DE10154803B4

DE10154803B4 - Device for controlling cathodic corrosion protection systems

Info

Publication number: DE10154803B4
Application number: DE2001154803
Authority: DE
Inventors: Rainer Deiss; Anton Kandziora; Georg Keil; Matthias Schwach
Original assignee: RBS GENIUS GmbH
Current assignee: RBS Wave GmbH
Priority date: 2001-11-05
Filing date: 2001-11-05
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2021-11-06
Also published as: DE10154803A1

Abstract

Vorrichtung zur Steuerung einer oder mehrerer kathodischer Korrosionsschutzanlagen mit
– wenigstens einem Schutzstromgerät (5) zur Erzeugung eines für den kathodischen Korrosionsschutz erforderlichen Schutzstroms, das mit einem Anodenfeld (2), das eine oder mehrere Anoden (4) beinhaltet, und wenigstens einem in einem Elektrolyt befindlichen und gegen Korrosion zu schützenden Schutzobjekt (1) elektrisch verbunden ist, und
– einer elektrischen Steuereinheit (8) zur selbsttätigen Steuerung des wenigstens einen Schutzstromgerätes in einer oder mehreren implementierten Schutzstromeinstellungs-Betriebsarten,
dadurch gekennzeichnet, dass
– die Steuereinheit (8) in ein fernwirktechnisches System eingebunden ist, mit dem das Schutzstromgerät (5) fernwirktechnisch steuerbar ist und/oder
– die Steuereinheit (8) einen SPS-Steuerteil (11) beinhaltet und/oder
– in der Steuereinheit (8) ein Betriebsmodus mit tageszeitabhängiger Schutzstromeinstellung implementiert ist und/oder
– in der Steuereinheit (8) eine Messkanalvervielfachungsfunktionalität zur Gewinnung von Messwerten eines oder mehrerer angeschlossener Schutzobjekte (1) mit einer gegenüber der Anzahl von Messwerten kleineren Anzahl von...Device for controlling one or more cathodic corrosion protection systems
At least one protective current device (5) for generating a protective current required for cathodic protection against corrosion, comprising an anode field (2) which contains one or more anodes (4) and at least one protective object (1) located in an electrolyte and to be protected against corrosion ) is electrically connected, and
An electrical control unit (8) for automatically controlling the at least one protection current device in one or more implemented protection current adjustment modes,
characterized in that
- The control unit (8) is integrated into a telecontrol system, with which the protective current device (5) is telecontrollable and / or
- The control unit (8) includes a PLC control part (11) and / or
- In the control unit (8) an operating mode with daytime protection current setting is implemented and / or
In the control unit (8) a measuring channel multiplication functionality for obtaining measured values of one or more connected protective objects (1) with a smaller number of measured objects than the number of measured values.

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 The invention relates to a device for controlling a or multiple cathodic corrosion protection systems (KKS systems) according to the preamble of claim 1. Such systems each have at least one protective current device on, to which for exposure to a protective current at least a protected object and at least one anode array with one or more Anodes can be coupled. The protective current device is used to provide the for the cathodic corrosion protection (KKS) required protection current, what usually the protective current device supplied AC transformed and rectified and the protected object subjected to the corresponding protection current. At the protected object these are in particular metallic plants in soils and Water, such as. 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 herkömmli che 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.to Control of such KKS systems it is known to be controlled by hand Protection current device to use, depending on the device type the output power of the protection device or the output side of it supplied protection current in stages or virtually infinitely adjustable is. The type with stepped adjustability is the herkömmli surface Protection current device equipped with a tap-changer to the suitable primary-side Taps of a transformer / rectifier unit are connected. The conventional one steplessly switchable protective current device includes a variable transformer unit, the above a hand crank or otherwise steplessly adjustable by hand is.

Aus der WO 93/11279 ist eine gattungsbildende Vorrichtung zum kathodischen Schutz von armierten Betonkonstruktionen bekannt. Hierbei werden mehrere Verteilerschaltungseinheiten, die sich an verschiedenen Stellen der Konstruktion befinden, von einer Computereinheit, insbesondere einem PC, angesteuert. Dazu ist die Computereinheit über ein Bussystem mit den Verteilerschaltungseinheiten verbunden.Out WO 93/11279 is a generic device for cathodic Protection of reinforced concrete structures known. Here are a plurality of distribution circuit units that are connected to different To find the construction of a computer unit, in particular a PC, controlled. For this purpose, the computer unit is via a bus system connected to the distribution circuit units.

