically controlling the protective current unit in one or more current adjusting operations. Preferred Features: The control unit (8) is bound in a telecontrol system with which the protective current unit is controlled. The control unit contains an SPS control part.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung einer oder mehrerer kathodischer Korrosionsschutzanlagen (KKS-Anlagen) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Anlagen weisen jeweils wenigstens ein Schutzstromgerät auf, an das zur Beaufschlagung mit einem Schutzstrom wenigstens ein Schutzobjekt und wenigstens ein Anodenfeld mit einer oder mehreren Anoden ankoppelbar sind. Das. Schutzstromgerät dient zur Bereitstellung des für den kathodischen Korrosionsschutz (KKS) erforderlichen Schutzstroms, wozu üblicherweise das Schutzstromgerät zugeführten Wechselstrom transformiert und gleichrichtet und das Schutzobjekt mit dem entsprechenden Schutzstrom beaufschlagt. Bei dem Schutzobjekt handelt es sich insbesondere um metallische Anlagen in Böden und Wässern, wie z. B. Stahlrohrleitungen. The invention relates to a device for controlling a several cathodic corrosion protection systems (KKS systems) the preamble of claim 1. Such systems each have at least one protective current device to which to apply a protective current at least one protected object and at least one Anode field can be coupled with one or more anodes. The. Protective current device is used to provide the cathodic Corrosion protection (KKS) required protective current, which is usually what Protective current device transformed and transformed rectifies and the protected object with the appropriate protective current applied. The protected object is in particular: metallic systems in soils and waters, such as B. steel pipes.

Zur Steuerung solcher KKS-Anlagen ist es bekannt, ein von Hand ansteuerbares Schutzstromgerät zu verwenden, wobei je nach Gerätetyp die Ausgangsleistung des Schutzstromgerätes bzw. der von ihm ausgangsseitig gelieferte Schutzstrom vor Ort in Stufen oder quasi stufenlos verstellbar ist. Beim Typ mit gestufter Verstellbarkeit ist das herkömmliche Schutzstromgerät mit einem Stufenschalter ausgestattet, an den geeignete primärseitige Abgriffe einer Transformator/Gleichrichter- Einheit angeschlossen sind. Das herkömmliche stufenlos schaltbare Schutzstromgerät beinhaltet eine Stelltransformatoreinheit, die über eine Handkurbel oder in anderer Weise von Hand stufenlos einstellbar ist. It is known to control such KKS systems, one by hand controllable protective current device to be used, depending on the device type the output power of the protective current device or that of it protective current supplied on the output side in stages or quasi continuously is adjustable. For the type with stepped adjustability, that is conventional protective current device equipped with a tap changer to which suitable taps on the primary side of a transformer / rectifier Unit are connected. The conventional continuously switchable Protective current device includes a variable transformer unit, which has a Hand crank or in any other way is infinitely adjustable by hand.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Steuerungsvorrichtung der eingangs genannten Art zugrunde, mit der sich KKS-Anlagen flexibel, komfortabel und präzise steuern lassen, wobei mit dem Begriff "Steuerung" vorliegend der Einfachheit halber, soweit nichts anderes gesagt, sowohl eine reine Steuerung, d. h. ohne rückkoppelnden Regelkreis, als auch eine Regelung, d. h. eine Steuerung mit rückkoppelndem Regelkreis, verstanden werden soll. The invention is a technical problem of providing a Control device of the type mentioned, with which KKS systems can be controlled flexibly, comfortably and precisely, with the term "control" in the present case for the sake of simplicity, insofar as nothing else said, both pure control, i.e. H. without feedback control loop, as well as a control, d. H. a control with feedback loop should be understood.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Steuerungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Diese Vorrichtung beinhaltet eine elektrische Steuereinheit, die zur selbsttätigen Steuerung des Schutzstromgerätes in einer oder mehreren verschiedenen Betriebsmodi mit jeweils vorgebbarer Art der Einstellung des Schutzstroms ausgelegt ist. Damit kann das Schutzstromgerät automatisch durch die Steuereinheit in einer gewünschten Weise gesteuert werden, was gegenüber der herkömmlichen Handsteuerung am Ort des Schutzstromgerätes eine flexiblere, komfortablere und genauere Steuerung des Schutzstromgerätes und damit des von ihm gelieferten Schutzstroms für das oder die angekoppelten Schutzobjekte ermöglicht. The invention solves this problem by providing a Control device with the features of claim 1. This Device includes an electrical control unit that is used for automatic Control of the protective current device in one or more Different operating modes, each with a specifiable type of setting the Protective current is designed. This enables the protective current device automatically controlled by the control unit in a desired manner be what compared to the conventional manual control at the location of the Protective current device a more flexible, comfortable and accurate Control of the protective current device and thus that supplied by it Protection current for the or the connected protection objects enables.

In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ist die Steuereinheit in ein fernwirktechnisches System eingebunden, das eine Fernsteuerung des Schutzstromgerätes ermöglicht. In a development of the invention according to claim 2 Control unit integrated in a telecontrol system, the one Remote control of the protective current device enables.

In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 wird als Steuereinheit eine solche vom SPS-Typ, d. h. vom Typ einer speicherprogrammierbaren Steuerung, verwendet, wodurch sich eine besonders hohe Flexibilität hinsichtlich möglicher Steuerungsarten und eine hohe Qualität der Steuerung erzielen lassen. In a further development of the invention as claimed in Control unit one of the PLC type, i.e. H. of the type one programmable logic controller, which results in a particularly high Flexibility with regard to possible types of control and a high level Let the quality of the control be achieved.

