DE2521282C2 - Prozessteueranlage zum selbsttaetigen analysieren und auffrischen von galvanischen baedern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Prozeßsteueranlage für metaHabscheidende Bäder zur Überwachung der chemischen Zusammensetzung einer Badflüssigkeit, die bei Abweichungen einzelner Komponenten der Badflüssigkeit von einem Sollwert durch Zufuhr von Korrekturflüssigkeit zum Bad die Badflüssigkeit auffrischt; sie beinhaltet einen selbsttätig arbeitenden Analysator, der mit einem Meßwertabgleicher verbunden ist, welcher in Abhängigkeit von der ermittelten Differenz zwischen einem »Soll-« und »Ist«-Wert der der Analyse unterliegenden Badflüssigkeitskomponente die Zufuhr der Korrekturflüssigkeit zum Bad steuert.

Aus der DT-OS 19 51324 ist ein Verfahren zum Titrieren bzw. zum Ermitteln des chemischen Zustandes sowie zum Auffrischen der Badflüssigkeit eines

galvanischen Bades bekannt Von einer einen Zeitgeber ©behaltenden Prozeßsteueranlage betrieben, wird dem gad aus einem Kreislauf in vorbestimmten Zeiten automatisch eine bemessene Menge Flüssigkeit entnommen. Dieser Menge wird in Portionen und selbsttätig eine Reagenzlösung zugeführt Die Dauer bis 3aim Einstellen des Umschlagpunktes wird als »Ist«- Streckengröße dargestellt; sie wird mit einer »Sot«- Streekengröße verglichen. Die ermittelte Differenz dieser Streckcngrößen ist eine Steuergröße oder ι ο Stellgröße zer automatischen Zufuhr von Korrekturlösung zum Bad.

Vollautomatisch arbeitende Analysegeräte sind auch aus der DT-OS 23 41 149 bekannt Die zu analysierenden Proben werden hier mittels geeigneter Verdünnungs- und/oder Reaktionsmittel gemischt und nachfolgend kolorimetrisch gemessen. Der Analysator ist derart eingerichtet daß nach einer erfolgten Analyse einer Probe seine Strömungsleitungen gereinigt und automatisch getrocknet werden, bevor mit einer Analyse der nächsten Probe begonnen wird. Die Funktion bzw. die Steuerung des Analysators erfolgt automatisch von einer Prozeßsteuerung z. B. mittels einer Programmkarte oder eines Programmbandes. Zum Reinigen des Analysators dienen z. B. Wasser, Methonol oder Essigsäure. Der Analysator ist derart eingerichtet, daß die zu analysierende Flüssigkeit auf mehrere Komponenten bzw. in ihr enthaltende Bestandteile analysierbar ist

Aus der DT-OS 20 25 545 ist eine Steuereinrichtung zur automatischen Konstanthaltung der Zusammensetzung eines elektrolytischen Bades bekannt mittels welcher die Zusätze zum Elektrolyten von einer Pumpe mengenrichtig gesteuert dem Bad zugegeben werden. In Abhängigkeit von der im elektrolytischen Bad geflossenen Elektrizitätsmenge wird hier in vorbestimmten Zeiten durch eine einstellbare Anzahl von Kolbenhüben dem Bad Korrekturflüssigkeit zugeführt.

