专利名称：监视和表示电解槽内电解过程的状态的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及按照权利要求1前序部分所述的监视和表示电解槽内诸如金属电解 精炼过程或金属电解沉积过程之类的电解过程的状态的装置。本发明还涉及按照权利要求17前序部分所述的监视和表示电解槽内诸如金属电 解精炼过程或金属电解沉积过程之类的电解过程的状态的装置。
背景技术：
在金属的电解精炼或电解沉积的过程中，所需金属淀积在一个电极即阴极的表面 上。处理在电解槽内由电流执行，而在电解槽所含的液体即电解质内交替浸有许多用导电 材料制成的片状阳极和片状阴极。所需金属淀积在阴极上，因此在电解作业中有使用用与 需淀积的金属相同的金属制成的可溶阳极的，也有使用不可溶阳极的。例如，在铜的电解精 炼中使用可溶阳极，而在镍或锌的电解沉积中使用不可溶阳极。在铜的电解精炼中，不纯的铜，即所谓的阳极铜，通过电流溶解，而所溶解的铜在 阴极片上还原成非常纯的铜，所谓的阴极铜。所用的电解质是硫酸基的硫酸铜溶液。在过 程开始时，所用的阴极片是铜种板或者是可以用耐酸钢或钛制成的所谓永久性阴极。在电 解中所用的电源是一个或几个整流器。电解中通常使用的功率密度是250-340A/m2，而电流 是直流电(DC)或者是所谓的周期反向电流(PRC)。电解在一个个分开的电解槽内进行，其 中阳极_阴极对的数目对于各个工厂来说是不同的，典型的是在30到80对之间。各个工 厂内电解槽的数目也有所不同。阳极典型的是14-21天溶解，而阴极周期是7-10天。电解过程的信息通过物理和化学测量收集。传统的测量参数是电解质的温度和成 分、电流和槽电压的值。根据所获得的信息，作出与过程的状态有关的结论，而在必要时采 取控制措施，以将过程状态的进展纠正到正确方向。实时监视和观察电解过程的状态和效率极具挑战性，因为在生产工厂内通常有许 许多多的电解槽。传统上，过程管理基于过时的信息和过程操作员的观察。此外，还需要过 程操作员进行大量的手工操作，主要是因为过程结构和辅助技术缺乏。公布文件EP 1 239 061 A2揭示了一种包括用来指示一些槽组的状态的装置的电
镀工厂。在公布文件W0 2005/052700 (Outokumpu Oyj)中和在公布文件WO 2005/090644(Kennecott Utah Copper Corporation)中，说明了一些创建实时监控系统的 方法。例如，用这些方法，根据从槽测得的过程估计，诸如槽电压、电解质温度、电解质成分 和通过槽的电流之类，可以对每个槽的实时状态和效率进行解算估计。因此，当前已知技术 的状态表现在从过程状态(例如，在电解槽内出现的一些捷径)收集信息和可以从集中控 制中心/显示屏/数据库/等等进行观察的有线和无线系统。在公布文件W0 2005/052700 (Outokumpu Oyj)中，提出了一种利用在过程中收集 到的历史数据以及根据经验知识建立的试探模型控制电解过程和工厂的方法，并且借助于 所述模型，根据从过程得到的实时测量参数定义状态指数或者也可以是条件指数。这种方法使用了实时槽电压和温度测量。根据所得到的实时指数，实现在正确的时刻正确瞄准的 过程控制动作。公布文件W0 2005/052700中所说明的发明实际上已由Outotec Oyj应用 于CellSense 控制系统，所述系统是一个计算机程序，例如可以用这个计算机程序以集中 方式在控制中心按槽逐个观察电解工厂内一个个电解槽的工作情况。公布文件 W0 2005/090644 (Kennecott Utah CopperCorporation)提出一种电解 槽监视系统、监视电解槽的设备和监视电解槽的方法。在公布文件W0 2005/090644中所说 明的发明实际上已应用于Outotec Oyj的CellSensor 设备，所述设备是测量在电解槽内 进行的电解过程中的过程参数和将所测得的过程参数无线发送给CellSense 控制系统， 以对所测得的过程参数进行分析和计算包括在系统内的每个电解槽的槽特定实时状态指 数。CellSense 控制系统的缺点是描述电解过程的实时信息，诸如状态或条件指 数，只能在计算机屏幕上看到，也就是说只能在正在使用CellSense 控制系统的场所和 CellSense 控制系统实体所在场所例如电解工厂的控制中心或者在电解工厂的少数集中 观察点看到。因此，纠正或预期的措施需要首先控制中心检测到问题，然后将检测到的问题 通知控制中心的过程操作员，只有在这时候过程操作员才能执行必要的措施排除问题。本发明的目的是实现使过程操作员不需要任何便携辅助设备而能够就地在电解 工厂的各个电解槽处按槽实时观察电解过程的状态的装置和方法。
发明内容
本发明的目的是用按照独立权利要求1所述的装置来达到的。按照本发明的配置的优选实施例在从属权利要求2-16中给出。本发明还涉及按照独立权利要求17所述的方法。本发明的优选实施例在从属权利要求18-32中给出。本发明允许借助于被放入槽内或槽紧邻的指示设备就地指示电解槽的状态和条 件。指示设备的任务是实时将电解槽的状态通知过程操作员。因此，过程操作员可以及早 启动纠正措施，例如消除捷径、纠正电解液循环、纠正电极位置、消除影响地漏泄因素，或者 与日常的槽操作关联的其他相应措施。本发明改善了过程操作员的效率和增强了工作的安全性和意义，因为可以将对槽 的作业集中在纠正有问题的槽的状态上而不是寻找有问题的槽。与公知的现有技术相比，在按照本发明的系统内的一个显著的改进是由于有数据 返回信道所带来的这些优点而获得的。采用按照本发明的指示设备，就可以在槽附近就地 向过程操作员指示状态，无论这状态是用上述方法还是用其他方法建立或计算的。根据从 指示设备得到的数据，过程操作员就地作出是否需要对每个装有模块的槽进行维护或状态 纠正的判断。指示设备例如可以是提供一个或几个声音信号的单元和/或可视觉的状态指示 元件，例如灯，最好是低功耗的LED。
