SU1024528A1

SU1024528A1 - Device for automatically controlling operation of electrolysis cell

Info

Publication number: SU1024528A1
Application number: SU813359933A
Authority: SU
Inventors: Алексей Иванович Васильев; Петр Кириллович Добров; Юрий Константинович Зюзин; Георгий Константинович Ковалев; Геннадий Александрович Корсунский; Борис Николаевич Орлов; Анатолий Александрович Мохов
Original assignee: Предприятие П/Я А-1397
Priority date: 1981-12-05
Filing date: 1981-12-05
Publication date: 1983-06-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА с ртутным катодом, содержащее установленные на анодных рамах сервоприводы дл каждой группы анодов, св занных между собой параллельными силовыми шинами, в каждой из которых установлено измерительное сопротивление , подключенное через первый операционный усилитель к измерителю тока в каждом канале управлени , второй операционный усилитель, соединенный своими входами с анодной рамой и катодом, исполнительное реле , св занное с соответствующим сервоприводом , источник опорного напр жени и измеритель напр жени , о т личающеес тем, что, с целью сокращени расхода электроэнергии и повышени надежности защи- ты анодов от короткого замыкани , оно дополнительно содержит генератор напр жени с входным и выходным операционными усилител ми, подключенный к выходу измерителей тока всех силовых шин и входу измерител напр жени каждой анодной рамы, первое регулируемое сопротивление, соединенное с неинвертиругацим входом входного операционного усилител и выходом измерителей тока всех анодных линий, второе регулируемое сопротивление, св занное с инвертирующим входом выходного операционного усилител , первый промежуточный операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к выходу входного операционного усилител , второй промежуточный операционный усилитель, выход которого соединенс инвертирующим входом выходного операционного усилител , оптрон, св занный с инвертирукйшм входом второго промежуточного операционного усилител , к которому подключено дополнительно установленное третье регулируемое сопротивление, элемент ИЛИ, соединенный с оптроном и с измерителем тока в каждом канале управлени .DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL OF OPERATION OF ELECTROLYSERA with mercury cathode containing servo drives mounted on anode frames for each group of anodes connected by parallel power buses, each of which has a measuring resistance connected through the first operational amplifier to the current meter in each control channel a second operational amplifier connected by its inputs to the anode frame and the cathode, an executive relay connected to the corresponding servo drive, source IR reference voltage and voltage meter, that is, in order to reduce power consumption and increase the reliability of the anode protection against short circuit, it additionally contains a voltage generator with input and output operational amplifiers connected to the output of the meters the current of all power buses and the input of the voltage meter of each anode frame, the first adjustable resistance connected to the non-invertizing input of the input operational amplifier and the output of the current meters of all the anode lines th, second adjustable impedance associated with the inverting input of the output opamp; the first intermediate operational amplifier, the inverting input of which is connected to the output of the input op amp, the second intermediate operational amplifier whose output is connected with the inverting input of the output operating amplifier, an optocoupler associated with the inverter the input of the second intermediate operational amplifier to which the additionally installed third adjustable resistor is connected ivlenie, an OR gate coupled to the optocoupler and a current meter in each control channel.