In bestimmten Anwendungsfällen, z. B. bei Streustromeinflüssen durch Schienenfahrzeuge, kann sich ein tageszeitabhängig variabler Bedarf an vom Schutzstromgerät zu lieferndem Schutzstrom ergeben. Dieser kann durch eine nach Anspruch 4 weitergebildete Steuerungsvorrichtung mit tageszeitabhängiger Schutzstromeinstellung optimal in der jeweils erforderlichen Höhe gedeckt werden. In certain applications, e.g. B. with stray current influences Rail vehicles, may vary depending on the time of day result from the protective current device to be supplied protective current. This can by a control device further developed according to claim 4 protection current setting depending on the time of day required amount to be covered.

Durch eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 können Ausfallzeiten der einen oder mehreren gesteuerten KKS-Anlagen gemeldet und so z. B. dokumentiert werden. By developing the invention according to claim 5 Downtimes of one or more controlled KKS systems are reported and so z. B. be documented.

Bei einer nach Anspruch 6 weitergebildeten Steuerungsvorrichtung ist eine streustromsensitive Schutzstromregelung implementiert, bei welcher der effektiv über das Schutzobjekt fließende Schutzstrom oder eine damit in Beziehung stehende andere physikalische Größe, z. B. das Potential Schutzobjekt/Erde, zur Steuereinheit rückgekoppelt und von dieser durch entsprechende Einstellung des vom Schutzstromgerät abgegebenen Schutzstroms auf einen zugehörigen vorgebbaren Sollwert geregelt wird. Dadurch können auch Streustrombeiträge zum über das jeweilige Schutzobjekt fließenden Schutzstrom optimal berücksichtigt werden. In a control device developed according to claim 6 implemented a stray current sensitive protective current control, which is the protective current effectively flowing over the protected object or a related other physical quantity, e.g. B. that Protected object / earth, fed back to the control unit and from by setting the protective current device accordingly emitted protective current to an associated predefinable setpoint is regulated. This can also contribute to stray electricity each protective object flowing protective current optimally considered become.

In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 7 ist eine Messkanalvervielfachungsfunktion realisiert, mit der die Steuerungsvorrichtung z. B. einen Messsensor in die Lage versetzt, mehrere die Anzahl der Messkanäle des Messsensors übersteigende Messwerte von Messanordnungen an einem oder mehreren Schutzobjekten zu erfassen. In a development of the invention according to claim 7 is a Measurement channel multiplication function realized with which the control device z. B. enabled a measuring sensor, several the number of Measuring channels of the measuring sensor exceeding measured values of Detect measuring arrangements on one or more objects to be protected.

Bei einer nach Anspruch 8 weitergebildeten Vorrichtung sind an das Schutzstromgerät mehrere Schutzobjekte angeschlossen, wobei für jedes Schutzobjekt eine individuelle Schutzstrombegrenzung vorgesehen ist. Dies vermeidet, dass ein gegebenenfalls fehlerbehaftetes Schutzobjekt übermäßig viel Schutzstrom abzieht und dadurch ein oder mehrere andere Schutzobjekte nicht mehr ausreichend mit Schutzstrom versorgt werden. In a device developed according to claim 8 are to the Protective current device connected several protection objects, whereby for Each protective object is provided with an individual protective current limitation is. This avoids that a possibly faulty Protected object draws excessive protective current and thereby one or more other protected objects are no longer adequately supplied with protective current become.

Eine nach Anspruch 9 weitergebildete Steuerungsvorrichtung beinhaltet eine Taktbetriebsfunktion mit selbsttätigem getaktetem Ein- und Ausschalten der Schutzstrombeaufschlagung eines Schutzobjektes durch mehrere kathodische Korrosionsschutzanlagen bzw. deren jeweiligem Schutzstromgerät und Steuereinheit, wobei sich die beteiligten Steuereinheiten anhand der Erkennung des zeitlichen Verlaufs des Schutzstroms auf dem Schutzobjekt selbsttätig synchronisieren. Dies ist insbesondere bei Anlagen ohne Fernwirksteuerung, die zur Schutzstromversorgung einer längeren Rohrleitung dienen, zweckmäßig und ermöglicht z. B. die gezielte Aktivierung eines Betriebsmodus, bei dem die Schutzstrombeaufschlagung des Schutzobjektes durch die Anlagen in vorgebbaren Zyklen für Test- bzw. Messzwecke synchron ein- und ausgeschaltet wird. A control device developed according to claim 9 includes a cycle operation function with automatic clocked on and Switching off the protective current applied to a protected object several cathodic corrosion protection systems or their respective Protective current device and control unit, the involved Control units based on the detection of the time course of the Synchronize the protective current on the protected object automatically. This is especially for systems without telecontrol control that are used for Protective power supply for a longer pipeline is useful and enables z. B. the targeted activation of an operating mode in which the Protection current applied to the protected object by the systems in Predefinable cycles for test or measurement purposes synchronously on and is turned off.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen: An advantageous embodiment of the invention is in the drawings shown and will be described below. Here show:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer KKS-Anlage mit zugehöriger Steuerungsvorrichtung und Fig. 1 is a schematic representation of a PPS system with associated control device and

Fig. 2 eine blockdiagrammatische Darstellung einer in der Steuerungsvorrichtung von Fig. 1 verwendeten SPS-Steuereinheit. FIG. 2 is a block diagram representation of a PLC control unit used in the control device of FIG. 1.