以下参照附图对本发明的一些优选实施例进行比较详细的说明，在这些附图中
图1例示了按照本发明的装置的一个优选实施例；图2例示了按照本发明的装置的另一个优选实施例；图3例示了按照本发明的装置的第三个优选实施例；以及图4例示了按照本发明的装置的第四个优选实施例。
具体实施例方式这些附图例示了在电解过程中监视电解槽1内电解过程的状态和表示所述状态 的装置。这种装置包括至少一个适合放在电解槽1内的传感器3，用来定期重复测量电解 过程中的至少一个过程参数。这种装置还包括数据处理设备6，数据处理设备6包括解释传感器3定期重复测量 的过程参数和使用传感器3定期重复测量的过程参数建立描述电解槽1内电解过程的状态 的状态信息。这种装置还包括将传感器3定期重复测量的过程参数从传感器3传输给数据处理 设备6的传输系统16。传输过程参数的传输系统16在附图中例示为包括与至少一个被配置在电解槽1 内的定期重复测量电解过程中至少一个过程参数的传感器3通信的第一电子设备2。第一 电子设备2被配置成从第一电子设备2传输传感器3在电解槽1的电解过程中定期重复测 量的过程参数。在一个电解槽1内，可以配置有几个不同的传感器3，每个传感器3被配置成测量 不同的过程参数，例如槽电压、电解质温度、电解质成分或流过槽的电流。一个第一电子设 备2可以与许多这样的为不同用途而设的传感器3通信，这样就可以从几个传感器3将一 些不同类型的过程参数数据馈给一个第一电子设备2。一个第一电子设备2可以与一些被放入不同的电解槽1内的传感器3通信，如图 3所示。一个按照本发明的装置，最好但不一定，包括一个测量电解槽1内的电解质的温 度的传感器3。一个按照本发明的装置，最好但不一定，还包括或者替换为包括一个测量电解槽 内循环的传感器3。一个按照本发明的装置，最好但不一定，还包括或者替换为包括一个测量电解槽 内电解质成分的传感器3。一个按照本发明的装置，最好但不一定，还包括或者替换为包括一个测量流过电 解槽的电流的传感器3。—个按照本发明的装置，最好但不一定，还包括或者替换为包括一个测量电解槽 内槽特定磁场的传感器3。一个按照本发明的装置，最好但不一定，还包括或者替换为包括一个测量电解槽 内在几个不同的点处的磁场的传感器3。一个按照本发明的装置，最好但不一定，还包括或者替换为包括一个测量电解槽1 内寄生电流的传感器3。
一个按照本发明的装置，最好但不一定，还包括或者替换为包括一个测量电解槽1 内添加剂的传感器3。一个按照本发明的装置，最好但不一定，还包括或者替换为包括一个 测量电解槽1内母线温度的传感器3。一个按照本发明的装置，最好但不一定，还包括或者 替换为包括一个测量电解槽内以上所列参数之一以外的其他参数的传感器3。第一电子设备2和这个/这些传感器3可以相互集成在一起，它们也可以是一些 在功能上关联的但是分开的设备，如图1所示。在第一电子设备2与这个/这些传感器3之间，最好但不一定，配置有永久性连 接，诸如导线4。第一电子设备2，最好但不一定，包括从第一电子设备2无线发送传感器3定期重 复测量的过程参数的第一发送装置(未示出)。第一电子设备2与传感器3，最好但不一定，组成一个CellSensor 设备(Outotec Oyj)。这些图中所示的装置的过程参数传输系统16还包括一个与第一电子设备2通信 的第二电子设备5，用来从第一电子设备2接收传感器3定期重复测量的过程参数。第二电子设备5，最好但不一定，包括从第一电子设备2无线接收传感器3定期重 复测量的过程参数的第一接收装置(未示出)。第一电子设备2和第二电子设备5，最好但不一定，物理上处于分开的位置，如图1 和2所示。在第一电子设备2与第二电子设备5之间，最好但不一定，配置有无线连接。第二电子设备，最好但不一定，被配置成从几个各与被放在一个/ 一些不同的电 解槽1内的一个或一些传感器3通信的第一电子设备2接收过程参数。换句话说，第二电 子设备，最好但不一定，与几个第一电子设备2通信，这样第二电子设备5就被配置成从几 个第一电子设备2接收过程参数，因此也就接收来自几个电解槽1的过程参数，如图1和2 所示。图3和4所示的过程参数传输系统16还包括被配置成从几个第二电子设备5接 收过程参数的第三电子设备15。第三电子设备15接到数据处理设备6上。在这个装置中， 第二电子设备5—般为1-20个，而第三设备15为1-4个。这个装置还包括在图1和2中与第二电子设备5通信的数据处理设备6。第二电 子设备5被配置成将这个/这些传感器3从这个/这些电解槽1定期重复测得的过程参数 再发送给数据处理设备6，以对过程参数进行处理。第二电子设备5和数据处理设备6可以相互集成在一起，它们也可以是分开的但 功能上是关联的设备。数据处理设备6包括数据处理工具7，用来解释传感器3从电解槽1内电解过程定 期重复测得的过程参数和利用传感器3从电解槽1内电解过程定期重复测得的过程参数建 立描述电解槽1内电解过程的状态的信息，例如状态或条件信息。数据处理设备6可以是一个计算机，而数据处理工具7可以是一个安装在计算机 存储器内的计算机程序。数据处理工具7，最好但不一定，包括CellSense 程序(OutotecOyj)。这种装置还包括一个将数据处理工具7建立的描述电解槽1内电解过程的状态的 状态信息从数据处理设备6传输给被配置成与电解槽1连接的指示设备9的返回信道设备8。指示设备9，最好但不一定，是一个槽特定指示设备，配置成只表示指示设备所连 接的那个电解槽1的状态。指示设备9，最好但不一定，被固定地或可解除地安装到电解槽1上，或者被集成 到电解槽1内。指示设备9包括用来指示数据处理设备6的数据处理工具7建立的描述电解槽1 内电解过程的状态的状态信息的表示工具10。指示设备9被配置成接收数据处理设备6的数据处理工具7建立的描述电解槽1 内电解过程的状态的状态信息和用配备在数据处理设备6内的表示工具10表示所述状态
