DE2729732B2

DE2729732B2 - Vorrichtung zum Regeln, Überwachen, Optimieren, Bedienen von und zur Informationsdarstellung in Chloralkalielektrolyseanlagen

Info

Publication number: DE2729732B2
Application number: DE2729732A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Chem. Dr. 6233 Kelkheim Bergner; Erhard Dr. 6231 Sulzbach Heubach; Winfried Dipl.-Ing. 6233 Kelkheim Hofmann; Ottwin Dipl.-Ing. 6238 Hofheim Kuester; Lothar 6074 Roedermark Pelz
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1977-07-01
Filing date: 1977-07-01
Publication date: 1980-06-26
Also published as: FR2396098A1; BE868688A; US4212721A; FR2396098B1; SE7807487L; CA1136736A; DE2729732A1; IT7825125A0; GB2000613B; GB2000613A; NL7807159A; CH636907A5; IT1096848B

Description

anlagen geschaffen. Bei Ausfall einer dezentralen Einheit können die übrigen ungestört weiterarbeiten. Ebenso werden die primären Aufgaben der Zellenregelung, -optimierung und -Überwachung bei Ausfall der zentralen Einheit ohne Unterbrechung fortgeführt

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird in der Figur in beispielhafter Ausführung näher erläutert.

Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Chloralkalielektrolysezelle 1 mit der Stromzuführung Z Der zugeführte Gesamtstrom wird über einzelne Stromschienen S auf die Anoden 4 aufgeteilt Die für die Zellenüberwachung und -regelung notwendigen Strom- und Spannungsmeßwerte werden mittels Strom- 5 und Spannungsmesser 6 von der Zelle abgegriffen und der Erfassungseinrichtung 8 zum Beispiel eines Mikrorechners 9 zugeführt Aufgabe der Erfassungseinrichtung 8 ist die Umwandlung der analogen Meßwerte von 5,6 in digitale Signale. Potentialmäßig liegt die Erfassungseinrichtung 8 auf Zellenpotential. Verarbeitet werden die Meßwerte in der Verarbeitungseinrichtung 10 des Mikrorechners 9 und entsprechend dem Zellenzustand werden die Anoden mit den Stellmotoren 11 von der Verarbeitungseinrichtung 10 verstellt Der Mikrorechner 9 der für die Aufgaben Zellenüberwachung, -regelung und -optimierung der Elektrolysezelle zugeordnet ist, hat zur Übertragung von Zelleninformationen, wie zum Beispiel Stromverteilung und zum Empfang von Zellensaaldaten, wie zum Beispiel Gesamtstem, eine Verbindung 13, 13a zu einer übergeordneten Einheit 14, zum Beispiel einem Prozeßrechner, Die Potentialtrennung zwischen dem zentralen Prozeßrechner für die Aufgaben der Prozeßbedienung und Informationsdarstellung erfolgt auf der Ebene der digitalen Signale; hier beispielsweise sind an

ίο der Stelle zwischen Mikrorechner 9 und dem übergeordneten Prozeßrechner 14 die Mikrorechner 9 mittels Optokoppler 12, 15 an den zentralen Prozeßrechner 14 angeschlossen. Außerdem sind an den Prozeßrechner 14 noch die Informationsein- 16 und

is -ausgabegeräte 17 angeschlossen. Der Prozeßrechner 14 enthält noch eine Erfassungseinheit für die zellensaalspezifischen Werte wie zum Beispiel Gesamtstrom, Soletemperatur, Solekonzentration, Anolytkonzentration und Anolyttemperatur, die mit Strommessern 18, Dichtewagen 19 und Thermometern 7 gemessen werden. An die Leitungen 13 und 13a sind parallel zum Mikrorechner 9 die Mik'. 'rechner 9i, die zu den Elektrolysezeilen ti gehören, angeschlossen (nicht dargestellt), /bedeutet die Anzahl der Elektrolysezellen bzw. die Anzahl der Mikrorechner von 1 bis n.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zum Regeln, Oberwachen, Optimieren, Bedienen von und zur Informationsdarstellung in Chloralkalielektrolyseanlagen, die nach dem Amalgamverfahren betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für jede Elektrolysezelle oder für je eine Gruppe von Elektrolysezellen eine Erfassungs- und Verarbeitungseinrichtung zum Regeln, Oberwachen und Optimieren der Elektrolysezelle oder Gruppe aufweist und daß alle Erfassungs- und Verarbeitungseinrichtungen mit einer zentralen Erfassungsund Verarbeitungseinrichtung zum zentralen Bedienen und zur Informationsdarstellung verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß zwischen den Erfassungseinrichtungen der Elektrolysezellen und der zentralen Erfassungsund Verarbeitungseinrichtung eine Einrichtung für eine digitale Potentialtrennung angeordnet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Erfassungs- und Verarbeitungseinrichtung eine weitere Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Zellenanlagen spezifischen Meßwerten aufweist

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln, Überwachen, Optimieren, Bedienen und zur Informationsdarstellung in Chloralkalielektrolyseanlagen, die nach dem Amaljpmverfahren betrieben werden. Nach DE-AS 17 67 840 ist bekannt CbWalkalielektrolyseanlagen durch eine zentrale Steuereinheit zum Beispiel durch einen Prozeßrechner, zu regeln, zu überwachen, zu optimieren und zu bedienen. Da das Ausführen vorstehender Funktionen von der Verfügbarkeit der zentralen Steuereinheit abhängt, wurde aus Sicherheitsgründen die gesamte zentrale Steuereinheit verdoppelt oder durch eine Zusatzeinrichtung ergänzt Fiel die erste zentrale Steuereinrichtung aus, konnte die zweite zentrale Steuereinrichtung, die stets funktionsfähig sein und in Bereitschaft stehen muß, die Funktionen der ersten übernehmen. Die Zusatzeinrichtung dagegen hat lediglich die Aufgabe, bei Ausfall der zentralen Steuereinheit, den Anoden-Kathoden-Abstand so zu vergrößern, damit Kurzschlüsse auch unter extremen Bedingungen nicht mehr auftauchen.