Die bisher bekanntgewordenen Verfahren, Prozeßsteuerungen und Vorrichtungen zum Konstanthalten der chemischen Zusammensetzung der Badflüssigkeit von galvanischen Bädern dienten dem Zweck, die Badfiüssigkeit eines bestimmten galvanischen Bades zu überwachen bzw. zu analysieren und in Abhängigkeit vom Analyseergebnis bzw. auch in Abhängigkeit von der jeweiligen Strombelastung des Bades eine bestimmte Menge der jeweiligen Korrekturflüssigkeit dem Bad zu seiner Auffrischung hinzuzufügen. Befinden sich beispielsweise in einem Betrieb mehrere galvanische Bäder unterschiedlicher Art, z. B. Bäder zum Beschichten elektrischer Bauteile mit Edelmetallen, mit Kupfer und/oder zum Konturätzen von Bauteilen — also galvanische Bäder mit einer unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung ihrer Badflüssgikeit — so ist es erforderlich, für diese Bäder spezielle Analysegeräte zu schaffen. Besonders wichtig ist die Analyse und ggf. auch die Auffrischung eines galvanischen Goldbades, denn diese Bäder enthalten noch sog. Legierungsmetalle, die der Goldschicht besondere mechanische Eigenschaften verleihen. Die Analyse von cyanidischen Goldbädern, die neben Legierungsmetallen noch Puffersubstanzen und ggf. auch organische Zusätze enthalten, ist recht aufwendig. Für die Goldbestimmung als Kaliumgoldcyanid bedient man sich eines von »Armeanu« und »Baloiu« (Anal. Chim. Acta 44/1969/S.230 bis 232) beschriebenen fotometrischen Verfahrens unter Anwendung eines handelsüblichen Reagenz (Astraviolett). Die Analyse muß auf alle wesentlichen Badkomponenten ausgedehnt werden; sie ist daher auch zeitraubend. Der Goldgehalt beträgt bei derartigen Bädern meist 9 bis 10 g/l, der Goldgehalt kann aber auch niedriger sein und z. B. nur 1 g/l betragen. Eine genaue Konstanthaltung des Goldgehaltes ist jedoch bei einem im Betrieb befindlichen Bad — bedingt durch die lange Dauer der bei derartigen Bädern bisher nur von Hand getätigten Analyse sowie der zusätzlichen Zeit zum Auffrischen der einzelnen Bäder — nur schwer einzuhaltea Daher sind stärkere Abweichungen vom Sollwert des Goldgehaltes nicht auszuschließen. Ein zu hoher oder zu geringer Goldgehalt wirkt sich in der Dicke der erzeugten Auftragsschichten aus, aber auch indirekt im Verbrauch an Edelmetall bzw. in der Qualität der Auftragsschicht Zur Einhaltung des Sollwertes ist es daher erforderlich, die Analysen für derartige Bäder in möglichst kurzen Zeitabständen zu wiederholen. Befinden sich mehrere gleichartige oder ungleichartige Bäder, wie vorbeschrieben, in einem galvanischen Betrieb, so ist es wünschenswert und anzustreben, daß die Überwachung der einzelnen Bäder möglichst personalsparend, aber auch mit einem geringen Aufwand an technischen Mitteln erfolgt

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Prozeßsteueranlage zum selbsttätigen Analysieren von mehreren galvanischen und/oder metallabscheidenden Bädern zu schaffen, mittels welcher es möglich ist, in vergleichsweise kurzen Zeitabständen eine selbsttätige hochgenaue Analyse eines ausgewählten Bades hinsichtlich der in ihr enthaltenen Badfiüssigkeit, insbesondere bei Goldbädern, hinsichtlich der verschiedenen Flüssigkeitskomponenten durchzuführen und sofern erforderlich, in Abhängigkeit vom Analyseergebnis das ausgewählte analysierte Bad ebenfalls selbsttätig durch Zufuhr von Korrekturflüssigkeit aufzufrischen. Hierzu soll die Prozeßsteueranlage so beschaffen sein, daß sie als zentrale Einheit für mehrere galvanische Bäder die Funktion eines Analysators, eines SOLL- und IST-Wertabgleichers erfüllt und ebenfalls als zentrale Einheit die Zufuhr von Korrekturlösung zu dem der Analyse unterliegenden Bad steuert Eine weitere Aufgabe einer derartiger. Frozeßsteueranlage ist es, in einem mehrere galvanische Bäder aufweisenden Betrieb, die Funktion der einzelnen Bäder zu überwachen, das Analyseergebnis zu registrieren sowie die Reihenfolge, in welcher die einzelnen Bäder einer Analyse unterzogen werden sollen, zu bestimmen.

Ausgehend von einer Prozeßsteueranlage der eingangs genannten Art besteht die Erfindung darin, dab mehrere galvanische Bäder mit der ihnen gemeinsamen Prozeßsteueranlage verbunden sind, die einen Badauswahlprogrammgeber und von diesem wahlweise schaltbare Analyseprogrammgeber aufweist, die entsprechend der einzelnen Komponenten der zu analysierenden Badfiüssigkeit spezifische AnalysatorsekMonen des Analysators schalten, wobei jeder mit einer Analysesekj tion verbundene Meßwertabgleicher bei vorliegende! Meßwertdifferenz die Zufuhr der spezifischen Korrek !!"■flüssigkeit zu dem der Analyse unterliegenden Ba steuert.