fn息o过程参数传输系统16，最好但不一定，被配置成将传感器3测量的过程参数变换 为表示所述过程参数的数据信号和将表示过程参数的数据信号传输给数据处理设备6。现 在，数据处理设备6的用来解释过程参数和建立描述电解槽1内电解过程的状态信息的数 据处理工具7被配置成解释表示过程参数的数据信号和利用所述表示过程参数的数据信 号建立描述电解过程的状态信息。第一电子设备2，最好但不一定，被配置成将传感器3测量的过程参数变换为表示 过程参数的数据信号和从第一电子设备2发送表示过程参数的数据信号。为此，第一电子 设备2可以包括A/D变换器(未示出)。现在第二电子设备5被配置成从第一电子设备2 接收表示过程参数的数据信号和将表示过程参数的数据信号从第二电子设备5发送给第 三电子设备15。在这种情况下，第三电子设备15被配置成从第二电子设备5接收表示过程 参数的数据信号和将表示过程参数的数据信号再从第三电子设备15发送给数据处理设备 6。现在数据处理设备6被配置成从第三电子设备15接收表示过程参数的数据信号。数据 处理设备6的数据处理工具7，最好但不一定，首先被配置成计算传感器3测量的过程参数 的值与一个预定和/或计算得到的理论过程参数值之差，并建立差的趋势。此后，数据处理 设备6的数据处理工具7被配置成用数学模型来检查这差和差趋势并且建立对所述差和差 趋势的解释。接着，数据处理设备6的数据处理工具7被配置成根据对差和差趋势的解释 利用模糊和/或逻辑推理算法来建立对描述电解槽1内电解过程的状态的状态信息的差趋 势的解释。在公布文件W02005/052700 (Outokumpu Oyj)中给出了起这样作用的数据处理 工具7的一个例子。返回信道设备8，最好但不一定，首先被配置成将数据处理设备6建立的描述电解 槽1内电解过程的状态的状态信息从数据处理设备6传输给第三设备15。现在，返回信道 设备8被配置成接收第三电子设备15内的数据处理设备6发送的状态信息，再将数据处理 设备6建立的状态信息从第三电子设备15传输给第二电子设备5。然后，返回信道设备8 被配置成接收第二电子设备5内的数据处理设备6发送的状态信息，再将数据处理设备6 建立的状态信息从第二电子设备5传输给第一电子设备2。现在，返回信道设备8被配置成 接收第一电子设备2内的数据处理设备5发送的状态信息和将数据处理设备6建立的状态 信息从第一电子设备2传输给指示设备9。作为一个替代方案，返回信道设备8可以被配置成将数据处理设备6建立的描述 电解槽1内电解过程的状态的状态信息从数据处理设备6直接传输给指示设备9。
配置成与电解槽1连接的指示设备9，最好但不一定，包括以可视方式表示描述电 解槽1内电解过程的状态的状态信息的表示工具10。必要时，一个指示设备9也可以表示 几个电解槽1的状态信息。在数据处理设备6的处理工具7建立的状态信息可以得到多不同的取决于传感器 3测量的过程参数的值的值，例如值0 (正常)、1 (预警)、2 (报警)或3 (危险)，的情况下， 指示设备9的表示工具10被配置成以不同方式可视地表示状态信息。例如，可以用不同的 颜色来表示状态信息，例如在状态信息水平为0(正常水平)时为绿色，在状态信息水平为 1 (预警)时为黄色，在状态信息水平为2 (报警)时为琥珀色，而在状态信息水平为3 (危 险)时为红色。作为一个替代方案，一个颜色也可以例示需测的状态信息，在这种情况下， 状态信息的不同的值用不同的闪亮频率的周期示出0(断开)，1(慢闪)，2(快闪)，3(连 续点亮)。作为一个替代方案，或者此外，被配置成与电解槽1连接的指示设备9可以包括通 过声音信号表示描述电解槽1内电解过程的状态的状态信息的表示工具10。声音信号也可 以是不同的，取决于状态信息。数据处理设备6，最好但不一定，被配置成还将指示状态信息是与电解过程的哪个 要素(即槽电压、电解质温度、电解槽循环还是电解质成分)有关的附加信息连同所述状态 信息一起发送给指示设备9，而指示设备9，最好但不一定，包括以可视形式或者通过声音 信号表示所述附加信息的表示工具。在电解工厂包括超过一个的电解槽1的情况下，第一电子设备2或第二电子设备 5或第三电子设备15，最好但不一定，被配置成给所述过程参数增添指示电解槽1的位置的 定位数据。在将描述电解槽1内电解过程的状态信息发送给正确的被配置成与电解槽1连 接的指示设备9中，即为了正确地将状态信息从数据处理设备传送给被配置成与电解槽1 连接的指示设备9，在返回信道设备内，可以使用所述定位数据。除了描述电解槽1内电解过程的状态信息之外，数据处理设备6的数据处理工具 7，最好但不一定，还被配置成根据已建立的状态信息、测量参数和模糊和/或逻辑推理算 法来建立电解槽1的较长时间间隔的条件信息。在公布文件WO 2005/052700 (Outokumpu Oyj)中介绍了一种确定电解工厂的条件信息的装置。