Nach DE-OS 23 52 372 ist bekannt, daß bei zentral organisierten Steuersystemen eine Potentialtrennung erforderlich ist Diese Potentialtrennung erfolgt für die Meßwerte analog mit zum Beispiel einem Gleichstromtransformator.

Nachteilig ist bei dem System mit Zusatzeinrichtung, daß für die einzelnen Aufgaben, wie Regeln, Bedienen usw, beziehungsweise für den automatischen Betrieb bei Ausfall der zentralen Steuereinrichtung die einzelnen Aufgaben bei allen Zellen der Elektrolyseanlage nicht wahrgenommen werden können und damit der Betrieb nur stark eingeschränkt und unwirtschaftlich, infolge des vergrößerten Elektrodenabstandes, aufrecht erhalten werden kann. Nachteilig ist bei Systemverdopplung der hohe wirtschaftliche und technische Aufwand. Generell gilt, daß durch Zusatzeinrichtungen bzw. Systemverdopplung der Nachteil eines zentralorganisierten Systems nicht beseitigt wird. Bekanntlich besteht der Nachteil darin, daß bei Ausfall eines

ίο

zentralen Systems alle Systemfunktionen zum Erliegen kommen.

Weiterhin ist von Nachteil die Aufwendige analoge Potentialtrennung mit ihrem negativen Einfluß auf die Meßgenauigkeit

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die aufgabenspezifisch in selbstständig arbeitende dezentral organisierte Einrichtungen unterteilt ist, damit bei Ausfall einer Einrichtung mindestens die Primäraufgaben Regeln, Überwachen und Optimieren mit den übrigen funktionsfähigen Einrichtungen aufrechterhalten werden können:

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Regeln, Oberwachen, Optimieren, Bedienen von und zur Informationsdarstellung in Chloralkalielektrolyseanlagen, die nach dem Amalgamverfahren betrieben werden, gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß für jede Elektrolysezelle oder für je eine Gruppe von Elektrolysezellen eine Erfassung- und Verarbeitungseinrichtung zum Regeln, Oberwachen und Optimieren der Elektrolysezelle oder Gruppe davon aufweist und daß alle Erfassungs- und Verarbeitungseinrichtungen mit einer zentralen Erfassung- und Verarbeitungseinrichtung zum zentralen Bedienen und zur Informationsdarstellung verbunden sind.

Die Dezentralisierung und Aufteilung der Vorrichtung in dezentrale Erfassungs- und Verarbeitungseinrichtungen auf der einen Seite und eine zentrale Erfassungs- und Verarbeitungseinrichtung auf der anderen Seite gestattet die Potentialtrennung digital durchzuführen. Siatt der für die analoge Trennung erforderlichen Gleichstromtransformatoren können zum Beispiel preiswerte Optokoppler oder Relais verwendet werden. Die Einrichtung für eine digitale Potentialtrenung ist zwischen den Erfassungseinrichtungen der Elektrolysezellen und der zentralen Erfassungsund Verarbeitungseinrichtung angeordnet Die zentrale Erfassungs- und Verarbeitungseinrichtung kann eine weitere Erfassungseinrichtung zum Erfassen von zellenanlagenspezifischen Meßwerten auYweisen.

Für die Aufgabe der Zellenspannungsregelung, Optimierung und Kurzschlußüberwachung sind von der Elektrolysezelle Strom- und Spannungsmeßwerte zu erfassen. Die Meßorte für diese Meßwerte liegen auf den stromführenden Teilen der Zelle. Die von zentraler Stelle aus durchzuführenden Aufgaben der Bedienung und Informationsdarstellung werden mit der die dezentralen Erfassungs- und Verarbeitungseinheiten überlagerten zentralen Erfassungs- und Verarbeitungseinheit ausgeführt, wozu Informationen, zum Beispiel die Stromverteilung in der Zelle von den dezentralen Einrichtungen zur zentralen Einrichtung fließen. Meßwerte, die nicht zellenspezifisch erfaßt werden müssen, sondern nur einmal pro Zellenverband zu erfassen sind, wie zum Beispiel Gesamtstrom, Soletemperatur, Solekonzentration usw., werden von der zentralen Einheit erfaßt und zu den dezentralen Einheiten weitergegeben. Somit entsteht zwischen den dezentralen Einheiten und der zentralen Einheit ein Informationsaustausch, wodurch einzelne Parameter, wie zum Beispiel Sollwert der Zellenspannung korrigiert werden können.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der Meßwerte in dezentralen Einheiten verarbeitet und in einer zentralen Einheit Bcdienungs- und Informationsaufgaben behandelt und nicht zellenspezifische Meßwerte erfaßt werden, wurde ein Automatisierungsystem mit höchster Verfügbarkeit für Chloralkalielektrolyse-