197634. lajstromszámú szabadalom • Szabályozó berendezés elektrolizáló kádak, főleg alumínium elektrolizáló kádak szabályozására
197634 1 A találmány tárgya szabályozó berendezés elektrolizáló kádak, főleg alumínium elektrolizáló kádak szabályozására, amelynek az anód nemkívánt mértékű elmozdítását kizáró védelme van. A találmány szerinti berendezés elsősorban alumínium elektrolizáló kádak ellenállásszabályozásának megvalósítására alkalmas, ahol a szabályozás ellenőrző jelét a kádfeszültség és a szériaáram összetartozó értékeiből határozzák meg, ahol tehát a berendezés működési autonómiájához mindkét paraméter egyidejű mérése szükséges. A találmány szerinti berendezés egyben igen nagymértékű biztonságot nyújt az anód — a berendezés valamely elemének hibás működéséből szárdríazó — túlzott rpértékű elmozdításával szemben, egy újszerű védőáramkor alkalmazásával. A találmány realizálását képező, későbbiekben ismertetett előnyös megoldás alumíniumkohók többszintes, komplex irányításának megvalósítására alkalmas, az alumíniumkohászat területén általánosan ismert minden irányítási és adatfeldolgozási feladatot el tud látni (timföldadagolás vezérlés meghatározott célfüggvény szerint, zajanalízis, effekt előjelzés). Az ismert kádellenállás-szabályozó megoldások ismérve az anód túlzott mértékű elmozdítása elleni védelem, illetve a teljeskörű működési autonómia. A szakterületen számos hierarchikus irányítási rendszerbe kapcsolható kádszabályozó berendezés ismert, amelyek viszonylag nagymértékű működési autonómiával rendelkeznek és valamilyen kapcsolási elrendezéssel bizonyos mértékű védelmet nyújtanak az anód nemkívánt mértékű elmozdításával szemben. Az anód nemkívánt mértékű elmozdítása alatt az anódnak — a szabályozó valamely elemének meghibásodásából származó — olyan mértékű emelését vagy süllyesztését értjük, amikor az anódot az elektrolitból kiemelve a szériaáram megszakad, illetve bemerítéskor az elektrolit a katódteknőből kiszorul. A túlzott mértékű anódmozgatás kiváltó okai a szabályozó vezérlő mikroszámítógépének meghibásodása, vagy az anódemelő motort működtető elektromechanikus kapcsolók kivezéreletlen állapotban történő benntartása (kontaktus összehegedés, mechanikai beragadás vagy az elektromechanikus kapcsolót működtető félvezetős kapcsolóelem zárlata) lehetnek. Egy ismert fajtájú kádszabályozó berendezés a kádellenállás szabályozás többszintes rendszerben történő autonóm megvalósításához készült. Egy szabályozó egység két elektrolizáló kádat szolgál ki, hardware felépítése biztosítani tudja a szakterületen általánosan ismert minden irányítási és adatfeldolgozási feladat megoldását. A kádellenállás szabályozó berendezés teljes működési autonómiáját olyan módon biztosították, hogy a szériaáram távadó analóg kimenete egy ön-2 2 álló kábelhálózaton eljut minden szabályozóhoz. Az így továbbított szériaáram jel digitalizálását minden kádszabályozónál egy önálló A/D átalakító végzi, amelyet egy digitális panelvoltmérőből alakítottak ki. A megoldás hátránya, hogy a szabályozóként elhelyezett A/D átalakítók miatt a rendszer igen drága, zavaró lehet a közös szériaáram kádszabályozóknál mért értékeinek — az A/D átalakítók mérési hibájából származó — eltérése. Ez az ismert fajtájú kádszabályozó az anód túlzott mértékű elmozdításának megakadályozására egy időzítő áramkörrel rendelkezik, amely a szabályozó vezérlő mikroszámítógépétől érkező anódmozgatási parancsot érzékelve, azt időben behatárolja. A megoldás hátránya, hogy az időzítő áramkört minden beavatkozási parancs újra indítja, így ha a túlzott mértékű anódelmozdítás több — egyenként megengedett időtartamú — beavatkozás eredőjeként jön létre, a védelem hatástalan. Az ilyen jellegű túlzott mértékű anódelmozdítással szemben van ugyan a szabályozónak egy hatásos software védelme, amely azonban csak addig működik, amíg a vezérlő mikroszámítógép is működőképes. További hiányosság, hogy a beavatkozás érzékelése a vezérlő mikroszámítógép felől érkező parancs alapján — és nem az anódmozgató motorra kerülő működtető feszültség alapján — történik, így a védelem az anódemelő motort közvetlenül működtető elektromechanikus kapcsoló beragadása esetén hatástalan. A találmánnyal célunk az ismert szabályozó berendezések hátrányainak kiküszöbölése és olyan szabályozó berendezés kialakítása, amely biztosítja a teljes működési autonómiát és megakadályozza a szabályozó berendezés bármely egységének meghibásodásából származó, nemkívánt mértékű anódelmozdítást. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a szabályozó berendezés tegteljesebb autonómiája a szériaáramok egy önálló adatátviteli vonalon, frekvenciajel formájában történő továbbításával és ennek fogadására alkalmas vevőáramkörrel valósítható meg. A szabályozó berendezés valamely elemének meghibásodásából származó nemkívánt mértékű anódelmozdítás megakadályozása a kádfeszültség és az egyszeri anódelmozdítás időtartamának egyidejű figyelése alapján, egy külön beiktatott kapcsolóegység, például mágneskapcsoló, kikapcsolása útján történhet. A kitűzött célt olyan módon érhetjük el, hogy a szériaáram kádszabályozónkénti mérését egy, a kádszabályozó berendezés beépített — egy A/D átalakítónál lényegesen olcsóbb — vevőáramkör biztosítja, melynek meghajtásáról egy önálló szériaáram átviteli hálózat gondoskodik. A nemkívánt mértékű anódelmozdítás megakadályozását egy olyan önálló áramköri elrendezés alkalmazásával lehet biztosítani, amely közvetlenül az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