Durch diese erfinderische Ausbildung der Prozeß Steueranlage wird es ermöglicht, eine Mehrzahl voi galvanischen Bädern von einer ihnen gemeinsame) Prozeßsteueranlage zu überwachen und zu steuern. De besondere Vorteil liegt darin, daß besonders kritisch Bäder, insbesondere Goldbäder, nunmehr ohne große Zeit- und Personalaufwand überwachbar sind; de Verbrauch an Edelmetall kann nunmehr in optimale

Grenzen gehalten werden. Eine derartige Prozeßsteueranlage ist umfangreich und auch aufwendig; der hohe Aufwand für die Erstellung der Analysen-, Überwachungs- und Steuereinheit findet seine Rechtfertigung in der Einsparung von Arbeitszeit hochqualifizierter Fachkräfte und in einer Verbesserung der Erzeugnisse hinsichtlich einer stets gleichbleibenden Güte. Mittels der Prozeßsteueranlage werden vorteilhaft auch die den Edelmetallbädern im Fertigungsfluß vorgeordneten Vorbehandlungsbäder mit überwacht Der Ausschuß an Fertigteilen, z. B. hervorgerufen durch Mängel beim Durchlaufen des Werkstückes durch ein innerhalb des Fertigungsflusses gelegenes unkontrolliertes Bad kann somit wesentlich reduziert werden. Bei der Herstellung von Plattierungsschichten auf elektrische Bauteile kommen verschiedene Bäder zur Anwendung; diese Bäder besitzen meist eine unterschiedliche Funktion (Spülbäder, Ätzbäder, Metallauftragsbäder zur Erzeugung einer ersten Auftragsschicht, einer zweiten, aus einem anderen Metall bestehenden Überzugsschicht u. dgl.). Einige Bäder »verbrauchen« sich schnell, andere sind weniger kritisch. Das Programm des Badauswahlprogrammgebers ist daher derart ausgelegt, daß die kritischen Bäder einer öfteren Analyse unterzogen werden als die übrigen Bäder. In Abhängigkeit von dem zu analysierenden und ggf. aufzufrischenden Bad, ruft der Badauswahlprogrammgeber einen diesem Bad zugeordneten Analyseprogrammgeber der Prozeßsteueranlage an, der nunmehr die nacheinander folgenden Funktionen zur Durchführung der Analyse schaltet Der Analysator besitzt eine Vielzahl von »Analysesektionen«, nämlich für jede zu analysierende Badkomponente (z.B. 1. Bad: Metallgehalt Gold, Metallgehalt Chrom, pH-Wert, 2. Bad: Kupfer, pH-Wert, usw.). Daher besteht der Analysator aus einer der Anzahl unterschiedlicher Badkomponenten entsprechenden Anzahl von Einzelanalysatoren. nämlich den Analysesektionen. Jede dieser Analysesektionen ist mit einem Meßwertabgleicher verbunden. Dieser vergleicht — wie bekannt — einen vorgegebenen SOLL-Wert mit dem durch den Analysator ermittelten IST-Wert; er bildet die Differenz aus diesen Werten und gibt das ermittelte Differenzsignal, z. B. als Analogwert, einem Ausgleichrechner, wobei dieser die Ventile oder Pumpen zur Zufuhr der spezifischen Korrekturflüssigkeit zu dem der Analyse unterliegenden Bad steuert Der Analyseprogrammgeber ist somit einem bestimmten Bad zugeordnet; er steuert den Analyseprozeß für dieses Bad und beendet ihn.

Zur Vermeidung von Fehlanalysen ist es — wie vorbeschrieben — bei Analyseautomaten bekannt die Leitungen und Küvetten nach jeder erfolgten Analyse automatisch zu spülen. Der Badauswahl· oder Analyseprogrammgeber schaltet nach jeder erfolgten Analyse einen Spülprogrammgeber, durch dessen Funktion die Zufuhr von Spülflüssigkeit zu den vorher betriebenen Analysesektionen des Analysators erfolgt