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.Of the Invention is the technical problem of providing a Control device of the type mentioned, with the PPS systems can be flexibly, comfortably and precisely controlled, whereby with the term "control" in the present case of simplicity half, unless otherwise stated, both a pure control, i.e. without feedback Control circuit, as well as a regulation, i. a controller with feedback Loop, to be understood.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Steuerungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 5. Diese Vorrichtung beinhaltet eine elektrische Steuereinheit, die zur selbsttätigen Steuerung des Schutzstromgerätes in einer oder mehreren ver schiedenen 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. Darüber hinaus weist die Steuerungsvorrichtung eine oder mehrere, spezifische vorteilhafte Merkmale auf.The Invention solves this problem by providing a control device with the features of claim 1 or 5. This device includes an electrical control unit for the automatic control of the protective device in a or several different operating modes, each with specifiable Type of adjustment of the protective current is designed. This can do that Protection current device be automatically controlled by the control unit in a desired manner, what about the conventional one Manual control at the location of the protection device a more flexible, comfortable and more precise control of the protective current device and thus of the supplied by him Protective current for the or the attached protection objects allows. In addition, the control device one or more, specific advantageous features.

In einem ersten Aspekt der Erfindung nach Anspruch 1 ist die Steuereinheit in ein fernwirktechnisches System eingebunden, das eine Fernsteuerung des Schutzstromgerätes ermöglicht.In A first aspect of the invention according to claim 1 is the control unit integrated into a telecontrol system, which is a remote control of the Protection current device allows.

In einem weiteren Aspekt 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 In another aspect, the control unit is one of the PLC type, i. of the type a programmable logic controller, which uses a particularly high flexibility in terms of possible Control types and a high quality of the control can 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 gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung durch eine Steuerungsvorrichtung mit tageszeitabhängiger Schutzstromeinstellung optimal in der jeweils erforderlichen Höhe gedeckt werden.In certain applications, e.g. with stray current influences by rail vehicles, a variable depending on the time of day Need of the protection device yield to be supplied protection current. This can according to a Another aspect of the invention by a control device with daytime protection current setting be optimally covered in the required height.

Die Realisierung einer Messkanalvervielfachungsfunktion, 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, stellt ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Steuerungsvorrichtung dar.The Realization of a measurement channel multiplication function with which the Control device e.g. enables a measuring sensor several the number of measuring channels exceeding the measuring sensor Measured values of measuring arrangements on one or more protective objects to capture, provides a further advantageous feature of the control device represents.

Durch eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 können Ausfallzeiten der einen oder mehreren gesteuerten KKS-Anlagen gemeldet und so z.B. dokumentiert werden.By a development of the invention according to claim 2 downtime the one or more controlled KKS facilities reported and so e.g. be documented.

Bei einer nach Anspruch 3 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 further developed according to claim 3 control device, a stray current sensitive protection current control is implemented in which the effectively over the protection object flowing protection current or a related other physical quantity, eg the potential protection object / Er de, fed back to the control unit and is controlled by this by appropriate adjustment of the protective current delivered by the protective current device to an associated predetermined setpoint. As a result, stray current contributions to the protective current flowing over the respective protected object can also be optimally taken into account.

Bei einer nach Anspruch 4 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.at a further developed according to claim 4 device are several protective objects to the protective power device connected, with for Each protection object provided an individual protection current limit is. This avoids that a possibly faulty protection object excessively Protective current subtracts and thereby one or more other objects of protection are no longer sufficiently supplied with protection current.

Eine Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 5 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 ge zielte 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 according to claim 5 includes a clock mode function with automatic Switched on and off of the protective current application of a Protected object through several cathodic corrosion protection systems or their respective protective current device and control unit, wherein the participating control units based on the detection of the temporal Synchronize the course of the protective current on the protected object automatically. This is especially true for systems without telecontrol, which are for Protective power supply of a longer Serve pipeline, convenient and allows, for. the targeted activation of an operating mode in which the protective current is applied of the object to be protected by the systems in predeterminable cycles for test or measuring purpose synchronously switched on and off.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:A advantageous embodiment The invention is illustrated in the drawings and will become apparent below described. Hereby show:

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

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

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. 1 schematically shows a KKS system with associated control device. The system serves to protect a metallic protective object laid in floors or water 1 , eg a steel pipeline, against external corrosion. This protective object forms the cathode side, while on the other hand an anode field 2 consisting of at least one anode 4 , For example, a FeSi anode, which in an electrically conductive bedding material 3 , eg coke, 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 to be protected 1 and anode field 2 is at each pole of a corresponding protection current output 6 a protective current device 5 connected. The protective current device 5 is in turn via a network connection 7 connected to an AC mains and has a conventional transformer / rectifier unit, which transforms the rectified mains current and rectifies rectified to the protective current output 6 to provide the respective desired protection current.