在这里，返回信道设备8被配置成将数据处理设备6的数据处理工具7建立的条 件信息传输给被配置成与电解槽1连接的指示设备9。现在，指示设备9包括用来表示数据 处理设备6建立的条件信息的第二表示工具11。因此，指示设备9被配置成接收数据处理 设备6建立的条件信息和用指示设备9的第二表示工具11表示数据处理设备6建立的条 件fe息。 在数据处理设备6的数据处理工具7被配置成根据已建立的状态信息、测量参数 和模糊和/或逻辑推理算法来建立电解槽1的较长时间间隔的条件信息的情况下，返回信 道设备8，最好但不一定，被配置成将数据处理设备6建立的条件信息从数据处理设备6传 输给第三电子设备15。现在，返回信道设备8被配置成由第三电子设备15接收数据处理设 备6发送的条件信息和将数据处理设备6建立的条件信息从第三电子设备15传输给第二 电子设备5。因此，返回信道设备8现在被配置成将数据处理设备6发送的条件信息接收在 第二电子设备5内和将数据处理设备6建立的条件信息从第二电子设备5传输给第一电子设备2。进而，返回信道设备8被配置成将数据处理设备5发送的条件信息接收在第一电子 设备5内和将数据处理设备6建立的条件信息从第一电子设备2传输给指示设备9。作为一个替代方案，返回信道设备8可以被配置成将数据处理设备6建立的描述 电解槽1内电解过程的状态的条件信息从数据处理设备6直接传输给指示设备9。在图2所示的装置中，每个电解槽1包括两个指示设备9，使得第一指示设备9表 示状态信息，而第二指示设备9表示条件信息。设置成与电解槽1连接的指示设备9，最好但不一定，包括以可视方式表示描述电 解槽1内电解过程的状态的条件信息的第二表示工具11。在数据处理设备6建立的条件信息可以得到许多不同的取决于传感器3测量的过 程参数的值的值，例如值0 (正常)、1 (预警)、2 (报警)或3 (危险)，的情况下，指示设备9 的表示工具10还被配置成以不同方式可视地表示条件信息。例如，可以用不同的颜色来表 示条件信息，例如在条件信息水平为0(正常水平)时为绿色，在条件信息水平为1(预警) 时为黄色，在条件信息水平为2 (报警)时为琥珀色，而在条件信息水平为3 (危险)时为红 色。作为一个替代方案，一个颜色也可以例示所测得的一定过程条件信息，因此条件信息的 不同的值用不同的闪亮频率的周期示出0 (断开)，1 (慢闪)，2 (快闪)，3 (连续点亮)。作为一个替代方案，或者此外，配置成与电解槽1连接的指示设备9可以包括通过 声音信号表示描述电解槽1内电解过程的状态的条件信息的表示工具11。声音信号也可以 是不同的，取决于条件信息。必要时，一个指示设备9也可以用来表示与几个电解槽1有关的信息。数据处理设备6，最好但不一定，被配置成将指示该条件信息是与电解过程的哪个 要素(诸如槽电压、电解质温度、电解槽循环还是电解质成分)有关的附加信息连同所述条 件信息一起发送给指示设备9，而指示设备9，最好但不一定，包括以可视方式或者通过声 音信号表示所述附加信息的表示工具。在电解工厂包括超过一个的电解槽1的情况下，过程参数传输系统16的第一电子 设备2或第二电子设备5，最好但不一定，被配置成给所述过程参数增添指示电解槽1的位 置的定位数据。为了将描述电解槽1内电解过程的条件信息发送给正确的配置成与电解槽 1连接的指示设备9，即为了正确地将条件信息从数据处理设备传送给被配置成与电解槽1 连接的指示设备9，在返回信道设备内可以使用所述定位数据。本发明还涉及监视电解槽1内电解过程的状态和表示所述状态的方法。在这种方法中，由至少一个设置在电解槽1内的传感器3定期重复测量至少一个 电解过程参数。在按照本发明的方法中，传感器3，最好但不一定，还被用来测量电解槽1的槽电 压。在按照本发明的方法中，传感器3，最好但不一定，此外还或改为被用来测量电解 槽1的温度。在按照本发明的方法中，传感器3，最好但不一定，此外还或改为被用来测量电解 槽1内流动的电流。此外或者作为一个替代方案，在按照本发明的方法中，传感器3，最好但不一定，被 用来测量电解槽1内电解质的成分。在按照本发明的方法中，传感器3，最好但不一定，此外还或改为被用来测量电解槽1内槽特定磁场。此外或者作为一个替代方案，在按照本发明的方法中，传感器3，最好但不一定，被 用来测量电解槽1内在一些点处的磁场在按照本发明的方法中，此外或者作为一个替代方案，传感器3，最好但不一定，被 用来测量电解槽1内寄生电流。此外或者作为一个替代方案，在按照本发明的方法中，传感器3，最好但不一定，被 用来测量电解槽1内含有的添加剂。此外或者作为一个替代方案，在按照本发明的方法中，传感器3，最好但不一定，被 用来测量电解槽1内母线的温度。此外或者作为一个替代方案，在按照本发明的方法中，可以测量电解过程的其他 过程参数。在这种方法中，将过程参数从传感器3传输给数据处理设备6和将过程参数接收 在数据处理设备6内。在这种方法中，最好但不一定，将传感器3测量的过程参数从传感器3传输给第一 电子设备2和将过程参数接收在第一电子设备2内。可以从一些处在同一个电解槽1内或 不同的一些电解槽1内的传感器3向一个第一电子设备2传输过程参数，如图3所示。在 这种方法中，将传感器3测量的过程参数从第一电子设备2传输给第二电子设备5和将这 些过程参数接收在第二电子设备内。在这种方法中，将传感器3测量的过程参数从第二电 子设备5传输给数据处理设备6，由数据处理设备6接收些过程参数。在图3和4中，传感器3测量的过程参数从第二电子设备5通过第三电子设备15 传输给数据处理设备6。