Fig. 1 zeigt schematisch eine KKS-Anlage mit zugehöriger Steuerungsvorrichtung. Die Anlage dient zum Schutz eines in Böden oder Wässern verlegten metallischen Schutzobjektes 1, z. B. einer Stahlrohrleitung, gegen Außenkorrosion. Dieses Schutzobjekt bildet die Kathodenseite, während andererseits ein Anodenfeld 2 bestehend aus mindestens einer Anode 4, z. B. eine FeSi-Anode, welche in ein elektrisch leitfähiges Bettungsmaterial 3, z. B. Koks, eingebettet ist, die Anodenseite darstellt. Fig. 1 shows schematically a PPS system with associated control device. The system is used to protect a metallic protective object 1 installed in soils or water, e.g. B. a steel pipe, against external corrosion. This object of protection forms the cathode side, while on the other hand an anode field 2 consisting of at least one anode 4 , z. B. an FeSi anode, which in an electrically conductive bedding material 3 , z. B. coke is embedded, which represents the anode side.

Das Paar aus zu schützendem Objekt 1 und Anodenfeld 2 ist an je einen Pol eines entsprechenden Schutzstromausgangs 6 eines Schutzstromgerätes 5 angeschlossen. Das Schutzstromgerät 5 ist seinerseits über einen Netzanschluss 7 an ein Wechselstromnetz angeschlossen und weist eine übliche Transformator/Gleichrichter-Einheit auf, die den zugeführten Netzstrom geeignet transformiert und gleichrichtet, um am Schutzstromausgang 6 den jeweils gewünschten Schutzstrom bereitzustellen. The pair of object 1 and anode field 2 to be protected is connected to one pole of a corresponding protective current output 6 of a protective current device 5 . The protective current device 5 is in turn connected to an alternating current network via a mains connection 7 and has a conventional transformer / rectifier unit, which transforms and rectifies the supplied mains current in a suitable manner in order to provide the desired protective current at the protective current output 6 .

Das Schutzstromgerät 5 steht mit einer SPS-Steuereinheit 8 z. B. drahtgebunden in elektrischer Verbindung 9. Die Steuereinheit 8 dient zur Ansteuerung des Schutzstromgerätes 5 und dabei speziell zur je nach Bedarf regelnden oder rein steuernden Einstellung des von diesem am Ausgang 6 abgegebenen Schutzstroms. Optional ist die Steuereinheit 8 in ein fernwirktechnisches System 10 eingebunden. The protective current device 5 is with a PLC control unit 8 z. B. wired in electrical connection 9th The control unit 8 is used to control the protective current device 5 and, in particular, to regulate or purely control the protective current output at the output 6 as required. The control unit 8 is optionally integrated into a telecontrol system 10 .

Je nach Bedarf sind in der Steuereinheit 8 diverse Steuerungsmodi implementiert, beispielsweise eine Betriebsart mit tageszeitabhängiger Steuerung des Schutzstroms bzw. der Schutzspannung, eine Betriebsart zur Regelung auf einen konstanten Sollwert des vom Schutzstromgerät gelieferten Schutzstroms, eine Betriebsart zur Regelung auf einen vorgebbaren Sollwert des effektiv über das Schutzobjekt fließenden Schutzstroms unter Berücksichtigung von Streustrombeiträgen und/oder eine Betriebsart mit vorgebbar getaktetem, automatischem Ein- und Ausschalten der Anlage für Mess- und Prüfzwecke. Des weiteren kann eine Schutzstrombegrenzung für den Fall eines fehlerbehafteten Schutzobjektes vorgesehen sein. Der genauere schaltungstechnische Aufbau der SPS-Steuereinheit 8 ergibt sich für den Fachmann ohne weiteres bei Kenntnis der von ihr jeweils geforderten Funktionalitäten, auf die nachfolgend näher eingegangen wird. Depending on the requirements, various control modes are implemented in the control unit 8 , for example an operating mode with time-dependent control of the protective current or the protective voltage, an operating mode for regulating to a constant setpoint of the protective current supplied by the protective current device, an operating mode for regulating to a predefinable setpoint of the effectively the protective object flowing protective current taking into account stray current contributions and / or an operating mode with predeterminable clocked, automatic switching on and off of the system for measurement and test purposes. Furthermore, a protective current limitation can be provided for the case of a defective protective object. The more precise circuitry structure of the PLC control unit 8 is readily apparent to the person skilled in the art if he knows the functionalities required in each case, which will be discussed in more detail below.

Fig. 2 zeigt in einer Blockdiagrammdarstellung die SPS-Steuereinheit 8 etwas detaillierter. Wie daraus ersichtlich, beinhaltet die Steuereinheit 8 einen eigentlichen SPS-Steuerteil 11 mit einem handelsüblichen CPU- Baustein. Zur Spannungsversorgung des SPS-Steuerteils 11 dient ein Netzteil 12, das in der Steuereinheit 8 integriert und an einen zugehörigen Spannungsversorgungseingang 13 desselben angeschlossen ist. Um dem SPS-Steuerteil 11 die benötigten Informationen/Daten zuzuführen, sind entsprechende Eingangsanschlüsse an der Steuereinheit 8 vorgesehen. FIG. 2 shows the PLC control unit 8 in somewhat more detail in a block diagram representation. As can be seen from this, the control unit 8 contains an actual PLC control part 11 with a commercially available CPU module. A power supply unit 12 , which is integrated in the control unit 8 and is connected to an associated voltage supply input 13 of the same, serves for the voltage supply of the PLC control part 11 . In order to supply the required information / data to the PLC control part 11 , corresponding input connections are provided on the control unit 8 .