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 stands with a PLC control unit 8th eg wired in electrical connection 9 , The control unit 8th serves to control the protective current device 5 and in particular to regulate depending on the need or purely controlling the setting of this at the output 6 discharged protective current. Optional is the control unit 8th in a telecontrol system 10 involved.

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.According to need are in the control unit 8th implements various control modes, for example an operating mode with daytime-dependent control of the protective current or the protective voltage, a mode of regulation to a constant setpoint of the protective current supplied by the protective device, a mode of regulation to a predetermined setpoint of effectively flowing over the protected object protection 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 testing purposes. Furthermore, a protection current limit can be provided for the case of a faulty protected object. The more precise circuit design of the PLC control unit 8th results for the skilled person readily with knowledge of their respective required functionalities, which will be discussed in more detail below.

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. 2 shows in a block diagram representation of the PLC control unit 8th a little more detailed. As can be seen, the control unit includes 8th an actual PLC control part 11 with a commercially available CPU module. For power supply of the PLC control unit 11 serves a power supply 12 that in the control unit 8th integrated and to an associated power supply input 13 the same is connected. To the PLC control part 11 to supply the required information / data are corresponding input terminals on the control unit 8th intended.

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 control-relevant input variables are supplied to the PLC control part, such as the actual value of the respective physical variable to be controlled. Via one or more measuring inputs 15 measured values of connected sensors can be received. By over a Fernwaew monitoring system input 16 The signal that can be supplied can be the protective current device 5 via the control unit 8th be controlled by telecontrol. Furthermore, the system control via a corresponding input 17 a signal for switching between manual mode and automatic mode are supplied. Via a DCF antenna input 18 receives the PLC control part 11 time information in the form of a standard DCF timing signal 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 are to work synchronously without telecontrol system. To another entrance 19 of the PLC control section 11 Active components, such as 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 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.The PLC control part 11 controls a relay part depending on the input information 20 the control unit 8th on, which comprises in a manner not shown a plurality of parallel relays. Part of the relays is equipped with one or more control signal outputs 21 connected via the or from the control unit 8th the control signals to the protection device 5 be discharged to the controlling or regulating adjustment of the protective current. About another part of the relay 20 and associated outputs 22 is a measuring channel multiplication activatable. Exemplary is in this 1 a measuring sensor 25 shown on its measuring channels by means of measuring channel multiplication 22 the respective measuring arrangements for the measurement of the respective measuring quantities of interest are switched, wherein the number of measured variables to be detected, the number of measuring channels of the measuring sensor 25 can significantly exceed. About an exit 23 with associated relay can from the control unit 8th in protection stall timing mode, protection current clock pulses are delivered. Depending on requirements, further relays with associated special outputs 24 be provided for outputting control signals for further control tasks, eg for controlling remotely controlled fuses of 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 8th through the transmission path 9 is suitably realized depending on the type of device used, in particular depending on whether it is a continuously or stepwise switching device. In both cases it is possible to use a conventional protective current device, to which only relatively simple retrofitting measures are necessary.

Beim stufenlos schaltbaren Gerätetyp wird hierzu das herkömmlich vorhandene Handbedienelement, z.B. in Form einer Handkurbel, durch ei nen 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 Steuersignal 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.When infinitely switchable device type for this purpose, the conventionally existing manual control element, for example in the form of a hand crank, replaced by egg nen servomotor, of the control unit 8th is controlled. In this case, a control signal that can assume two possible states, one of which increases the protection of the protective current device, is sufficient 5 the protective current to be outputted and the other causes the same to be reduced by the fact that the servomotor moves in one or the other, reversed direction. This control signal can be represented by two individual signals, for example, from the control unit 8th via a relay to the two inputs of the servomotor are forwarded.

