Batscan i elektrolysverk

I ett elektrolysverk renas metaller med hjälp av elektrolys. Processen innebär att en metall med låg renhet utgör anoder i en elektrolytisk cell där katoderna byggs upp av samma metall men med högre renhet då en elektrisk ström flyter genom cellen.

Vid kopparraffinering består elektroderna av koppar och elektrolyten av vatten, svavelsyra och kopparsulfat. Varje cell innehåller mellan 40 och 80 elektrodpar där varje elektrod har en yta av ca 2m². Vanligen seriekopplas 200 till 400 celler som matas med ström från en likriktare kopplad till elnätet. Spänningen över varje cell är ca 0.35V. Strömmen genom cellerna regleras till ca 30mA/cm². Med 43 katoder i en cell blir totalströmmen ca 26 000A.

Den absoluta spänningen över de individuella cellerna varierar från ca 300mV i början av processen till ca 400mV i slutet då avståndet mellan elektroderna är som störst. Skillnaden mellan spänningarna över de olika cellerna är dock mycket liten och skall hålla sig inom ett par mV under hela processen.

Underhållsarbete i cellhall

Kontinuerlig övervakning och justering av elektroderna är en förutsättning för maximalt produktionsutbyte.

Den relativa balansen mellan cellspänningarna övervakas av Batscan med hög noggrannhet, en avvikande cellspänning tyder på att processen inte fungerar optimalt.

En handhållen terminal gör det enkelt att snabbt lokalisera avvikande celler och ger omedelbar återkoppling till operatören av effekten av utförda åtgärder.

En alltför låg cellspänning beror oftast på kortslutning mellan ett elektrodpar. En endast något förhöjd cellspänning kan indikera avbrott i kontakten till en elektrod eller så kallad anodpassivisering.

Batscanprogrammet

Alla mätmoduler i anläggningen styrs från Batscan-programmet som var 5:e sekund mäter alla cellspänningar samtidigt i en mätcykel vars förlopp visas i programmets huvudfönster.

En mätcykel börjar med att alla kanaler mäts synkront, samtidig sampling, 250 gånger under 500ms. Därefter hämtar Batscan programmet de digitalt filtrerade mätresultaten från alla kanaler och visar dessa både grafiskt och numeriskt i huvudfönstret.

Alla förändrade mätvärden sparas på hårddisken för senare analys. Mätvärden utanför larmgränserna ger larm. Genom att peka på en stapel i diagrammet visas cellnummer och spänning.

Avancerad analys

De filtrerade mätvärdena som visas i huvudfönstret är medelspänningen, DC, utan AC komponent. För en mer detaljerad analys finns även möjlighet att se den verkliga vågformen, som i ett oscilloskop, i realtid. Här syns även rippel från likriktaren och små variationer i DC-nivån som kommer från elnätet.

Normalt skall alla kurvor ligga i varandra, i detta exempel är Cell 1 och 5 i bank A avvikande. En elektrod i Cell 1 har inte kontakt med strömskenan. Cell 5, med 3mV lägre spänning än övriga, är svårare att diagnostisera eftersom att en "vanlig" kortslutning normalt ger mycket lägre DC-nivå och rippel. Här kan man istället misstänka lägre resistans pga. förhöjd temperatur som i sin tur kan bero på dålig cirkulation av elektrolyten.

Installation av mätmoduler

Den korrosiva miljön i ett elektrolysverk ställer höga krav på den utrustning som installeras där. Batscans modulära uppbyggnad gör det möjligt att anpassa installationen efter de krav som ställs.

1-2 kanals mätmodul (med temp) i syrafast stål eller GRP-kapsling

Denna kapsling lämpar sig då en mätmodul skall placeras vid varje eller varannan celltank, vilket krävs när även celltemperatur skall övervakas.

Vid trådlös dataöverföring med inbyggd antenn och strömförsörjning från den övervakade cellen, används GRP (Glass fibre Reinforced Polyester), annars kan syrafast stål används.

Flerkanals mätmodul (utan temp) i Polykarbonat eller GRP-kapsling

I denna kapsling monteras alla de BA683 cellspänningsmoduler som behövs för att övervaka alla celler i en cellgrupp. En mätledning från varje strömskena (i kanten av cellerna) kopplas till flerkanalsmodulen. Kommunikation med Batscandatorn kan vara trådbunden eller via radiolänk.

Anslutning till Batscandatorn

BNIF-USB

Ansluter Batscan RS-485 bus nätverket direkt till en USB-port på Batscandatorn. Detta ger den snabbaste kommunikationslänken utan fördröjningar och är att föredra om direkt kabelförbindelse är möjlig.

Wifi infrastruktur

Länkar Batscankommunikationen över befintligt eller separat trådlöst nätverk.

Kopplingsscheman

Nedan visas exempel på olika möjligheter till kommunikation med mätmodulerna.
Varje cellgrupp består av 40 celler.
BA683 är en 8-kanalig mätmodul för cellspänning.
BA682-CT är en 4-kanalig mätmodul för ström.
Totalpris/cell är budgetpris i EUR (€) vid 500-1000 celler, inklusive installation.

Schema 1

Separata mätledningar från fyra cellgrupper dragna till ett gemensamt kopplingsskåp
Totalpris/cell: € 400

Schema 2

Fyra cellgrupper förbundna med nätverkskabel till en gemensam Wifi-radiolänk (med strömmätning)
Totalpris/cell: € 600

Schema 3

Fyra cellgrupper med varsin radiolänk (med strömmätning)
Totalpris/cell: € 800

Schema 4

Fyra cellgrupper med varsin radiolänk, med celltemperaturmätning
Totalpris/cell: € 1200

Schema 5

80st oberoende 2+2-kanaliga moduler med cell och temperaturmätning och varsin radiolänk
Totalpris/cell: € 1500

Schema 6

160st oberoende 1+1-kanaliga moduler med cell och temperaturmätning och varsin radiolänk
Totalpris/cell: € 2400