Über einen oder mehrere Regelkreis-Eingänge 14 werden dem SPS- Steuerteil die jeweils regelungsrelevanten Eingangsgrößen zugeführt, wie der Istwert der jeweils zu regelnden physikalischen Größe. Über einen oder mehrere Messeingänge 15 können Messwerte angeschlossener Sensoren empfangen werden. Durch ein über einen Fernüberwachungssystem-Eingang 16 zuführbares Signal kann das Schutzstromgerät 5 über die Steuereinheit 8 fernwirktechnisch gesteuert werden. Des weiteren kann der Anlagensteuerung über einen entsprechenden Eingang 17 ein Signal zum Umschalten zwischen Handbetrieb und Automatikbetrieb zugeführt werden. Über einen DCF-Antenneneingang 18 erhält der SPS-Steuerteil 11 eine Uhrzeitinformation in Form eines üblichen DCF-Taktungssignals, das im Langwellenbereich übertragen wird. Der SPS-Steuerteil 11 kann diese Zeitinformation insbesondere zur Synchronisation verwenden, wenn mehrere Korrosionsschutzanlagen ohne Fernwirksystem synchron zusammenarbeiten sollen. An einen weiteren Eingang 19 des SPS-Steuerteils 11 können aktive Bauelemente, wie z. B. ein Temperaturfühler, angeschlossen werden. Via one or more control loop inputs 14 , the respective control-relevant input variables, such as the actual value of the physical variable to be controlled, are fed to the PLC control part. Measured values from connected sensors can be received via one or more measuring inputs 15 . The protective current device 5 can be controlled remotely by the control unit 8 by means of a signal that can be supplied via a remote monitoring system input 16 . Furthermore, a signal for switching between manual mode and automatic mode can be fed to the system control via a corresponding input 17 . Via a DCF antenna input 18 , the PLC control part 11 receives time information in the form of a conventional DCF clocking signal, which is transmitted in the long-wave range. The PLC control part 11 can use this time information, in particular for synchronization, if several corrosion protection systems without a remote control system are to work synchronously. Active components, such as, for example, can be connected to a further input 19 of the PLC control part 11 . B. a temperature sensor can be connected.

Der SPS-Steuerteil 11 steuert abhängig von den Eingangsinformationen einen Relaisteil 20 der Steuereinheit 8 an, der in nicht näher gezeigter Weise eine Mehrzahl von parallel angeordneten Relais umfasst. Ein Teil der Relais ist mit einem oder mehreren Steuersignalausgängen 21 verbunden, über den bzw. die von der Steuereinheit 8 die Steuersignale an das Schutzstromgerät 5 zur steuernden bzw. regelnden Einstellung des Schutzstroms abgegeben werden. Über einen weiteren Teil der Relais 20 und zugehörige Ausgänge 22 ist eine Messkanalvervielfachung aktivierbar. Beispielhaft ist hierzu in Fig. 1 ein Messsensor 25 gezeigt, auf dessen Messkanäle mittels Messkanalvervielfachung 22 die jeweiligen Messanordnungen zur Messung der jeweils interessierenden Messgrößen aufgeschaltet werden, wobei die Anzahl der zu erfassenden Messgrößen die Zahl der Messkanäle des Messsensors 25 deutlich übersteigen kann. Über einen Ausgang 23 mit zugeordnetem Relais können von der Steuereinheit 8 im Schutzanlagentaktungs-Betriebsmodus Schutzstrom-Taktimpulse abgegeben werden. Je nach Bedarf können weitere Relais mit zugehörigen Sonderausgängen 24 zum Abgeben von Steuersignalen für weitere Steuerungsaufgaben vorgesehen sein, z. B. zum Ansteuern von fernsteuerbaren Sicherungen der KKS-Anlagen. Depending on the input information, the PLC control part 11 controls a relay part 20 of the control unit 8 , which comprises a plurality of relays arranged in parallel in a manner not shown in detail. Some of the relays are connected to one or more control signal outputs 21 , via which the control unit 8 outputs the control signals to the protective current device 5 for controlling or regulating the protective current. A multiplication of the measuring channel can be activated via a further part of the relays 20 and associated outputs 22 . A measuring sensor 25 is by way of example for this purpose in Fig. 1, the respective measuring devices are switched to measure the respectively interesting measurement variables on its measuring channels by means of measuring channel multiplication 22, wherein the number of detected measured variables may exceed significantly the number of measuring channels of the measuring sensor 25. Protective current clock pulses can be emitted by the control unit 8 in the protective system clocking operating mode via an output 23 with an assigned relay. Depending on requirements, further relays with associated special outputs 24 can be provided for emitting control signals for further control tasks, e.g. B. for controlling remote-controlled fuses of the KKS systems.

Die Ankopplung des Schutzstromgerätes 5 an die SPS-Steuereinheit 8 durch die Übertragungsstrecke 9 ist je nach verwendetem Gerätetyp geeignet realisiert, insbesondere in Abhängigkeit davon, ob es sich um ein stufenlos oder stufig zu schaltendes Gerät handelt. In beiden Fällen ist es möglich, ein herkömmliches Schutzstromgerät zu verwenden, an dem nur relativ einfache Nachrüstmaßnahmen nötig sind. The coupling of the protective current device 5 to the PLC control unit 8 through the transmission link 9 is suitably implemented depending on the type of device used, in particular depending on whether it is a device that can be switched continuously or stepped. In both cases it is possible to use a conventional protective current device that only requires relatively simple retrofitting measures.