Description

Изобретение относитс к устройствам управлени однотипными электр лизерами с ртутнЕЛМ катодом, объедине ньлми по токовой нагрузке, и может быть использовано в химической прокышленности . Известно устройство дл автоматического управлени работой электро лизера с ртутным катодом, содержаще анодную раму с сервоприводом, схему прогнозировани короткого замыкани анодной группы, схему измерении ско рости перемещени анодной рамы,, схе му измерени тока, возросшего непро порционально скорости перемещени анодной рамы, и схему выбора величины перемещени анодной рамы 1 Но это устройство требует дополнительного расхода электрической энергии на перемещение анодной рамы к катоду и обратно при прогнозирова нии короткого замыкани . Известно также устройство дл автоматического управлени работой электролизера с ртутным катодом, содержащее измерительное сопротивле ние, предусмотренное на силовой шине и подключенное к входам усилител , дополнительное и регулируемое сопротивлени , включенные параллель но измерительному и последоват1ально по отношению друг к другу, измерительный прибор, включенный параллельно дополнительному и регулируемому сопротивлени м, интегратор, включенный параллельно измерительно му прибору и подключенный через счетчик анодных токов и переключатель к регулируемому источнику пита ни , регул тор порога срабатывани по току, включенный между измерительным прибором и интегратором, параллельно интегратору,регулируем сопротивление дл установки заданно го значени тока, подключенное к ОДНОМУ входу блока разделени , другой вход которого через регулируемое сопротивление и усилитель подключен к измерительному сопротивлению , а выход через сервопривод св зан с регулируемым источником питани 2 , Однако это устройство недостаточ но надежно,так как в нем в каждой анодной линии имеетс отдельный переключатель . Такое устройство не обеспечивает также оптимального использовани электрической энергии дл электролизера, так как сервопри вод св зан лишь с регулируемым: источником питани , вследствие чего он лишь постепенно снижает нагрузку на аноды, вместо того, чтобы подн т их, что важно при прорыве продуктов электролиза в- устройство управленй или при коротком замыкании, ког да снижение нагрузки не устран ет короткое замыкание между анодами и ртутью и не защищает аноды от разрушени , а продукты электролизера от загр знени . Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс устройство дл автоматического управлени работой электролизера с ртут-. ным катодом, содержащее сервопри-вод, дл каждой группы анодов, объединенных рамой с силовыми шинами, К каждой из силовых шин и, катоду через релейную схему и первый операционный усилитель последовательно подключены первые прерыватель, трансформатор , детектор тока, интегратор и запоминающее устройство, св занное с первым входом селектора. В каждой силовой шине каждой анодной .линии предусмотрено измерительное сопротивление , к входу и выходу которого через соответствующую релейную схему и второй операционный усилитель последовательно подключены вторые прерыватель, трансформатор, детектор напр жени , интегратор и запоминающее устройство, св занное с вторым входом селектора„ Селектор через последовательно соединенные аналогоцифровой преобразователь, цифровую вычислительную машину и исполнительное реле подключен к электроприводу 3. Недостатком известного устройства вл етс то, что сигналы напр жени снимаютс с катода и каждой силовой линии каждой анодной группы. Это при использовании большого числа анодных групп создает пропорционально возрастающие аппаратурные затраты, так как кажда силова лини св зана с вычислительной машиной через соответствующий усилитель и соответствующую относительно сложную электронную схему Лелью изобретени вл етс уменьшение расхода электрической энергии и повышение надежности защиты анодов от короткого замыкани . Поставленна и,елъ достигаетс тем, что устройство дл автоматического управлени работой электролизера с ртутным катодом, содержащее установленные на анодных рс1мах индивидуальные сервоприводы дл каждой .группы анодов, объединенных парал|лельными силовыми шинами, в каждой ;из которых предусмотрено измерительное сопротивление, подключенное чере .з первый операционный усилитель к измерителю тока в каждом канале управлени , второй операционный усилитель , своими входами подключенный к аноднойpai e и катоду, иэмеритель напр жени , исполнительное реле, подключенное к соответствуквдему сервоприводу , и источник опорного,напр жени , дополнительно содержит функципкальный генератор напр жени с входным и выходным операционными ус лител ми , подключенный к выходу измерителей тока всех силовых шин и входу измерител напр жени каждой анодной рамы, первое регулируемое сопротивление, соединенное с неинвертирующим входом входного операционного усилител и выходом измери телей тока всех анодных линий, второе регулируемое сопротивление, св занное с инвертирующим входом выход ного операционного усилител , первы промежуточный операционный усилител инвертирующий вход которого подключен к выходу входного операционного усилител , второй промежуточный опе рационный усилитель, выход которого соединен с инвертирующим входом выходного операционного усилител , оптрон, св занный с инвертирующим входом второго промежуточного опера ционного усилител , к которому подключено дополнительно установленное третье регулируемое сопротивление, элемент ИЛИ, соединенный с оптроном и с измерителем тока в каждом канале управлени . На чертеже изображена функционал на схема устройства. Устройство дп автоматического управлени работой электролизера с ртутным катодом содержит ванну 1 с анодами 2 и ртутным катодом 3 в качестве объекта управлени . Аноды 2 объединены в анодную группу на анодной раме 4, кинематически св занной с сервоприводом 5. Таких анодных рам в электролизерной ванне может быть несколько (показана толь ко одна рама). Аноды 2 подключены к силовой шине 6, а катод 3 - к силовой шине 7. На силовой шине 6 предусмотрено измерительное сопротивление 8. Концы измерительного сопро тивлени 8 соединены с соответствую щими входами операционного усилител 9, выход которого св зан с килоамперметром 10 и через суммирующее сопротивление 11 - с входсм операционного усилител 12, выполн ющего функции суммирующего усилител , коэффициент усилени которого можно устанавливать с помощью подключенно го к его выходу установочного сопро тивлени 13. Сигнал на выходе операционного усилител 12 можно регулировать с помощью подключенного к нему регулируемого сопротивлени 14, выполн ющего функции регул тора порога срабатывани . К анодной раме 4 через силовую шину 6 подключен неинвертирующий вход операционного усилител 15, инвертирующий вход которого соединен с катодом 3 через силовую шину 7. Выход этого операционного усилител подключен к инвертирующему входу операционного усилител 16, выход которого св зан с вольтметром 17и блоком 18 разделени , содержащим первый канал с разделительным диодом 19 и второй канал с разделительным диодом 20. Усилители 15 и 16 образуют измеритель напр жени . Первый канал разделительного блока 18 :соединен с тиристором 21, реагируншим 1на повы1Уение тока в цепи нагрузки и св занным с сигнальной лампочкой 22, котора может быть вынесена на пульт оператора (не показанj дл визуального контрол . Второй канал блока 18разделени через разделительный диод 20 соединен с входом логического элемента ИЛИ 23, образованного из не.скольких диодов по числу анодных рам, т.е. по числу каналов управлени . Таким образом с входом логического элемента ИЛИ 23 соединены и выходы всех остальных вторых каналов блоков разделени , соответствующих остальным анодным рамам электролизера . Логический элемент ИЛИ 23 через логический элемент НЕ 24, транзисторный ключ 25 и исполнительное реле 26 соединен с сервоприводом 5 и остальными сервоприводами, установлeнны Iи на других анодных рамах (не показаны). Функциональный генератор 27служит дл выработки опорного сигнала, соответствующего вольтамперметрической характеристике электролизной ванны в каждый данный момент времени. Этот сигнал отображает падение напр жени при увеличении нагрузки и сортветствует дифференциальному етиическому сопротивлению электролизной ванны. Генератор 27 содержит в-ходной операционный усилитель 28, неинвертирующий вход которого через регулируемое сопротивление 14 подключен к выходу операционного усилител 12, и вьЗ одной операционный усилитель 29, выход которого подключен к неинвертирующему входу операционного усилител 16 в каждом канале управлени анодными рамами и через диод 30 к своему входу. Между операционными усилител ми 28и 29 предусмотрены три коммутационных каНала. Выход входного операционного усилител 28 функционального генератора 27 соединен с инвертирующим входом выходного операционного усилител 29 первым кокв утационным каналом 31 с операционным усилителем 32, инвертирующий вход которого св зан с выходом входного операционного усилител 28. Выход входного операционного усилител 28 функционального генератора 27 соединен с инвертирующимВХОДОМ выходного операционного усилител 29 вто-.The invention relates to control devices for single-type mercury cathode electrolysers combined