在图3和4中，传感器3测量的过程参数从第二电子设备5传输 给第三电子设备15，过程参数被接收在第三电子设备15内。在图3和4中，传感器3测量 的过程参数从第三电子设备15传输给数据处理设备6，过程参数被接收在数据处理设备6 内。在这种方法中，由数据处理设备6的数据处理工具7解释传感器3测量的过程参 数，并且利用传感器3测量的过程参数建立描述电解槽1内电解过程的状态的状态信息。在这种方法中，以与电解槽1连接的方式配置有包括用来表示数据处理设备6的 数据处理工具7建立的槽特定状态信息的表示工具10的指示设备9，数据处理设备6建立 的槽特定状态信息从数据处理设备6传输给被配置成与电解槽1连接的指示设备9，数据处 理设备6建立的槽特有状态信息被接收在指示设备9内，槽特定状态信息由指示设备9的 表示工具10表示。指示设备9，最好但不一定，在这种方法中被配置为一个槽特定指示设备，被配置 成只表示指示设备9所连接的那个电解槽1的状态。在这种方法中，指示设备9，最好但不一定，被配置成固定地或可解除地安装到电 解槽1上或者集成到电解槽1内。在这种方法中，传感器3定期重复测量的过程参数，最好但不一定，由例如A/D变 换器变换为表示过程参数的数据信号后，再将表示过程参数的数据信号传输给数据处理设 备6。现在，由数据处理设备6的数据处理工具7解释表示过程参数的数据信号，再利用表 示过程参数的数据信号建立描述电解槽1内电解过程的状态信息。
在这种方法中，传感器3定期重复测量的过程参数，最好但不一定，在第一电子设 备2内例如通过A/D变换器被变换为表示过程参数的数据信号。现在，表示过程参数的数 据信号从第一电子设备2发送，来自第一电子设备2的表示过程参数的数据信号被接收在 第二电子设备5内。因此，表示过程参数的数据信号从第二电子设备5发送，来自第二电子 设备5的表示过程参数的数据信号被接收在数据处理设备6内。在图3和4中，配置与图1和2不同，传感器3测量的表示过程参数的数据信号是 从第二电子设备5通过第三电子设备15传输给数据处理设备6的。在图3和4中，传感器 3测量的表示过程参数的数据信号从第二电子设备5传输给第三电子设备15，表示过程参 数的数据信号接收在第三电子设备15内。在图3和4中，传感器3测量的表示过程参数的 数据信号从第三电子设备15传输给数据处理设备6，表示过程参数的数据信号被接收进在 数据处理设备6内。 在这种方法中，最好但不一定，通过数据处理设备6的数据处理工具7计算传感器 3测量的过程参数与预定和/或计算的理论过程参数的值之差，再建立差的趋势。此后，数 据处理设备6的数据处理工具7被用来用数学模型解释这差和差趋势。接着，用数据处理 设备6的数据处理工具7建立对所述差和差趋势的解释。然后，数据处理设备6的数据处 理工具7被用来根据对差和差趋势的解释借助于模糊和/或逻辑推理算法来建立描述电解 槽1内电解过程的状态的状态信息。数据处理设备6的数据处理工具7，最好但不一定，以在公布文件WO 2005/052700 (Outokumpu Oyj)中所说明的方式予以操作。在这种方法中，数据处理设备6的数据处理工具7建立的状态信息，最好但不一 定，从数据处理设备6传输给第二电子设备5。此后，数据处理设备6发送的状态信息被接 收在第二电子设备5内，然后数据处理设备6建立的状态信息再从第二电子设备5传输给 第一电子设备2。接着，第二电子设备56发送的状态信息被接收在第一电子设备5内，然 后，数据处理设备6建立的状态信息再从第一电子设备2传输给数据处理设备6。作为一个替代方案，数据处理设备6的数据处理工具7建立的状态信息也可以从 数据处理设备6通过第三电子设备15传输给第二电子设备5。还可能的是，数据处理设备6的数据处理工具7建立的状态信息从数据处理设备 6直接传输给指示设备9。在这种方法中，描述电解槽1内电解过程的状态的状态信息，最好但不一定，由指 示设备9以可视方式指示。在数据处理设备6的处理工具7建立的状态信息可以得到许多不同的取决于传感 器3测量的过程参数的值的值，例如状态信息值0 (正常水平)、1 (预警)、2 (报警)或3 (危 险)，的情况下，状态信息，最好但不一定，由指示设备9的表示工具10根据状态信息以不 同可视形式指示。例如，状态信息能用不同的颜色表示，例如在状态信息水平为0(正常水 平)时为绿色，在状态信息水平为1(预警)时为黄色，在状态信息水平为2 (报警)时为琥 珀色，而在条件信息水平为3(危险)时为红色。作为一个替代方案，一个颜色也可以例示所 测得的状态信息，这样，状态信息的不同的值就用不同的闪亮频率的周期示出0(断开)， 1(慢闪)，2(快闪)，3(连续点亮)。作为一个替代方案或此外，描述电解槽1内电解过程的状态的状态信息，最好但不一定，由指示设备9表示为声音信号。同样，声音信号可以是不同的，取决于状态信息。数据处理设备6，最好但不一定，被配置成随着状态信息还将指示状态信息是与电 解过程的哪个要素(诸如槽电压、电解质温度、电解槽循环还是电解质成分)有关的附加信 息一起发送给指示设备9，而指示设备9，最好但不一定，包括以可视方式或者通过声音信 号表示所述附加信息的表示工具。在电解工厂包括超过一个的电解槽1的情况下，第一电子设备2或第二电子设备 5，最好但不一定，给过程参数添加指示电解槽1的位置的定位数据。在将描述电解槽1内 电解过程的状态信息传输给正确的被配置成与电解槽1连接的指示设备9中，即为了将状 态信息从数据处理设备正确地传送给被配置成与电解槽1连接的指示设备9，在返回信道 设备内可以使用所述定位数据。