Beim stufenlos schaltbaren Gerätetyp wird hierzu das herkömmlich vorhandene Handbedienelement, z. B. in Form einer Handkurbel, durch einen Stellmotor ersetzt, der von der Steuereinheit 8 angesteuert wird. Dabei genügt schon ein Steuersignal, das zwei mögliche Zustände annehmen kann, von denen der eine ein Erhöhen des vom Schutzstromgerät 5 abzugebenden Schutzstroms und der andere ein Verringern desselben bewirkt, indem sich der Stellmotor in der einen bzw. in der anderen, umgekehrten Richtung bewegt. Dieses Steuersignäl kann z. B. durch zwei Einzelsignale repräsentiert sein, die von der Steuereinheit 8 über je ein Relais an die beiden Eingänge des Stellmotors weitergeleitet werden. In the case of the continuously switchable device type, the conventionally available manual control element, e.g. B. in the form of a hand crank, replaced by an actuator which is controlled by the control unit 8 . In this case, a control signal is sufficient, which can assume two possible states, one of which causes the protective current to be output by the protective current device 5 to be increased and the other to decrease the same by the servomotor moving in one or the other, reverse direction. This control signal can e.g. B. be represented by two individual signals, which are passed on by the control unit 8 via a relay to the two inputs of the servomotor.

Der herkömmliche Gerätetyp mit Stufenschalter kann für die erfindungsgemäße Verwendung dadurch nachgerüstet werden, dass der Stufenschalter entfernt wird und die primärseitigen Transformatorabgrilfe direkt über einen jeweiligen Steuerausgang 21 der Steuereinheit 8 mit einem zugehörigen Relais 20 verbunden werden. So kann beispielsweise mit dem Relaisteil 20 bestehend aus insgesamt fünfzehn Relais die Ausgangsspannung in 36 Stufen eingestellt werden, wobei drei Relais für eine Grobeinstellung und zwölf Relais für eine Feineinstellung dienen. The conventional type of device with a tap changer can be retrofitted for the use according to the invention by removing the tap changer and connecting the primary transformer taps directly to an associated relay 20 via a respective control output 21 of the control unit 8 . For example, the relay part 20 consisting of a total of fifteen relays can be used to set the output voltage in 36 stages, three relays for rough adjustment and twelve relays for fine adjustment.

Während in Fig. 1 explizit nur die Kopplung eines einzelnen Schutzstromgerätes 5 an die SPS-Steuereinheit 8 und die Ankopplung nur eines Schutzobjektes 1 mit zugehörigem Anodenfeld 2 gezeigt ist, versteht es sich, dass in alternativen Ausführungsformen der Erfindung an das Schutzstromgerät bei Bedarf eine beliebige andere Anzahl von Schutzobjekten 1 und/oder Anodenfeldern 2 angekoppelt sein kann und/oder mehrere KKS-Anlagen mit jeweiligem Schutzstromgerät 5 vorgesehen sein können, die von einer oder mehreren SPS- Steuereinheiten 8 angesteuert werden und jeweils ein oder mehrere Schutzobjekte mit Schutzstrom beaufschlagen. While only the coupling of a single protective current device 5 to the PLC control unit 8 and the coupling of only one protected object 1 with an associated anode field 2 are explicitly shown in FIG. 1, it is understood that in alternative embodiments of the invention, any desired can be used with the protective current device another number of protective objects 1 and / or anode fields 2 can be coupled and / or several KKS systems with a respective protective current device 5 can be provided, which are controlled by one or more PLC control units 8 and each apply one or more protective objects with protective current.

Wie bereits oben angedeutet, ermöglicht die automatisierte Ansteuerung des jeweiligen Schutzstromgerätes 5 durch die Steuereinheit 8 die Realisierung verschiedener Steuerungs-/Regelungs-Betriebsarten je nach Bedarf, wozu lediglich die entsprechenden Steuerungs-/Regelungsfunktionalitäten in der SPS-Steuereinheit 8 zu implementieren sind und die jeweils erforderliche Hardware bereitzustellen ist, im Fall einer Realisierung als echte Regelung insbesondere die für den Regelkreis benötigten Sensor- und Stellmittel, wie sich dies für den Fachmann versteht. As already indicated above, the automated control of the respective protective current device 5 by the control unit 8 enables the implementation of various control / regulation operating modes as required, for which purpose only the corresponding control / regulation functionalities have to be implemented in the PLC control unit 8 and in each case the necessary hardware is to be provided, in the case of implementation as real control, in particular the sensor and actuating means required for the control circuit, as is understood by the person skilled in the art.

Auf besonders vorteilhafte Steuerungs-/Regelungsarten, die bei der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung einzeln oder in beliebiger Kombination als wählbare Betriebsmodi implementiert sein können, wird nachfolgend näher eingegangen. On particularly advantageous control / regulation types, which in the Control device according to the invention individually or in any Combination can be implemented as selectable operating modes discussed in more detail below.