with current load, and can be used in chemical industry. A device is known for automatically controlling the operation of an electrolytic cell with a mercury cathode, comprising an anode frame with a servo drive, a prediction circuit for shorting the anode group, a circuit measuring the speed of movement of the anode frame, a circuit for measuring the current that is not proportional to the speed of movement of the anode frame, and the selection circuit Anodic frame 1 displacement values But this device requires additional consumption of electrical energy to move the anodic frame to the cathode and back when predicting the short Addi ctive. It is also known a device for automatically controlling the operation of an electrolytic cell with a mercury cathode, containing a measuring resistance provided on the power bus and connected to the amplifier inputs, an additional and adjustable resistance connected in parallel to the measuring and consistently relative to each other, a measuring device connected in parallel to the additional and adjustable resistances, an integrator connected in parallel with the measuring instrument and connected via an anode current meter and a switch to an adjustable power source, a current threshold threshold controller connected between the meter and an integrator, parallel to the integrator, resistance is adjusted to set a predetermined current value connected to a SINGLE input of the separation unit, another input of which is connected via an adjustable resistance and amplifier measuring resistance, and the output through the servo drive is connected to an adjustable power source 2, However, this device is not sufficiently reliable, since it contains in each anode inii there is a separate switch. Such a device also does not provide an optimal use of electrical energy for the electrolyzer, since servo-water is connected only with an adjustable: power source, as a result of which it only gradually reduces the load on the anodes, instead of raising them, which is important when breaking electrolysis products into - the control device or during a short circuit, when reducing the load does not eliminate the short circuit between the anodes and mercury and does not protect the anodes from destruction, and the products of the electrolyzer from contamination. The closest in technical essence to the invention is a device for automatic control of the operation of an electrolyzer with mercury. for each group of anodes, connected by a frame with power buses, to each of the power buses and to the cathode through the relay circuit and the first operational amplifier are connected in series the first chopper, transformer, current detector, integrator and memory, associated with the first input of the selector. A measuring resistance is provided in each power bus of each anode line, the second chopper, transformer, voltage detector, integrator and storage device connected to the second selector input “Selector through” are connected to the input and output of which through a corresponding relay circuit and the second operational amplifier. serially connected analog-to-digital converter, digital computer and executive relay are connected to the electric drive 3. The disadvantage of the known device wa is that voltage signals are removed from the cathode and each force line of each anode group. This, when using a large number of anode groups, creates proportionally increasing hardware costs, since each power line is connected to a computer through an appropriate amplifier and a corresponding relatively complex electronic circuit. Lely's invention is to reduce electrical energy consumption and increase the reliability of protecting anodes from short-circuiting. Delivered and achieved by the fact that a device for automatic control of the operation of an electrolyzer with a mercury cathode, containing individual servo drives installed on the anode pc1max for each group of anodes combined by parallel power buses, each of which has a measuring resistance connected through. The first operational amplifier to the current meter in each control channel, the second operational amplifier, connected by its inputs to the anode plate and the cathode, and a voltage meter, An additional relay connected to the corresponding servo drive and reference source, voltage, additionally contains a function voltage generator with input and output operational amplifiers connected to the output current meters of all power buses and the input voltage meter each anode frame, the first adjustable resistance connected to the non-inverting input of the input operational amplifier and the output of current meters of all anode lines, the second adjustable resistance associated with the inverting input an output operational amplifier, the first intermediate operational amplifier whose inverting input is connected to the output of the operational amplifier, a second intermediate operational amplifier whose output is connected to the inverting input of the output operational amplifier, an optocoupler connected to the inverting input of the second intermediate operational amplifier to which an additionally installed third adjustable resistance, an OR element, connected to the optocoupler and a current meter in each canal is connected ala management. The drawing shows the functional scheme of the device. The device dp automatically controls the operation of an electrolyzer with a mercury cathode and contains a bath 1 with anodes 2 and a mercury cathode 3 as a control object. The anodes 2 are combined into an anode group on the anode frame 4, kinematically connected with the servo drive 5. There can be several such anode frames in the electrolysis cell (only one frame is shown). The anodes 2 are connected to the power bus 6, and the cathode 3 is connected to the power bus 7. On the power bus 6, a measuring resistance 8 is provided. The ends of the measuring resistance 8 are connected to the corresponding inputs of the operational amplifier 9, the output of which is connected to a kiloammeter 10 and through resistance 11 - from the input cm of the operational amplifier 12, which performs the functions of a summing amplifier, the gain factor of which can be set by means of the installation resistance 13 connected to its output 13. The output signal of the operating amplifier amplifier 12 can be adjusted by means of an adjustable resistance 14 connected to it, which functions as a trigger threshold controller. The non-inverting input of the operational amplifier 15 is connected to the anode frame 4 via the power bus 6, the inverting input of which is connected to the cathode 3 via the power bus 7. The output of this operational amplifier is connected to the inverting input of the operational amplifier 16, the output of which is connected to the voltmeter 17 and the separation unit 18 containing a first channel with a separation diode 19 and a second channel with a separation diode 20. Amplifiers 15 and 16 form a voltage meter. The first channel of the separation unit 18: connected to the thyristor 21, reacted 1 to increase the current in the load circuit and connected to the signal lamp 22, which can be brought to the operator’s console (not shown for visual control). The second channel of the separation unit 18 is connected to the input of the logical element OR 23 formed from several diodes by the number of anode frames, i.e. by the number of control channels. Thus, the outputs of all the other second channels of the sections are connected to the input of the logical element OR 23 laziness corresponding to the remaining anode frames of the electrolyzer. The logic element OR 23 is connected via the NOT 24 logic gate, the transistor switch 25 and the executive relay 26 is connected to the servo drive 5 and the other servo drives installed on the other anode frames (not shown). the signal corresponding to the voltammetric characteristic of the electrolysis bath at any given time. This signal reflects the voltage drop with increasing load and it corresponds to the differential ethical resistance of the electrolysis bath. The generator 27 contains an on-line operational amplifier 28, the non-inverting input of which is connected via an adjustable resistance 14 to the output of the operational amplifier 12, and over one operational amplifier 29 whose output is connected to the non-inverting input of the operational amplifier 16 in each channel controlling the anode frames and through diode 30 to your entrance. Between the operational amplifiers 28 and 29, three switching channels are provided. The output of the input operational amplifier 28 of the function generator 27 is connected to the inverting input of the output operational amplifier 29 by the first coaxial channel 31 with the operational amplifier 32, the inverting input of which is connected to the output of the input operational amplifier 28. The output of the input operational amplifier 28 of the functional generator 27 is connected to the inverting input of the output generator operational amplifier 29 second.