在这种方法中，除了状态信息之外，最好但不一定，借助于数据处理设备6的数据 处理工具7，根据所建立的状态信息、测量参数和模糊和/或逻辑推理算法来建立电解槽1 的较长时间间隔的条件信息。因此，与电解槽1连接，配置有包括用来指示数据处理设备6 建立的条件信息的第二表示工具11的指示设备9。现在，数据处理工具7的数据处理设备 6建立的条件信息传输给被配置成与电解槽1连接的指示设备9，数据处理设备6建立的条 件信息被接收在指示设备9内，然后由指示设备9指示电解槽1的条件信息。数据处理设备6的数据处理工具7，最好但不一定，以在公布文件TO 2005/052700 (Outokumpu Oyj)中所说明的方式予以操作。在这种方法中利用数据处理设备6的数据处理工具7建立的除了状态信息之外还 有电解槽1的较长时间间隔的条件信息的情况下，数据处理设备6建立的条件信息，最好但 不一定，从数据处理设备6传输给第二电子设备5。现在，数据处理设备6建立的条件信息 被接收在第二电子设备5内，然后条件信息再从第二电子设备5传输给第一电子设备2 ；条 件信息被接收在第一电子设备2内，然后条件信息再从第一电子设备2传输给指示设备9。作为一个替代方案，条件信息可以从数据处理设备6直接传输给指示设备9。在图2所示的装置中，每个电解槽1包括两个指示设备9，使得第一指示设备9表 示状态信息，而第二指示设备9表示条件信息。被配置成与电解槽1连接的指示设备9，最好但不一定，包括以可视方式表示描述 电解槽1内电解过程的状态的条件信息的第二表示工具11。在数据处理设备6的处理工具7建立的条件信息可以得到许多不同的取决于传感 器3测量的过程参数的值的值，例如值0 (正常)、1 (预警)、2 (报警)或3 (危险)，的情况 下，指示设备9的表示工具10还被配置成以不同方式可视地表示条件信息。例如，可以用 不同的颜色来表示条件信息，例如在条件信息水平为0(正常水平)时为绿色，在条件信 息水平为1 (预警)时为黄色，在条件信息水平为2 (报警)时为琥珀色，而在条件信息水平 为3(危险)时为红色。作为一个替代方案，一个颜色也可以例示所测得的一定的过程条件 信息，使得条件信息的不同的值用不同的闪亮频率的周期示出0(断开)，1 (慢闪)，2(快 闪)，3(连续点亮)。作为一个替代方案，或者此外，配置成与电解槽1连接的指示设备9可以包括通过 声音信号表示描述电解槽1内电解过程的状态的条件信息的表示工具11。声音信号也可以 是不同的，取决于条件信息。
数据处理设备6，最好但不一定，被配置成还将指示条件信息是与电解过程的哪个 要素(诸如槽电压、电解质温度、电解槽循环还是电解质成分)有关的附加信息连同所述条 件信息一起发送给指示设备9，而指示设备9，最好但不一定，包括以可视方式或者通过声 音信号表示所述附加信息的表示工具。在电解工厂包括超过一个的电解槽1的情况下，过程参数传输系统16的第一电子 设备2或第二电子设备5，最好但不一定，被配置成给所述过程参数增添指示电解槽1的位 置的定位数据。为了将描述电解槽1内电解过程的状态信息传输给正确的配置成与电解槽 1连接的指示设备9，即为了将状态信息从数据处理设备正确地传送给被配置成与电解槽1 连接的指示设备9，在返回信道设备内可以使用所述定位数据。对于本领域技术人员来说，本发明的基本思想显然可以随着技术的发展而用许多 不同的方式实现。因此，本发明及其实施例并不只限于以上所述的例子，而可以在所附权利 要求书的范围内改变。
权利要求
一种用于监视和表示电解槽(1)内诸如金属电解精炼过程或金属电解沉积过程之类的电解过程的状态的装置，所述装置包括至少一个被配置成与电解槽(1)连接的传感器(3)，用来定期重复测量电解过程的至少一个过程参数；包括数据处理工具(7)的数据处理设备(6)，用来解释传感器(3)定期重复测量的过程参数和利用传感器(3)定期重复测量的过程参数建立描述电解槽(1)内电解过程的状态的状态信息；过程参数传输系统(16)，用来将传感器(3)定期重复测量的过程参数从传感器(3)传输给数据处理设备(6)；以及被配置成与电解槽(1)连接的指示设备(9)，用来指示电解槽(1)内电解过程的状态，其特征在于所述装置还包括返回信道设备(8)，用来将由数据处理设备(6)的数据处理工具(7)建立的描述电解槽(1)内电解过程的状态的状态信息从数据处理设备(6)传输给被配置成与电解槽(1)连接的指示设备(9)；所述指示设备(9)包括用来表示由数据处理设备(6)的数据处理工具(7)建立的描述电解槽(1)内电解过程的状态的状态信息的表示工具(10)；以及所述指示设备(9)被配置成接收由数据处理设备(6)的数据处理工具(7)建立的状态信息，并利用表示工具(10)表示由数据处理设备(6)的数据处理工具(7)建立的描述电解槽(1)内电解过程的状态的状态信息。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于所述数据处理设备(6)的数据处理工具(7)被配置成计算传感器(3)测量的过程参数 与预定和/或计算的理论过程参数之差，并建立差趋势；所述数据处理设备(6)的数据处理工具(7)被配置成利用数学模型来检查所述差和差 趋势，并建立差和差趋势的解释；以及所述数据处理设备(6)的数据处理工具(7)被配置成利用模糊和/或逻辑推理算法， 根据对所述差和差趋势的解释来建立描述电解槽(1)内电解过程的状态的状态信息。