Der herkömmliche Gerätetyp mit Stufenschalter kann für die erfindungsgemäße Verwendung dadurch nachgerüstet werden, dass der Stufenschalter entfernt wird und die primärseitigen Transformatorabgriffe 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 device type with tap changer can be retrofitted for the inventive use by removing the tap changer and the primary-side transformer taps directly via a respective control output 21 the control unit 8th with an associated relay 20 get connected. For example, with the relay part 20 consisting of a total of fifteen relays, the output voltage can be set in 36 stages, with three relays for one coarse adjustment and twelve relays for a fine adjustment.

Während in 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 in 1 explicitly only the coupling of a single protection device 5 to the PLC control unit 8th and the coupling of only one protected object 1 with associated anode field 2 4, it will be understood that in alternative embodiments of the invention, any other number of protection objects may be attached to the protection device when needed 1 and / or anode fields 2 can be coupled and / or several KKS systems with respective protection device 5 may be provided by one or more PLC control units 8th be controlled and each act on one or more objects to be protected with protection current.

Wie bereits oben angedeutet, ermöglicht die automatisierte Ansteuerung des jeweiligen Schutzstromgerätes 5 durch die Steuereinheit 8 die Rea lisierung 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 allows 5 through the control unit 8th the implementation of various control / regulation modes as needed, including only the appropriate control functions in the PLC control unit 8th are to be implemented and the respective required hardware is to be provided, in the case of a realization as a real regulation in particular the sensor and actuating means required for the control loop, as understood by those 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, in the control device according to the invention implemented individually or in any combination as selectable operating modes could be, will be closer below received.

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.Thus, in a corresponding operating mode, a time-dependent protection current control can be realized. This is useful, for example, for protective objects that are influenced by stray currents, wel caused by regular rail vehicles, eg trams. The stray currents induced thereby make a contribution to the protective current which effectively flows via the respective protective object, so that a corresponding change of the protective current supplied by the protective current device makes sense in order to keep the effective protective current flowing via the protected object constant. During a nocturnal downtime of the railway operation, for example, the stray current contribution is less than during the active phase of operation of the same during the day. This can be compensated by a corresponding daytime-dependent control of the output voltage of the protective device and thus the protective current provided by this. The PLC control unit is equipped to generate the appropriate time-of-day-dependent control signal 11 via real-time clock information, eg 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.Another realizable operating mode provides a control to constant, from the protection device 5 This operating mode is useful, for example, when using sacrificial anodes based on conductive carbon. These anodes are similar in shape to a thick cable, with their length being freely selectable by the user. With this type of anode, however, it should be noted that a maximum discharge current per meter anode length must not be exceeded, since the anode otherwise dissolves in a relatively short period of time. By specifying a suitable protection current setpoint, the protective current delivered by the protective current device on the output side can be limited to the maximum outflow current. To control this setpoint, the protection current delivered by the protection device is switched to an associated control circuit input 14 of the PLC control section 11 fed back and compared with the setpoint that the PLC control part 11 is given.

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.A more possible Operating mode provides a control to a constant effective, over the respective Protective object flowing Protection current. In this mode of operation, e.g. the above-mentioned stray current influences a feedback Optimally considered loop that, depending on the stray current contribution, that supplied by the protective current device Protective current is adjusted to a total of the effective, over the respective protective object flowing Electricity on the desired To keep level, being higher Stray current posts to a reduction of the protection current contribution to be supplied by the protective current device 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.For stray current generators that produce a time-varying stray current, as in the mentioned rail vehicles, can serve as a workable controlled variable of the loop, the determined by means of an associated electrode, such as a Cu-CuSO ₄ electrode, between the line to be protected and the ground becomes.

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 potential actual value detected with this electrode is via an associated control loop input 14 the PLC control section 11 supplied to the other hand, a desired potential setpoint is fixed. In execution of its control function, the PLC control section compares 11 Actual value and setpoint of the potential and controls the actual value by sending the corresponding control or actuating signal to the setpoint.