рам коммутационным каналом 33 с дио:дом 34 и операционным усилителем 35/ инвертирующий вход которого через сопротивлени 36-38 подключен к выходу входного операционного усилител 28, причем между сопротивлени ми 37 и 38 подключен выход оптрона 39, вход которого св зан с выходом измерител тока через диод 40 в каждом канале управлени . Диоды 40 в каждом канале управлени образуют схему ИЛИ Неинвертирующий вход операционного усилител 35 через :сопротивление 41 соединен с диодом 34. В третьем коммутационном канале 42 предусмотрено регулируемое сопротивление 43, подключенное к инвер- тирующему входу операционного усилител 29 Инвертирующий вход опера ционного усилител 29 дополнительно соединен с опорным каналом 44 с регулируемым сопротивлением 45, подключенным с отрицательному полюсу стабилизированного источника посто нного напр жени не показан). К этому ;же отрицательному полюсу через регулируемое сопротивление 46 подключен инвертирующий вход операционного усилител 35.frames by a switching channel 33 with diode 34 and an operational amplifier 35 / whose inverting input is connected via a resistance 36-38 to the output of an input operational amplifier 28, the output of an optocoupler 39 connected between resistance 37 and 38, the input of which is connected to the current meter output through diode 40 in each control channel. The diodes 40 in each control channel form an OR circuit. The non-inverting input of the operational amplifier 35 is through: resistance 41 is connected to the diode 34. An adjustable resistance 43 is provided in the third switching channel 42 connected to the inverting input of the operational amplifier 29 The inverting input of the operational amplifier 29 is additionally connected with a reference channel 44 with adjustable resistance 45 connected to the negative pole of a stabilized DC voltage source (not shown). To this; the negative pole through an adjustable resistance 46 is connected to the inverting input of the operational amplifier 35.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Анодный ток создает падение напр жени между анодом и катодом, завис 1пее от рассто ни между . :Это падение напр жени подаетс - на вход операционного усилител 15 дл линейного усилени сигнала. Усиленный сигнал с выхода операционного усилител 15 -подаетс на инвертируивдий вход операционного усилител 16, работающего в режиме компаратор напр жений. На другой вход этого опрационного усилител подаетс напр жение с выхода функционального генератора , представл ющее собой опорный сигнал. Этот сигнал зависит от анодного тока, определ емого путем измерени падени напр жени на сопротивлении 8 с помощью операционного усилител 9. Сигнал на выходе этого операционного усилител пропорционален падению напр жени на измерительном сопротивлении 8, а, следовательно, и анодному току. Выходные напр жени операционных усилителей 9, соответствующие токам силовых шин б анодной рамы 4, суммируютс на суммирующих сопротивлени 11 и результирующее напр жение через опергщионный усилитель 12 и регулируемое сопротивление 14 подаетс на вход функционального генератора 27 в качестве задающего при формировании опорного сигнала дл операционных усилителей 16 каждого канала управлени соответствующей анодной рамой. Опорный сигнал из задающего напр жени формируетс The anode current creates a voltage drop between the anode and the cathode, depending on the distance between. : This voltage drop is applied to the input of the operational amplifier 15 for linear amplification of the signal. The amplified signal from the output of the operational amplifier 15 is supplied to the inversion of the input of the operational amplifier 16 operating in a voltage comparator mode. To the other input of this operating amplifier, a voltage is applied from the output of the function generator, which is a reference signal. This signal depends on the anode current, which is determined by measuring the voltage drop across the resistance 8 using the operational amplifier 9. The output signal of this operational amplifier is proportional to the voltage drop on the measuring resistance 8, and, consequently, the anode current. The output voltages of the operational amplifiers 9, corresponding to the currents of the power busses of the anode frame 4, are summed to the summing resistances 11 and the resulting voltage through the operating amplifier 12 and the adjustable resistance 14 is fed to the input of the function generator 27 as a driver when generating the reference signal for the operational amplifiers 16 each control channel of the corresponding anode frame. The reference signal from the driver voltage is generated