3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述指示设备(9)包括以可视方式 表示描述电解槽(1)内电解过程的状态信息的表示工具(10)。
4.按照权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于所述指示设备(9)包括通过 声音信号表示描述电解槽(1)内电解过程的状态信息的表示工具(10)。 >
5.按照权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于所述指示设备(9)的表示工 具(10)被配置成表示取决于状态信息的水平的信号。
6.按照权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于所述数据处理设备(6)被配置成将指示所述状态信息与电解过程的哪个要素诸如槽 电压、电解质温度、电解槽循环或电解质成分有关的附加信息连同所述状态信息一起传输 给指示设备(9)；以及所述指示设备(9)，最好但不一定，包括所述附加信息的表示工具，用来将所述附加信 息连同所述状态信息一起以可视方式或通过声音信号表示。
7.按照权利要求中任一项所述的装置，其特征在于所述第一电子设备(2)或第二电子设备(5)被配置成给所述过程参数增添指示电解槽 (1)的位置的定位数据；以及所述定位数据用于返回信道设备(8)，以便将描述电解槽(1)内电解过程的状态信息 从数据处理设备(6)传输给被配置成与电解槽(1)连接的指示设备(9)。
8.按照权利要求1-7中任一项所述的装置，其特征在于所述数据处理设备(6)的数据处理工具(7)被配置成根据所建立的状态信息、测量参 数和模糊和/或逻辑推理算法来建立电解槽(1)的较长时间间隔的条件信息；所述返回信道设备(8)被配置成将数据处理设备(6)的数据处理工具(7)建立的条件 信息传输给被配置成与电解槽(1)连接的指示设备(9)；所述指示设备(9)包括用来表示数据处理设备(6)建立的条件信息的工具；以及 所述指示设备(9)被配置成接收数据处理设备(6)建立的条件信息和表示数据处理设 备(6)建立的条件信息。
9.按照权利要求8所述的装置，其特征在于所述指示设备(9)包括以可视方式表示 条件信息的第二表示工具(11)。
10.按照权利要求8或9所述的装置，其特征在于所述指示设备(9)包括将条件信息 表示为声音信号的第二表示工具(11)。
11.按照权利要求8-10中任一项所述的装置，其特征在于所述指示设备(9)的第二 表示工具(11)被配置成发出取决于条件信息的水平的信号。
12.按照权利要求8-11中任一项所述的装置，其特征在于所述数据处理设备(6)被配置成将指示所述条件信息与电解过程的哪个要素诸如槽 电压、电解质温度、电解槽循环或电解质成分有关的附加信息连同所述条件信息一起传输 给指示设备(9)；以及所述指示设备(9)包括用来表示所述附加信息的表示工具。
13.按照权利要求8-12中任一项所述的装置，其特征在于所述传感器(3)或第一电子设备(2)被配置成给所述过程参数增添指示电解槽(1)的 位置的定位数据；以及所述定位数据用于返回信道设备(8)，以便将描述电解槽(1)内电解过程的状态信息 从数据处理设备(6)传输给被配置成与电解槽(1)连接的指示设备(9)。
14.按照权利要求1-13中任一项所述的装置，其特征是，其中，所述过程参数传输系统 (16)包括与至少一个传感器(3)通信的第一电子设备(2)，用来从至少一个传感器(3)接收过程 参数，并被配置成传输过程参数；以及与至少一个第一电子设备(2)通信的第二电子设备(5)，用来从至少一个第一电子设 备(2)接收过程参数，并被配置成将过程参数传输给数据处理设备(6)。
15.按照权利要求1-14中任一项所述的装置，其特征在于所述过程参数传输系统(16) 包括与至少一个传感器(3)通信的第一电子设备(2)，用来从至少一个传感器(3)接收过程 参数，并被配置成传输过程参数；与至少一个第一电子设备(2)通信的第二电子设备(5)，用来从至少一个第一电子设备(2)接收过程参数，并被配置成传输过程参数；以及与至少一个第二电子设备(5)通信的第三电子设备(15)，用来从至少一个第二电子设 备(5)接收过程参数，并被配置成将过程参数传输给数据处理设备(6)。
16.按照权利要求1-15中任一项所述的装置，其特征在于所述指示设备(9)是一个 槽特定指示设备，被配置成只表示指示设备(9)所连接的电解槽(1)的状态。
17.按照权利要求1-16中任一项所述的装置，其特征在于所述指示设备(9)被固定 地或可解除地安装到电解槽(1)上或者集成到电解槽(1)内。
18.—种监视和表示电解槽(1)内诸如金属电解精炼过程或金属电解沉积过程之类的 的电解过程的状态的方法，在所述方法中由至少一个被配置在电解槽(1)内的传感器(3)定期重复测量至少一个过程参数， 将过程参数从传感器(3)传输给数据处理设备(6)，和在数据处理设备(6)中接收过程 参数，由数据处理设备(6)解释过程参数，并利用所述过程参数来建立描述电解槽(1)内电 解过程的状态的状态信息， 其特征在于配置一个与电解槽(1)连接的指示设备(9)，它包括用来表示数据处理设备(6)建立的 状态信息的表示工具(10)；将数据处理设备(6)建立的状态信息从数据处理设备(6)传输给被配置成与电解槽 (1)连接的指示设备(9)；以及在指示设备(9)中接收数据处理设备(6)建立的状态信息，并由指示设备(9)表示状 态fe息。