Oftmals befinden sich in einem galvanischen Betrieb mehrere, zwar hinsichtlich der Badflüssigkeit gleichartige Bäder, die sich jedoch durch ihr Raumvolumen unterscheiden. Die Analyse der Badflüssigkeit dieser Bäder erfolgt daher in den gleichen Analysesektionen des Analysators. Weichen nun z.B. zwei IST-Werte gleicher Komponenten verschiedener gleichartiger Bäder vom gemeinsamen SOLL-Wert ab, so ist es jedoch erforderlich, dem Bad mit dem größeren Volumen auch eine größere Menge an Korrekturflüssigkeit zuzuführen. Zu diesem Zweck sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Meßwertabgleicher mit je einem Abgleichgeber verbunden, der ebenfalls vom Badauswahlprogrammgeber dem Meßwertabgleicher zuschaltbar ist, wobei der Abgleichgeber den ermittelten Differenzwert mit einem der Badgröße entsprechenden proportionalen Faktor multipliziert Dies hat zur Folge, daß das Zulaufventil zum Zuführen der spezifischen Korrekturflüssigkeit zum größeren Bad eine vergleichsweise entsprechend

■ ο größere Zeitdauer geöffnet bleibt Auch ist es möglich, daß bei mehreren Bädern, z. B. bei zwei Bädern, deren Badflüssigkeiten hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung gleichartig sind, die Komponenten eine unterschiedliche Größe besitzen; d. h. die Sollwerte sind unterschiedlich. Zur Analyse solcher Bäder dienen somit die gleichen Analysesektionen des Analysators; indessen unterscheiden sich die SOLL-Werte der beiden Badflüssigkeiten. Es ist daher vorgesehen, daß die der Ermittlung der Differenz zwischen SOLL- und IST-Wert dienenden Meßwertabgleicher den jeweils zutreffenden SOLL-Wert erhalten; den Meßwertabgleichern sind daher Sollwertgeber zugeordnet wobei die Zuordnung einer der Sollwertgeber zum Meßwertabgleicher vom Badauswahlprogrammgeber schaltbar ist.

Die Prozeßsteuerung besitzt fernerhin mehrere Meßwertregister und/ oder Meßwertdatenspeicher, deren Anzahl mindestens der Anzahl der von der Prozeßsteueranlage überwachten Bäder entspricht. Die Meßwertregistrierer und/oder Speicher sind mit den Meßwertabgleichern verbunden; sie werden vom Badauswahlprogrammgeber den Meßwertabgleichern zugeschaltet derart daß bei der Analyse eines aus mehreren Bädern ausgewählten Bades der diesem Bad zugehörige Meßwertregistrierer und/oder der Speicher

in Funktion ist Derartige Registrierer und Datenspeicher sind an sich — z. B. aus der DT-OS 16 98 260 für Steueranlagen zum Zuführen der Werkstücke zu den galvanischen Bädern — bekannt Die gemäß der Erfindung gebildete Prozeßsteueranlage ist durch

Einfügung von zusätzlichen bekannten Prozeßsteuereinheiten auch zur Steuerung des Werkstückflusses in galvanischen Betrieben verwendbar.

In den Zeichnungen ist eine gemäß der Erfindung gebildete Prozeßsteueranlage schematisch dargestellt.

Zur leichteren Übersicht und zur besseren Verdeutlichung der Erfindung wurde auf die explizite Darstellung einzelner, meist an sich bekannter elektronischer Funktionsschaltungen und Bausteine sowie von Betriebselementen verzichtet

In den F i g. 1 und 2 ist in Form eines Schemas ein« gemäß der Erfindung gebildete Prozeßsteueranlag« dargestellt wobei Fig. 1 den Analysator mit der Meßwertausgleichern, hingegen F i g. 2 den die zentral« Steuereinheit, bestehend aus dem Badauswahlpro

grammgeber und den Analyseprogrammgebern nebs Registriereinheit betreffenden Teil der Prozeßsteuer anlage zeigt

In Fig. 1 bedeuten Bi bis B 3 metallabscheidendi Bäder; B1 ist ein Goldbad, hingegen sind B 2 und B.