путем предварительного усилени с заданным коэффициентом операционным усилителем 28. Коэффициент усилени задаетс по плотности тока, при которой данна электролизна ванна работает нормально. При этом выходной сигнал операционного усилител 28 становитс пропорциональным плот.ности тока ванны. Сигнал, полученный на выходе операционного усилител 28, наплавл етс на инвертирующий вход выходного операционного усилител 29 сразу по трем коммутационным каналам 31, 33 и 42. В первом коммутационном канале 31 сигнал, попада на операционный усилитель 31 с коэффициентом усилени , мен ет свою пол рность на отрицательную и поступает на инвертирующий вход выходного операционного усилител 29. На этот же вход операционного усилител 29ПО второму коммутационному каналу 33, т.е. через сопротивлени 37 и 38 операционный усилитель 35 и диод 34 поступает еще один сигнал; с отрицательной пол рностью. По третьему коммутационному каналу 42 через регулируемое сопротивление 43 сигнал уменьшает свою величину и, не измен пол рности, тоже поступает на инвертирующий вход операционного усилител 29. На этот же вход операционного усилител 29 через подключенное к отрицательному полюсу стабилизированного источника посто нного напр жени регулируемое сопротивление 45 поступает сигнал отрицательной пол рности. Сигналы, поступающие по первому и по третьему коммутационным каналам 31 и 42, имеют противоположную пол рность. Алгебраическа сумма этих сигналов создает на входе операционного усилител 29 отрицательный сигнал, пр мо пропорциональный плотности тока электролизной ванны. I tby preamplification with a predetermined ratio of the operational amplifier 28. The amplification factor is determined by the current density at which the electrolysis tank is operating normally. In this case, the output signal of the operational amplifier 28 becomes proportional to the density of the bath current. The signal received at the output of the operational amplifier 28 is deposited on the inverting input of the output operational amplifier 29 along three switching channels 31, 33, and 42. In the first switching channel 31, the signal falling on the operational amplifier 31 with a gain changes its polarity on the negative and arrives at the inverting input of the output operational amplifier 29. At the same input of the operational amplifier 29PO to the second switching channel 33, i.e. through the resistors 37 and 38, the operational amplifier 35 and the diode 34 receive another signal; with negative polarity. The third switching channel 42 through the adjustable resistance 43 signal reduces its size and, without changing polarity, also enters the inverting input of the operational amplifier 29. The same input of the operational amplifier 29 through an adjustable resistance connected to the negative pole of a stabilized DC source The signal is negative polarity. Signals arriving on the first and third switching channels 31 and 42 have opposite polarity. The algebraic sum of these signals creates a negative signal at the input of the op-amp 29, directly proportional to the current density of the electrolysis cell. I t