19.按照权利要求18所述的方法，其特征在于借助于数据处理设备(6)的数据处理工具(7)，计算传感器(3)测量的过程参数与预定 和/或计算的理论过程参数之差，并建立差趋势；借助于数据处理设备(6)的数据处理工具(7)，用数学模型来解释所述差和差趋势； 借助于数据处理设备(6)的数据处理工具(7)，建立对所述差和差趋势的解释；以及 借助于数据处理设备(6)的数据处理工具(7)，用模糊和/或逻辑推理算法来建立描述 电解槽(1)内电解过程的状态信息。
20.按照权利要求18或19所述的方法，其特征在于状态信息由指示设备(9)以可视 方式表不。
21.按照权利要求18-20中任一项所述的方法，其特征在于状态信息由指示设备(9)表示为声音信号。
22.按照权利要求18-21中任一项所述的方法，其特征在于所述状态信息由指示设备 (9)的表示工具(10)根据状态信息以不同方式表示。
23.按照权利要求18-22中任一项所述的方法，其特征在于所述数据处理设备(6)将指示所述状态信息与电解过程的哪个要素诸如槽电压、电解 质温度、电解槽循环或电解质成分有关的附加信息连同所述状态信息一起传输给指示设备 (9)；以及配置一个与电解槽(1)连接的包括用来指示所述附加信息的工具的指示设备(9)；在指示设备(9)内将所述附加信息与状态信息一起表示。
24.按照权利要求18-23中任一项所述的方法，其特征在于给要传输给数据处理设备(6)的过程参数增添指示电解槽(1)的位置的定位数据；以及所述定位数据用于传输描述电解槽(1)内电解过程的状态信息以及将状态信息发送 给被配置成与电解槽(1)连接的指示设备(9)。
25.按照权利要求18-24中任一项所述的方法，其特征在于借助于数据处理设备(6)的数据处理工具(7)，根据所建立的状态信息、过程参数和模 糊和/或逻辑推理算法来建立电解槽(1)的较长时间间隔的条件信息；配置一个与电解槽(1)连接的包括用来指示数据处理设备(6)建立的条件信息的工具 的指示设备(9)；将数据处理设备(6)的数据处理工具(7)建立的条件信息传输给被配置成与电解槽 (1)连接的指示设备(9)；由指示设备(9)接收数据处理设备(6)建立的条件信息，并且由指示设备(9)指示电 解槽(1)的条件信息。
26.按照权利要求25所述的方法，其特征在于所述条件信息在指示设备(9)内以可 视方式表示。
27.按照权利要求25或26所述的方法，其特征在于所述条件信息由指示设备(9)表示为声音信号。
28.按照权利要求25-27中任一项所述的方法，其特征在于所述条件信息由指示设备 (9)的表示工具(10)根据所述状态信息以不同方式表示。
29.按照权利要求25-28中任一项所述的方法，其特征在于数据处理设备(6)将指示所述条件信息与电解过程的哪个要素诸如槽电压、电解质 温度、电解槽循环或电解质成分有关的附加信息连同所述条件信息一起传输给指示设备 (9)；配置一个与电解槽(1)连接的包括用来指示所述附加信息的工具的指示设备(9)； 在指示设备(9)内将所述附加信息与状态信息一起指示。
30.按照权利要求25-29中任一项所述的方法，其特征在于给要传输给数据处理设备(6)的过程参数增添指示电解槽(1)的位置的定位数据；以及所述定位数据用于传输描述电解槽(1)内电解过程的条件信息以及将条件信息发送 给被配置成与电解槽(1)连接的指示设备(9)。
31.按照权利要求18-30中任一项所述的方法，其特征在于将过程参数从传感器(3)传输给第一电子设备(2)，并在第一电子设备(2)中接收过程 参数；将过程参数从第一电子设备(2)传输给第二电子设备(5)，并在第二电子设备(5)中接 收过程参数；以及将过程参数从第二电子设备(5)传输给数据处理设备(6)。
32.按照权利要求18-31中任一项所述的方法，其特征在于将过程参数从传感器(3)传输给第一电子设备(2)，并在第一电子设备(2)中接收过程 参数；将过程参数从第一电子设备(2)传输给第二电子设备(5)，并在第二电子设备(5)中接 收过程参数；将过程参数从第二电子设备(5)传输给第三电子设备(15)，并在第三电子设备(15)中 接收过程参数；以及将过程参数从第二电子设备(5)传输给数据处理设备(6)。
33.按照权利要求18-32中任一项所述的方法，其特征在于所述指示设备(9)是一个 槽特定指示设备，被配置成只表示指示设备(9)所连接的电解槽(1)的状态。
34.按照权利要求18-33中任一项所述的方法，其特征在于所述指示设备(9)被固定 地或可解除地安装到电解槽(1)上或者集成到电解槽(1)内。
全文摘要
本发明涉及用于监视和表示电解槽(1)内电解过程的状态的装置和方法。这种装置的特征是它包括一个返回信道设备(8)，用来将由数据处理设备(6)的数据处理工具(7)建立的描述电解槽(1)内电解过程的状态的状态信息从数据处理设备(6)传输给被配置成与电解槽(1)连接的指示设备(9)。指示设备(9)包括用来表示由数据处理设备(6)的数据处理工具(7)建立的描述电解槽(1)内电解过程的状态的状态信息的第一表示工具(10)。指示设备(9)被配置成接收由数据处理设备(6)的数据处理工具(7)建立的状态信息，并通过第一表示工具(10)表示由数据处理设备(6)的数据处理工具(7)建立的描述电解槽(1)内电解过程的状态的所述状态信息。
文档编号G05B19/418GK101878458SQ200880118261
公开日2010年11月3日 申请日期2008年11月19日 优先权日2007年11月30日
发明者A·兰塔拉, J·玛林恩, L·努德隆德 申请人:奥图泰有限公司