zwei galvanische Bäder mit unterschiedlicher Raumgrö Be und hinsichtlich der Zusammensetzung der Badflüs sigkeit gleichartige, jedoch m bezug auf die Größe de einzelnen Komponenten der Badflüssigkeit unterschied liehe Bäder. Jedes Bad besitzt eine Umlaufleitung I,

und 3 mit jeweils einer Pumpe Pl bis PX die bei ihrer Einschalten die jeweilige Badflüssigkeit in einen Umlat versetzt. |ede Umlaufleitung ist mittels eines Ventils V bis V 3 über eine Zweigleitung i', 2' und 3' mit ein«

gemeinsamen Versorgungsleitung 5 eines Analysators 7 verbindbar. Die Versorgungsleitung besitzt ein Sperrventil V 4 und ein weiteres Sperrventil V44. Der Leitungszweig 5 ist über das Ventil V 4 mit der gemeinsamen Spülleitung L7 verbunden und an dem hier strichpunktiert umrandeten Analysator 7 angeschlossen. Die Ventile Vl, V 2 und V 3 sind als Schieberventile ausgebildet, derart, daß sie in der Schließstellung für die Leitungszweige Γ bis 3' den Leitungszweig L 7 und 5 auf Durchgang schalten. Der Analysator besitzt mehrere Analysesektionen Si bis 55. Die Analysesektion SI dient zur Ermittlung des pH-Wertes, z.B. der in den Bädern Bl und B 3 enthaltenen Flüssigkeiten, S 2 zur Analyse des Kupfergehaltes dieser beiden Bäder, S3 zur Ermittlung des pH-Wertes für das Goldbad, S4 z. B. des Kobaltgehaltes, schließlich dient die Analysesektion S5 zur Bestimmung des Goldgehaltes für das Goldbad B\ Jede Analysesektion ist mittels eines Ventils V5 bis V9 mit der Zweigleitung 5 verbunden. Die Badflüssigkeiten der Bäder Bi, B 2, B 3 ... usw. werden ständig mittels der Pumpen Pl, Pl, P3 usw. umgepumpt. Soll z. B. die Badflüssigkeit des Goldbades B1 analysiert werden, so werden die Ventile VI und V7 bis V9 geöffnet, alle anderen Ventile bleiben geschlossen. Die aus den Analysesektionen abfließenden Badflüssigkeiten gelangen über eine (oder auch verschiedene) Ableitungen 8 in ein hier nicht dargestelltes Sammelgefäß bzw. Gefäße. Es versteht sich, daß einzelne Flüssigkeiten, z. B. die der Sektionen S3 bis S5 zur Rückgewinnung des in der Badflüssigkeit enthaltenen Goldes — bzw. Edelmetalles — gesondert aufgefangen werden. Für den Betrieb des Analyseautomaten 7 dient eine eigene interne Steuerung 9. Nach jeder Analyse erfolgt das Ausspulen der in Betrieb genommenen Analysesektionen sowie der gemeinsamen Verbindungsleitungen. Die Vennle V1 bis V 3 sind hierbei auf Durchgang in bezug auf die Leitung 5 gestellt, daher sind alle Zweigleitungen Γ bis 3' geschlossen. Die Ventile V4 und V 44 werden geöffnet, so daß Spülflüssigkeu von der Leitung L 7 in Pfeilrichtung durch die Leitung 5 strömt und diese spült. Die Spülflüssigkeit wird über den Leitungszweig 6 abgeleitet und aufgefangen. Daraufhin wird das Ventil 44 geschlossen, wobei nunmehr die Ventile, z. B. S3 bis 55, öffnen. Dadurch werden die Goldbad-Analysesektionen ausgespült. Nach dem Gebrauch der anderen Analysesektionen, z. B. S 2 und Sl können auch diese gesondert gespült werden. Das Ausspülen der Sektionen erfolgt durch Einschalten der Steuerung 9 für den Analyseautomaten. Nach erfolgtem Spülvorgang schlie ßen alle Ventile.

Die während einer Analyse der Badflüssigkeit in den Sektionen ermittelten Meßweite gelangen — wie gestrichelt dargestellt — zu den Meßwertabgleichern 11 bis 15. In diesen — an sich bekannten — Meflwertabgieichern wird der durch die zugehörige Analysesektion ermittelte IST-Wert mit einem SOLL-Wert verglichen. Die Meßwertdiffej inz zwischen SOLL- und 1ST-Wert ist die Stellwertgröße für die Zufuhr von Korrekturflüssigkeit zn dem der Analyse unterliegenden Bad. Der z. B. als Spannungsgröße (analog) dargestellte Differenzwert entspricht einer bestimmten Öffnungszeit des betreffenden Ventils zur Zufuhr von Korrekturflüssigkeit zum Bad. In der Praxis erfolgt die Zufuhr von Korrekturflüssigkeit zu den Bädern B\ bis 83 durch Leitungen L1 bis L 6. welche mit Korrekturflüssigkertsbehältem (F i g. 2) in Verbindung stehen. Die Meßwertabgleicher 11 bis 15 stehen über Signalleitungen 16 bis