Сигнал, поступающий от отрицательного полюса стабилизированного источника посто нного напр жени через регулируемое сопротивление 45, задает на входе операционного усилител 29 отрицательную пол рность. С помощью регулируемого сопротивлени 45 этот сигнал устанавливаетс на необходимую абсолютную величину контролируемого напр жени и не зависит от плотности тока, так как вл етс посто нным. После инвертировани операционным усилителем 29 он получает посто нную положительную пол рность.The signal coming from the negative pole of the stabilized DC voltage source via an adjustable resistance 45 sets the negative polarity at the input of the operational amplifier 29. With the help of adjustable resistance 45, this signal is set to the required absolute value of the monitored voltage and does not depend on the current density, since it is constant. After inversion by the operational amplifier 29, it receives a constant positive polarity.

Алгебраическа сумма сигналов, поступающих на операционный усилитель 29, образует функцию V f(S), представл ющую собой опорный сигнал сразу дл нескольких измерителей напр жени , которые могут быть устаЧThe algebraic sum of the signals arriving at the operational amplifier 29 forms the function V f (S), which is a reference signal for several voltage meters at once, which can be set

новлены на соответствующих рамах с индивидуальными сервоприводами,are fitted on the respective frames with individual servo drives,

Сигнал отрицательной пол рности, поступающий через регулируемое сопротивление 46 на операционный усилитель 35, поддерживает с помощью сопротивлений 37 и 38 на входе этог усилител несколько отличный от нул сигнал положительной пол рности, который после инвертировани подаетс на инвертирующий вход операционного усилител 29 ввиде.несколько отличного от нул отрицательного на р жени . И когда плотность тока S больше минимальной заданной, например , 0,lS , операционный усилитель с помощью сопротивлени 41 становитс бистабильным и переходит в состо ние отрицательного насыщени . При эгсум. диод 34 блокирует сигнал, с этого усилител , благодар чему в это врем на вход операционного усилител 29 могут проходить сигналы по первому и третьему кс Ф/1утационным каналам и сигнал, поступающий через регулируемое сопротивление 45The negative polarity signal, fed through adjustable resistance 46 to opamp 35, supports via resistors 37 and 38 at the input of this amplifier, a slightly different positive polarity signal, which after inversion is fed to the inverting input of opamp 29, which is somewhat different from zero is negative on the order of And when the current density S is greater than the minimum specified, for example, 0, lS, the operational amplifier with the help of resistance 41 becomes bistable and enters a state of negative saturation. When exsum. the diode 34 blocks the signal from this amplifier, so that at this time the signals on the first and third ks f / 1 output channels and the signal coming through the adjustable resistance 45 can pass to the input of the operational amplifier 29