So ist in einer entsprechenden Betriebsart eine tageszeitabhängige Schutzstromsteuerung realisierbar. Dies ist z. B. bei Schutzobjekten zweckmäßig, die von Streuströmen beeinflusst werden, welche von regelmäßig verkehrenden Schienenfahrzeugen verursacht werden, z. B. von Straßenbahnen. Die dadurch induzierten Streuströme bilden einen Beitrag zum effektiv über das jeweilige Schutzobjekt fließenden Schutzstrom, so dass eine korrespondierende Änderung des vom Schutzstromgerät gelieferten Schutzstroms sinnvoll ist, um den effektiven Schutzstrom, der über das Schutzobjekt fließt, konstant zu halten. Während einer nächtlichen Betriebspause des Schienenbahnbetriebs ist z. B. der Streustrombeitrag geringer als während der aktiven Betriebsphase desselben bei Tag. Dies kann durch eine korrespondierende tageszeitabhängige Steuerung der Ausgangsspannung des Schutzstromgerätes und damit des von diesem bereitgestellten Schutzstroms kompensiert werden. Zur Erzeugung des geeigneten tageszeitabhängigen Steuersignals verfügt der SPS-Steuerteil 11 über eine Echtzeit-Uhrinformation z. B. in Form des über die DCF-Antenne 18 zugeführten DCF- Uhrzeitsignals. In a corresponding operating mode, a protective current control dependent on the time of day can be implemented. This is e.g. B. useful for protected objects that are influenced by stray currents caused by regularly running rail vehicles, z. B. trams. The stray currents induced thereby make a contribution to the protective current effectively flowing through the respective protected object, so that a corresponding change in the protective current supplied by the protective current device is useful in order to keep the effective protective current flowing through the protected object constant. During a nighttime break in the railroad operation, e.g. B. the stray current contribution less than during the active operating phase of the same during the day. This can be compensated for by a corresponding time of day control of the output voltage of the protective current device and thus of the protective current provided by it. In order to generate the appropriate time-dependent control signal, the PLC control part 11 has real-time clock information, e.g. B. in the form of the DCF antenna 18 supplied DCF time signal.

Eine weitere realisierbare Betriebsart stellt eine Regelung auf konstanten, vom Schutzstromgerät 5 abgegebenen Schutzstrom dar. Diese Betriebsart ist z. B. bei Verwendung von Opferanoden auf der Basis von leitfähigem Kohlenstoff zweckmäßig. Diese Anoden sind in ihrer Form vergleichbar mit einem dicken Kabel, wobei ihre Länge vom Anwender frei gewählt werden kann. Bei diesem Anodentyp ist jedoch zu beachten, dass ein maximaler Austrittsstrom pro Meter Anodenlänge nicht überschritten werden darf, da sich die Anode sonst bereits in einem relativ kurzen Zeitraum auflöst. Durch Vorgabe eines geeigneten Schutzstrom- Sollwertes kann der ausgangsseitig vom Schutzstromgerät abgegebene Schutzstrom auf den maximalen Austrittsstrom begrenzt werden. Zur Regelung auf diesen Sollwert wird der vom Schutzstromgerät abgegebene Schutzstrom auf einen zugehörigen Regelkreiseingang 14 des SPS-Steuerteils 11 rückgekoppelt und mit dem Sollwert verglichen, der dem SPS-Steuerteil 11 vorgegeben wird. A further feasible operating mode is a control to a constant protective current emitted by the protective current device 5 . B. useful when using sacrificial anodes based on conductive carbon. The shape of these anodes is comparable to that of a thick cable, the length of which can be freely selected by the user. With this type of anode, however, it should be noted that a maximum outlet current per meter of anode length must not be exceeded, since otherwise the anode will dissolve in a relatively short period of time. By specifying a suitable protective current setpoint, the protective current output by the protective current device can be limited to the maximum output current. In order to regulate to this setpoint, the protective current emitted by the protective current device is fed back to an associated control loop input 14 of the PLC control part 11 and compared with the setpoint that is given to the PLC control part 11 .

Eine weitere mögliche Betriebsart stellt eine Regelung auf einen konstanten effektiven, über das jeweilige Schutzobjekt fließenden Schutzstrom dar. Bei dieser Betriebsweise werden z. B. die oben erwähnten Streustromeinflüsse durch einen rückkoppelnden Regelkreis optimal so berücksichtigt, dass je nach Streustrombeitrag der vom Schutzstromgerät gelieferte Schutzstrom daran angepasst wird, um insgesamt den effektiven, über das jeweilige Schutzobjekt fließenden Strom auf dem gewünschten Niveau zu halten, wobei höhere Streustrombeiträge zu einer Reduzierung des vom Schutzstromgerät zu liefernden Schutzstrombeitrags genutzt werden. Another possible operating mode is a regulation on one constant effective, flowing over the respective protected object Protective current. In this mode of operation, for. B. those mentioned above Stray current influences optimally through a feedback control loop takes into account that depending on the stray current contribution of the Protective current device supplied is adjusted to total the protective current device effective current flowing through the respective protected object on the to maintain the desired level, with higher stray current contributions at a Reduction in the supply of the protective current device Protective current contribution can be used.

Bei Streustromverursachern, die einen zeitlich veränderlichen Streustrom produzieren, wie bei den erwähnten Schienenfahrzeugen, kann als praktikable Regelgröße des Regelkreises das Potential dienen, das mittels einer zugehörigen Elektrode, z. B. einer Cu-CuSO₄-Elektrode, zwischen der zu schützenden Leitung und dem Erdboden ermittelt wird. In the case of stray current causes, which produce a time-varying stray current, as in the rail vehicles mentioned, the potential that can be used as a practical control variable of the control loop is the potential that can be achieved by means of an associated electrode, eg B. a Cu-CuSO ₄ electrode, is determined between the line to be protected and the ground.