22 in Verbindung mit Korrektur-Steuerventilen K13 bis /C16 und K 21 bis K 23 bzw. K 31 bis K 33. Die Leitungen zur Auffrischung der Bäderflüssigkeiten L 1 bis L6 stehen in Verbindung mit den die Korrekturflüssigkeiten enthallenden Behältern 51 bis 55. Die Signalleitungen liegen auch an der zentralen Prozeßsteuereinheit an. Einige der Meßwertabgleicher — hier 11 und 12 — sind mit Sollwertgeber 24 und 25 sowie mit Meßwertumrechnern 26 und 27 verbunden. Diese Meßwertumrechner und Sollwertgeber sind mittelbar vom Badauswahlprogrammgeber — allgemein mit 36 bezeichnet — schaltbar. Eine Korrektur des an den jeweiligen Meßwertabgleichern 11 und 12 anliegenden Signals ist erforderlich, weil für die beiden Bäder zwar hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung gleichartigen, jedoch in bezug auf die Größe der Komponenten der Badflüssigkeiten unterschiedlich sind.

Der Meßwertabgleicher 11 besitzt zwei Signalleitungen 16 und 17; denn der pH-Wert kann positiv oder negativ in bezug auf den SOLL-Wert sein. Je nach der Art der Abweichung vom SOLL-Wert ist es erforderlich, entweder der Badflüssigkeit eine Säure oder im anderen Falle eine Verdünnung, z. B. destilliertes Wasser, beizugeben. Die durch den Badauswahlprogrammgeber betätigten Schalter 28 scha'teten die Leitungszweige K 33 und K 23 für die Zufuhr von destilliertem Wasser zum Bad, während die durch den Schalter 29 geschalteten Leitungszweige K 21. /Gl z. B. die Zufuhr einer Säure zum Bad steuern. Entsprechend besitzt auch der Meßwertabgleicher 13 zur Ermittlung des pH-Wertes des Goldbades zwei Signalleitungen.

Der Aufbau der Steuerung — in F i g. 1 mit 23 bezeichnet — ist in F i g. 2 schematisch dargestellt. Die Signalleitungen der Meßwertabgleicher 16 bis 22 liegen an einem Dateneingangs- und Verteilerblock 30. Am Dateneingangsblock 59 sind einerseits der zentrale Steuerungsteil 31 der Prozeßsteuerung sowie die Meßwertschreiber bzw -registrierer 32 bis 34 angeschlossen. Der zentrale Steuerungsteil 31 besteht aus dem Programmgeber 35, einem Badauswahlprogrammgeber (Adressierer) 26, einer Steuerungslogik 37 und einem Rechner 38. Das auf einem Bad gespeicherte Programm zur Steuerung der Bäder B1 bis B 3 ist — wie an sich bei Bandspeicher-Programmgeräten bekannt — vor- und rücksteuerbar (Wiederholung eines Programms); die ausgelesenen Daten gelangen in den Adressierer 36. Dieser besitzt von Hand zu betätigende Tasten 39 bis 41; bei Betätigung einer der Tasten, z. B. 40 wird das Bad S 2 aus dem Steuerungsprozeß ausgeschlossen (ausgespart); das Analyseprogramm wird dann übersprungen. Der Programmgeber schaltet ir diesem Falle auf »Eilgang«. Das Überspringen einzelnes Analyseprogramme wird stets dann notwendig, wem Bäder neu zubereitet bzw. gereinigt werden. Mit den Adressierer steht die Steuerungslogik 37 in Verbindung welche die von den Meßwertabgleichern gemessenei Werte mit einem einstellbaren Schwellwert vergleicht sofern ein von den Meßwertabgleichern ermittelte Steuerungswert vom Schwellwert abweicht, z. B. diesei unter- bzw. überschreiten, wird der Programmgeber 3! nach Durchführung bzw. Abschluß einer geschaltete; Badanalyse und erfolgter Korrektur der Badflüssigkei angehalten, es wird eine Alarmanlage, z.B. ei akustisches und/oder optisches Signal ausgelöst. Di von den Meßwertabgleichern ermittelten Meßdate gelangen auch in den Verbrauch- und Korrekturrechne 38, der den Verbrauch der verschiedenen Korrektufflü! sigkeiten für die einzelnen Bäder überwacht. Fen«