Если же плотность тока о становитс меньше заданного ми.нимального значени , например меньше 0,1S , чт говорит об угрозе короткого замыкани , то сигнал отрицательной пол рности , поступающий на операционный усилитель 35 через регулируемое сопротивление 46, благодар подобранным сопротивлени м 37 и 38 становитс по величине несколько отличным от .нул и после инвертировани операиионга м усилителем попадает через диод 34 на вход операционного усилител 29 в виде положительного сигнала , несколько отличного от нул . В этом случае суммарный сигнал на инвертирующем входе операционного усилител 29, складывающийс из сигналов , поступающих на него по всем каналам, становитс отрицательным, несколько отличным от- нул г. В результате функциональный генератор 27 оказываетс заблокированным, т.е. на его выходе по вл етс сигнал, почти не отличающийс от нул .If the current density about becomes less than a predetermined minimum value, for example, less than 0.1S, which indicates a short circuit threat, then a negative polarity signal arriving at operational amplifier 35 through adjustable resistance 46, due to selected resistances 37 and 38, becomes magnitude somewhat different from .nul, and after inverting the operation and m amplifier, it passes through diode 34 to the input of operational amplifier 29 in the form of a positive signal, slightly different from zero. In this case, the sum signal at the inverting input of the operational amplifier 29, which is the sum of the signals arriving at it through all channels, becomes negative, the slope r slightly different. As a result, the function generator 27 becomes blocked, i.e. at its output a signal appears that is almost indistinguishable from zero.

При приближении анодов 2 к катоду 3 происходит увеличение анодного тока, вызывающее увеличение падени напр жени на сопротивлении 8, и, следовательно, уменьшение анодного напр жени , подаваемого на вход операционного усилител 15. При этом выходной сигнал усилител 15,уменьша сь по величине, достигает значе- ни опорного сигнала на другом входе операционного усилител 16, которое почти не отличаетс от нул , что приводит к перепаду напр жени на его выходе с минимального уровн до максимального. Этот перепад через разделительный диод 19 включает тиристор 21, в результате чего загораетс сигнальна лампочка, свидетельству об угрозе короткого замыкани . По этой лампочке оператор может установить.анодную раму, где произошло увеличение анодного тока больше защанного максимального уровн . Одновременно перепад напр жени с выхода операционного усилител 16 через разделительный диод 20 поступает на логический элемент As the anodes 2 approach the cathode 3, an anodic current increases, causing an increase in the voltage drop across the resistance 8, and, consequently, a decrease in the anode voltage applied to the input of the operational amplifier 15. At the same time, the output signal of the amplifier 15, decreasing in magnitude, reaches the value of the reference signal at the other input of the operational amplifier 16, which hardly differs from zero, which leads to a voltage drop at its output from the minimum level to the maximum. This differential across dividing diode 19 turns on the thyristor 21, as a result of which the signal light comes on, indicating a threat of a short circuit. An operator can install an anodic frame on this light bulb, where an anodic current increase is greater than the lined maximum level. At the same time, the voltage drop from the output of the operational amplifier 16 through the separation diode 20 is supplied to the logic element

10 ИЛИ 23. Когда же на логический элемент ИЛИ 23 попадает хот бы один сигнал о превышении уровн анодного тока, он проходит через логический элемент НЕ 24, открывающий транзисторный ключ 25, который подает пита5 ние на исполнительное реле 26, отключающее сервопривод 5, предотвра- ща дальнейшее опускание анодной рамы 4 еще на предварительной стадии, во врем которой электрическое не0 равновесие электролизной ванны возросло , но еще не достигло аварийной стадии.10 OR 23. When the logical element OR 23 receives at least one signal about the anode current level exceeding, it passes through the logical element NOT 24, which opens the transistor switch 25, which supplies power to the executive relay 26, which deactivates the servo drive 5, The further lowering of the anode frame 4 is still at the preliminary stage, during which the electrical imbalance of the electrolysis bath has increased, but has not yet reached the emergency stage.

При такой работе электролизера короткое замыкание анодов на катод During this operation of the electrolyzer, the short circuit of the anodes to the cathode

5 практически исключаетс . Однако некоторое возмущение поверхности текущей ртути в электролизерах с ртутным катодом, могущее возникнуть по какой-либо непредвиденной причине, 5 is virtually eliminated. However, some perturbation of the surface of the current mercury in electrolytic cells with a mercury cathode, which may occur for any unforeseen reason,

0 способно вызвать превьаиение максимально допустимого уровн тока в одной из анодных групп. В этом случае падение напр жени на сопротивлении 8 соответствующей анодной 0 can cause the maximum permissible current level in one of the anode groups to exceed In this case, the voltage drop across the resistance 8 of the corresponding anode