Der mit dieser Elektrode erfasste Potential-Istwert wird über einen zugehörigen Regelkreiseingang 14 dem SPS-Steuerteil 11 zugeführt, dem andererseits ein gewünschter Potential-Sollwert fest vorgegeben wird. In Ausführung seiner Regelungsfunktion vergleicht der SPS-Steuerteil 11 Istwert und Sollwert des Potentials und regelt den Istwert durch Abgabe des entsprechenden Steuer- bzw. Stellsignals auf den Sollwert ein. The actual potential value detected with this electrode is fed via an associated control loop input 14 to the PLC control part 11 , which, on the other hand, specifies a desired potential target value. In executing its control function, the PLC control part 11 compares the actual value and the target value of the potential and regulates the actual value to the target value by emitting the corresponding control or actuating signal.

Im Gebrauch der Anlage kann der Fall eintreten, dass für eines der Schutzobjekte der Schutzstrombedarf erheblich ansteigt, z. B. weil ein Kontakt mit einem anderen erdverlegten metallischen Objekt besteht. Wenn durch eine Korrosionsschutzanlage mehrere Schutzobjekte geschützt werden, könnte dieser Fehlerfall zu einem übermäßigen Absinken des für die anderen Schutzobjekte verfügbaren Schutzstroms und damit zu einer Beeinträchtigung der Schutzwirkung für diese anderen Schutzobjekte führen. Um dies zu verhindern, kann in der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung eine entsprechende Begrenzung des dem jeweiligen Schutzobjekt zugeführten Schutzstroms vorgesehen sein, wodurch der von einem fehlerbehafteten Schutzobjekt maximal abgezogene Schutzstrom auf einen individuell abgestimmten Wert begrenzt wird, der noch eine ausreichende Schutzstromversorgung für die übrigen Schutzobjekte zulässt. Optional wird der Zeitpunkt selbsttätig protokolliert, zu dem eine solche Schutzstrombegrenzung aktiv geworden ist. Dies kann dann als entsprechende Statusmeldung übermittelt werden. When using the system, it can happen that for one of the Protected objects the protective current requirement increases significantly, e.g. B. because a There is contact with another buried metallic object. If several objects are protected by a corrosion protection system protected, this failure could become excessive Decrease in the protective current available for the other protected objects and thus impairing the protective effect for these others Protect objects. To prevent this from happening in the control device according to the invention a corresponding limitation of protective current supplied to the respective protected object be, whereby the maximum of a defective protected object deducted protective current to an individually adjusted value is limited, which still has an adequate protective power supply for the allows other protected objects. Optionally, the time is automatic logged for which such a protective current limitation is active has become. This can then be transmitted as a corresponding status message become.

Als weitere Funktionalität erlaubt die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung durch die Verwendung der SPS-Steuereinheit 8 eine komfortable Dokumentation eventueller Ausfallzeiten der Anlage. Die Kenntnis von Ausfallzeitpunkten ist sehr wichtig, da vor allem bei langen Ausfallzeiten mit dieser Information Abschätzungen über mögliche Schädigungen am Schutzobjekt gemacht werden können, die durch den Anlagenausfall entstanden sein könnten. Diese Information kann vorliegend sehr einfach über die bei SPS-Steuerungen üblichen Statusmeldungen erhalten werden. Damit werden auch Ausfallzeitpunkte zur Kenntnis gebracht, die zwischen regelmäßigen Kontrollzeitpunkten liegen. As a further functionality, the control device according to the invention allows comfortable documentation of possible downtimes of the system by using the PLC control unit 8 . Knowing when to fail is very important because, especially in the event of long downtimes, this information can be used to make estimates of possible damage to the protected object that could have resulted from the system failure. In the present case, this information can be obtained very simply via the status messages common with PLC controls. This also brings down times of failure that lie between regular check times.

Eine weitere vorteilhafte Funktionalität betrifft eine mögliche Messkanalvervielfachung. Wenn z. B. ein Messsensor 25 mit insgesamt zwei Messeingängen zur Durchführung korrosionsschutztechnischer Messungen an die Steuereinheit 8 angekoppelt ist, können ohne weitere Maßnahmen parallele Messungen praktisch nur an zwei unterschiedlichen Messanordnungen, die an einem oder zwei Schutzobjekten angebracht sind, durchgeführt werden. Sind mehr Objekte vorhanden, an denen jeweils über eine oder mehrere Messanordnungen Messwerte erfasst werden sollen, kann dies die Messkanalvervielfachungsfunktion der Steuereinheit 8 dadurch bewerkstelligen, dass jeweils zwei Messanordnungen auf die beiden Messsensoreingänge in bestimmten Zeitabständen geschaltet werden. Dies ermöglicht die Erfassung der Messwerte einer Anzahl von Messanordnungen, die größer als die Anzahl der Messsensoreingänge eines Messsensors 25 ist, mit nur einem Messsensor 25, ohne dass weitere Messsensoren 25 erforderlich sind, wobei die Steuereinheit 8 die richtige Zuordnung der jeweiligen Messanordnung zum jeweiligen Messsensoreingang vornimmt. Another advantageous functionality relates to a possible multiplication of measuring channels. If e.g. B. a measuring sensor 25 with a total of two measuring inputs for carrying out corrosion protection measurements is coupled to the control unit 8 , parallel measurements can practically only be carried out on two different measuring arrangements which are attached to one or two protective objects without further measures. If there are more objects on which measured values are to be recorded in each case via one or more measurement arrangements, the measurement channel multiplication function of the control unit 8 can accomplish this by switching two measurement arrangements to the two measurement sensor inputs at certain time intervals. This enables the measurement values of a number of measurement arrangements, which is greater than the number of measurement sensor inputs of a measurement sensor 25 , to be recorded with only one measurement sensor 25 , without additional measurement sensors 25 being required, the control unit 8 correctly assigning the respective measurement arrangement to the respective measurement sensor input performs.