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werden die von den Meßwertabgleichern ermittelten Daten auf die Registriertrommeln 32 bis 34 aufgezeichnet, so daß aus den aufgezeichneten Werten die Funktion der einzelnen Bäder über einen längeren Zeitraum, z. B. während einer Arbeitsschicht, ersichtlich * ist. Vom Badauswahlprogrammgeber 36 — dem Adressierer — werden entsprechend dem ausgelesenen Programm bzw. unter dem Einfluß der Programmlogik 38 einer der Analyseprogrammgeber 43 bis 45 geschaltet. Der Analyseprogrammgeber 43 ist beispiels- "> weise dem Bad B1, der Analyseprogrammgeber 44 dem Bad Bl und der Analyseprogrammgeber 45 dem Bad BZ zugeordnet Die Analyseprogrammgeber schalten die Ventile — allgemein mit V bezeichnet — sowie die jeweiligen, die Badflüssigkeit umwälzenden Pumpen P. Vom Badauswahlprogrammgeber 36 wird auch der Spülprogrammgeber 49 angerufen, der nach jeder erfolgten Analyse ein Spülprogramm abwickelt. Fernerhin ist mit dem Adressierer auch die interne Steuerung 9 zum Betrieb und zur Versorgung des Analysators 7 verbunden. Der Analysator selbst besitzt ein inneres Programm. Die einzelnen Korrekturflüssigkeiten sind in Behältern 50 bis 55 gelagert. Die Behälter sind mit Druckgas beaufschlagbar, so daß beim öffnen eines der Ventile K in den Versorgungsleitungen L die Zufuhr der Korrekturflüssigkeiten zu den einzelnen Bädern erfolgt. Mit dem Adressierer ist auch eine Signalleitung 57 verbunden, welche das Hauptversorgungsventil V14 in der Druckgasleitung 56 zur Versorgung der Korrekturflüssigkeitsbehälter 50 bis 55 und 60 schaltet. ;o

Am Badauswahlprogrammgeber 36 befindet sich ein Handschalter 58. In einer Schaltstellung dieses Handschalters erfolgt der Betrieb der Prozeßsteuerung im »Leerlauf«; beim Durchlauf des Hauptprogrammes — im Programmgeber 35 — werden alle Funktionen 3.s angesteuert, mit Ausnahme der Versorgungsventile K in den Zulaufleitungen L zur Zufuhr von Korrekturflüssigkeit zu den Bädern. Eine Leerfunktionspriifung ist erforderlich, um den ordnungsgemäßen Betrieb der Prozeßsteuc-anlage. z. B. vor Beginn einer Arbeits- ρ schicht, zu prüfen; dabei wird das vom Adressierer aufgerufene Programm voll abgewickelt. Bei einer Betätigung des Handschalters 58 zur Durchführung einer Leerlauffunktionsprüfung werden von einem Relaisschalter 47 (Fig. 1) alle zu den Ventilen K führenden Steuersignalleitungen K bei 48 unterbrochen, so daß die Ventile in den Korrekturflüssigkeitsleitungen L stromlos bzw. außer Funktion sind.

Die einzelnen Bäder, welche von der Prozeßsteueranlage überwacht und betrieben werden, sind noch über verschiedene Meßleitungen — die hier nicht dargestellt sind — mit dem Dateneingangsteil 30 verbundea So besitzt jedes Bad — wie an sich bekannt — einen Thermofühler, einen Flüssigkeitspegelanzeiger sowie ggf. andere Kontrolleinrichtungen, deren Meßwerte SS einer entsprechenden Überwachung unterliegen.