5 группы переводит операционный усилитель 9 в состо ние положительного насыщени . При этом открываетс диод 40, пропускающий сигнал с шлхода операционного усилител 9 на вход оптрона 39Y вследствие чего выходной Group 5 sets operational amplifier 9 to a positive saturation state. This opens a diode 40, which transmits a signal from the gate of the operational amplifier 9 to the input of the optocoupler 39Y, as a result of which the output

0 транзистор оптрона 39 открываетс и закорачивает третий кс имутационный канал 33 между сопротивлени ми 37 и 38 на землю, что приводит к по влению на выходе операционного усили5 тел 29 нулевого напр жени , которое уже указанным путем приводит к срабатыванию тиристора 21 и исполнительного реле 26 в каждсм канале управ ,лени , что в результате обеспечива0 ет отключение сервоприводов 5, тем самым предотвраща дальнейшее опускание анодных рам 4. После естественного прекращени возмущени поверхности ртути устройство- управле5 ни обеспечивает переключение исполнительного репе 26 и включение сервоприводов анодных рам 4.0, the optocoupler 39 transistor opens and short-circuits the third COP of the identification channel 33 between the resistors 37 and 38 to ground, which leads to the appearance at the output of the operating voltage of the zero-voltage body 29, which in this way leads to the operation of the thyristor 21 and the executive relay 26 each control channel, which, as a result, ensures the disconnection of servo drives 5, thereby preventing further lowering of the anode frames 4. After natural termination of the mercury surface perturbation, the control device provides turnip switching actuator 26 and the servo switch anode frames 4.

При таком выполнении устройства дл автЬматического управлени рабо0 той электролизера с ртутным катодом обеспечиваетс контроль за однород- ным распределёнив11 анодного тока в электролизере, получение сигнала р наличии отклонени анодного тока выие заданного порога и использова5 ние этого сигнала дл предупреждени дальнейшего:опускани анодной ра мы во избежание короткого замыкани , а также использование этого сигнала в качестве прогнозного дл остальных анодных раМ| в том числе предотвращени дальнейшего опускани и этих анодных рам. Посто нное сравнение напр жений на анодных рамах с заданным нижним порогом обеспечивает работу электролизера без коротких замыканий при оптимальном напр жении. На 1 сербоприбоды 1 f 2810 Исключение коротких замыканий, вызванных работой сервоприводов, значительно уменьшает затраты электрической энергии на получение 1 т продукции , например каустической соды и хлора. Тем более, что дл каждой анодной группы может быть установлено индивидуальное напр жение с учетом особенностей этой анодной группы, например степени износа анодов, тщательности их монтажа на анодной раме , вли ни температуры и т.п.With such a device for automatically controlling the operation of a mercury cathode electrolyzer, a uniform distribution of the anode current in the electrolyzer is monitored, a signal is received that an anodic current deviation takes out a given threshold, and this signal is used to prevent further: lowering the anodic current to avoid short circuit, as well as the use of this signal as a forecast for the remaining anode sections | including preventing further lowering of these anode frames. A constant comparison of voltages on the anode frames with a given lower threshold ensures the operation of the electrolyzer without short circuits at an optimal voltage. Per 1 Serbian 1 f 2810 Elimination of short circuits caused by the operation of servo drives significantly reduces the cost of electrical energy to produce 1 ton of products, such as caustic soda and chlorine. Moreover, an individual voltage can be established for each anode group taking into account the characteristics of this anode group, for example, the degree of wear of the anodes, the thoroughness of their installation on the anode frame, the effect of temperature, etc.

Claims

DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL OF ELECTROLYZER ELECTROLYZER OPERATION with a mercury cathode, containing servo drives mounted on the anode frames for each group of anodes connected by parallel power buses, in each of which there is a measuring resistance connected through the first operational amplifier to the current meter in each control channel, the second operational amplifier connected by its inputs to the anode frame and the cathode, an executive relay connected to the corresponding servo drive, source of supports voltage and voltage meter, characterized in that, in order to reduce power consumption and increase the reliability of protection of the anodes from short circuit, it additionally contains a voltage generator with input and output operational amplifiers connected to the output of the current meters of all power buses and the input of the voltage meter of each anode frame, the first adjustable resistance connected to the non-inverting input of the input operational amplifier and the output of the current meters of all anode lines, the second the inverted resistance associated with the inverting input of the output operational amplifier, the first intermediate operational amplifier, the inverting input of which is connected to the output of the input operational amplifier, the second intermediate operational amplifier, the output of which is connected to the inverting input of the output operational amplifier, an optocoupler associated with the inverting input of the second intermediate operational an amplifier to which an additionally installed third adjustable resistance is connected, an OR element, with Connected to an optocoupler and a current meter in each control channel.