Eine weitere vorteilhafte Funktionalität der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung betrifft die Möglichkeit einer synchronen Taktung mehrerer, auf dasselbe Schutzobjekt wirkender Korrosionsschutzanlagen, d. h. das automatische Ein- und Ausschalten derselben in bestimmten vorgegebenen Zyklen, auch ohne Fernwirksystem. Dies wird z. B. zur Durchführung von Potentialmessungen und zur Ermittlung des Polarisationspotentials an einem Schutzobjekt benötigt, auf das mehrere Korrosionsschutzanlagen gemeinsam wirken. Vorliegend wird dazu der Taktbetrieb an irgendeiner der Steuereinheiten der mehreren KKS-Anlagen ausgelöst, und die übrigen Steuereinheiten erkennen gleichzeitig oder nach Art einer Kettenreaktion nacheinander den ausgelösten Taktbetrieb anhand der entsprechenden Änderung des Zeitverlaufs des über das gemeinsame Schutzobjekt fließenden Schutzstroms und beginnen daraufhin mit einem dazu synchronen Taktbetrieb. Mit anderen Worten wird die Schutzstromerfassung durch die auf dasselbe Schutzobjekt wirkenden Steuereinheiten als Synchronisiermittel verwendet. Another advantageous functionality of the invention Control device concerns the possibility of synchronous timing several corrosion protection systems acting on the same protected object, d. H. the automatic switching on and off of the same in certain predetermined cycles, even without a telecontrol system. This is e.g. B. for Carrying out potential measurements and determining the Polarization potential is required on a protected object to which several Corrosion protection systems work together. In the present case, the Cycle operation on any of the control units of the multiple KKS systems triggered, and the other control units recognize or at the same time the triggered cycle operation in succession in the manner of a chain reaction based on the corresponding change in the course of time of the common protective object flowing protective current and begin then with synchronous clock operation. In other words the protective current detection by the on the same protected object acting control units used as synchronization means.

Als weitere Funktionalität können Sicherungsautomaten der Korrosionsschutzanlage über den entsprechenden Sonderausgang 24 durch die Steuereinheit 8 fernbetätigt werden. As a further functionality, circuit breakers of the corrosion protection system can be remotely operated by the control unit 8 via the corresponding special output 24 .

Wie die obige Beschreibung vorteilhafter Realisierungen deutlich macht, wird durch die Erfindung eine Vorrichtung bereitgestellt, mit der sich kathodische Korrosionsschutzanlagen sehr flexibel, zuverlässig und genau steuern lassen, bei Bedarf fernwirktechnisch. As the above description of advantageous realizations makes clear, the invention provides a device with which Cathodic corrosion protection systems are very flexible, reliable and accurate Let control, if necessary, telecontrol.

Claims

1. Device for controlling one or more cathodic corrosion protection systems with at least one protective current device ( 5 ) for generating a protective current required for cathodic corrosion protection, which has an anode field ( 2 ) which contains one or more anodes ( 4 ) and at least one in one Protective object ( 1 ) located in the electrolyte and to be protected against corrosion is characterized by an electrical control unit ( 8 ) for automatically controlling the protective current device in one or more implemented protective current setting operating modes.

2. Control device according to claim 1, further characterized in that the control unit ( 8 ) is integrated in a telecontrol system with which the protective current device ( 5 ) can be controlled by telecontrol.

3. Control device according to claim 1 or 2, further characterized in that the control unit includes a PLC control part ( 11 ).

4. Control device according to one of claims 1 to 3, further characterized in that in the control unit ( 8 ) an operating mode with a time-dependent protective current setting is implemented.

5. Control device according to one of claims 1 to 4, further characterized in that the control unit ( 8 ) detects downtimes of a respectively connected cathodic corrosion protection system and emits a corresponding status message.

6. Control device according to one of claims 1 to 5, further characterized in that in the control unit ( 8 ) an operating mode for regulating the protective current effectively flowing through the protective object ( 1 ) is implemented, wherein means for feedback information about the actual value of the the protective object flowing protective current or a physical variable that is functionally dependent on this are provided to the control unit.

7. Control device according to one of claims 1 to 6, further characterized in that in the control unit ( 8 ) a measurement channel multiplication functionality for obtaining measurement values of one or more connected protection objects ( 1 ) is implemented with a smaller number of measurement sensor channels than the number of measurement values.

8. Control device according to one of claims 1 to 7, further characterized in that a plurality of protective objects ( 1 ) are coupled to the at least one protective current device ( 5 ) and an individually predeterminable protective current limitation is provided for each individual protective object.

9. Control device according to one of claims 1 to 8, further characterized in that it is designed for controlling a plurality of cathodic corrosion protection systems for the application of protective current to a common protection object and the associated control units ( 8 ) have means for automatically switching the respective protective current device on and off ( 5 ) and for synchronizing the protective current applied to the common protective object by the several cathodic corrosion protection systems on the basis of a time-resolved detection of the protective current flowing through the protective object.