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.in the Use of the facility can happen the case that for one the protection objects, the protection current demand increases considerably, e.g. because there is contact with another buried metallic object. If a number of protective objects are protected by a corrosion protection system, could this one Failure to an excessive drop in the for the other protection objects available protection current and thus to an impairment of the Protective effect for cause these other objects of protection. To prevent this, in the control device according to the invention a corresponding limitation of the protection object supplied to the respective protective object be provided, whereby the maximum of a faulty protection object deducted protection current limited to an individually adjusted value which still provides a sufficient protective power supply for the other protective objects allows. Optionally, the time is automatically logged, to which a such protective current limit has become active. This can then transmitted as the 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 ein fach 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 by the use of the PLC control unit 8th a comfortable documentation of possible system downtime. The knowledge of failure times is very important, since especially with long downtimes with this information estimates of possible damage to the protected object can be made, which could have arisen due to the system failure. In the present case, this information can be obtained very easily via the status messages customary in PLC controllers. This will also bring downtime points that lie between regular control 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 measuring channel multiplication. If eg a measuring sensor 25 with a total of two measuring inputs for carrying out corrosion protection measurements on the control unit 8th coupled, can without further action parallel Mes practically only on two different measuring arrangements, which are attached to one or two objects to be performed. If more objects are present at which measured values are to be respectively recorded via one or more measuring arrangements, this can be the measuring channel multiplication function of the control unit 8th accomplish that in each case two measuring arrangements are switched to the two measuring sensor inputs at certain time intervals. This makes it possible to acquire the measured values of a number of measuring arrangements which are greater than the number of measuring sensor inputs of a measuring sensor 25 is, with only one measuring sensor 25 without further measuring sensors 25 are required, the control unit 8th makes the correct assignment of the respective measuring arrangement to the respective measuring sensor input.

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.A further advantageous functionality of the control device according to the invention concerns the possibility a synchronous clocking of several, acting on the same protected object Corrosion protection equipment, i. the automatic switching on and off same in certain given cycles, even without a telecontrol system. This is e.g. to carry out of potential measurements and for determining the polarization potential needed on a protected object, on the several corrosion protection systems act together. present For this purpose, the clock operation at any of the control units of the triggered several KKS plants, and the rest Control units recognize simultaneously or in the manner of a chain reaction one after the other Clock operation based on the corresponding change in the time course of the over common protection object flowing Protective current and then begin with a synchronous clock operation. In other words, the protection current detection by the same Protective object acting control units used as synchronizing means.

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

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 makes clear the above description of advantageous implementations, the invention provides a device with which cathodic corrosion protection systems are very flexible, reliable and can be precisely controlled, if necessary by telecontrol.

Claims

Device for controlling one or more cathodic corrosion protection systems with - at least one protective current device ( 5 ) for producing a protection current required for cathodic protection against corrosion, which is provided with an anode field ( 2 ) containing one or more anodes ( 4 ) and at least one protective object located in an electrolyte and to be protected against corrosion ( 1 ) is electrically connected, and - an electrical control unit ( 8th ) for the automatic control of the at least one protective current device in one or more implemented protective current setting operating modes, characterized in that - the control unit ( 8th ) is integrated into a telecontrol system with which the protective current device ( 5 ) is telecontrol controllable and / or - the control unit ( 8th ) a PLC control part ( 11 ) and / or - in the control unit ( 8th ) an operating mode with daytime-dependent protection current setting is implemented and / or - in the control unit ( 8th ) a measuring channel multiplication functionality for obtaining measured values of one or more connected protective objects ( 1 ) is implemented with a smaller number of measuring sensor channels than the number of measured values.

Control device according to claim 1, further characterized in that the control unit ( 8th ) Detects downtime of each closed cathodic corrosion protection system and emits a corresponding status message.

Control device according to claim 1 or 2, further characterized in that in the control unit ( 8th ) an operating mode for controlling the effectively over the protected object ( 1 ) is implemented, wherein means are provided for feeding back information about the actual value of the protective current flowing through the protected object or a physical variable having a functionally dependent relationship to the control unit.

Control device according to one of claims 1 to 3, further characterized in that the at least one protective current device ( 5 ) several protection objects ( 1 ) are coupled and for each individual protection object an individually predetermined protection current limit is provided.

Device for controlling a plurality of cathodic corrosion protection systems with - a plurality of protective current devices ( 5 ) for generating a protection current required for the cathodic protection of corrosion, each with an anode field ( 2 ) containing one or more anodes ( 4 ) and at least one protective object located in an electrolyte and to be protected against corrosion ( 1 ) are electrically connected, and - in each case an electrical control unit ( 8th ) for the automatic control of at least one protection device in one or more implemen Protective current setting operating modes, characterized in that - it is designed to control a plurality of cathodic corrosion protection systems for the protective current of a common protection object and the associated control units ( 8th ) Means for automatic switching on and off of the respective protective current device ( 5 ) and for synchronizing the protection current application of the common protection object by the plurality of cathodic corrosion protection systems based on a time-resolved detection of the protection current flowing through the protection object.