Beispiel

Zu Beginn einer Betriebsschicht wird zunächst die gesamte Anlage auf ihre Funktion hin überprüft Der Schalter 58 ist auf »Leerfunktionsprüfung« geschaltet; durch Betätigung einer Taste 59' am Dateneingangsteii wird die Anlage in Betrieb genommen. Mit der Inbetriebsetzung der Anlage läuft der Hauptprograrnmgeber 35 an. In der Regel wird zumeist der Spülprogrammgeber 49 angerufen. In Fig. 1 sind die Ventile VI bis V 3 für die Leitung 5 auf Durchgang geschaltet. Der Spülprogrammgeber öffnet die Ventil« V4 und V44; auch das Ventil V14 in der Druckgaszulei tung für die Behälter 50 bis 55 und 60 wird geöffnet Durch das öffnen der Ventile durchströmt zunächst die Spülflüssigkeit die Leitung L 7 und 5; sie wird bei 6 ir einem hier nicht dargestellten Behälter aufgefangen Nach dem Spülen des Leitungszweiges 5 schließen die Ventile V4und V44. Durch den Badauswahlprogramm geber 36 (Adressierer) wird nunmehr ein Badprogramrr aufgerufen, z. B. das Bad BI. Der Analyseprogrammgeber 43 läuft an. Die Pumpe Pl schaltet ein; nach etwa drei Minuten wird der Analysator-Programmgeber S eingeschaltet; durch das zeitlich verzögerte Einschalten des Analysators gegenüber der Pumpe und Spülen der Leitungen wird bewerkstellig), daß einerseits keine Reste von Badflüssigkeit aus einer vorherigen Analyse in den Analysator gelangen und andererseits, daß die der Analyse unterliegende Badflüssigkeit dem tatsächlichen Zustand der Badflüssigkeit des Bades entspricht Es öffnet nunmehr das Ventil V 1 sowie die Ventile V 7. VS und V9, so daß Badflüssigkeit in Analysesektionen •S3, 54 und 55 gelangt. Vom Analysator werden nunmehr durch ein inneres Analysatorprogramm die Analysen abgewickelt. Die Meßwertabglehher 13 bis 15 erhalten ein Signal - digital oder analog entsprechend der Größe der in den Sektionen gemessenen Komponenten der analysierten Flüssigkeit. Diese Meßgrößen werden in den Sollwertabgleichern 13 bis 15 jeweils mit einem Sollwert verglichen; das Differenzsignal gelangt einerseits über die Leitungen 19 oder 20, 21, 22 in den Verteiler 30 und von dort in den Dateneingangsteil 58 der Prozeßsteuerung 31 und andererseits als »Öffnungssignal« an die. den jeweiligen Meßwertabgleichern zugehörigen Ventile K13 bis K 16. Durch den Analyseprogrammgeber 43 erfolgt auch das Einschalten der Registriertrommel 32 durch Schließen des Schalters R 1. Sofern eines oder mehrere der Ventile K 13 bis K 16 vom zugehörigen Meßwertabgleicher angerufen werden, kann keine Korrekturflüssigkeit dem Bad zufließen, da die Steuerleilungen der Ventile durch die öffnung des Schalters 47 stromlos sind. Die Ventile bleiben daher geschlossen. Dieses so abgewickelte »Leerprogramm« hat die Aufgabe, die Funktionsbereitschaft der Anlage zu prüfen sowie im Analysator Küvette, Schläuche, Pipetten u.dgl. mit Flüssigkeit zu füllen, so daß Fehlmessungen in späteren Analyseprogrammen vermieden werden. In entsprechender Weise wird nach erfolgter Abwicklung des Analyseprogrammes für das Bad BX durch den Adressicrer 36 das nächste Analyseprogramm. /. B. das Bad B 2, durch Einschalten des Analyseprogrammgeßers 44 abgerufen. Auch dieses Programm und moghcherwaise ein nächstfolgendes ist ein »Leerprogramm«. Nach vollständiger Abwicklung eines Leerprogrammes wird nunmehr der Schalter 58 auf Korrektur-Betrieb gestellt Es beginnt nunmehr der Normalbetrieb aer Prozeßsteueranlage in der vorbeschriebenen Weise, indessen smd nunmehr die Ventile K in den Leitungen i-l bis Ll betriebsbereit Es erfolgt somit bei jedem ^Ana|yseprogramm - sofern Abweichungen des Istvom Sollwert bestehen - die Zufuhr von Korrekturflüs-Bad ^{m dem} *^eweiiigen' ^deT Ana'yse unterliegenden

Die Programmsteuerlogik besitzt einen Zeitgeber, «^CT aas Hauptprogramm nach der Abwicklung eines Analyse- oder Spülprogramm es eine voreinstellbare **" stillsetzt, derart, daß die einzelnen Programme ment unmmelbar aufeinander folgen. Mit dem Zeitge-

Ii

ber steht auch ein Analysepro^rammzähler in Verbindung. Dieser zählt die getätigten Analysen und zwar für jedes Bad; am Zähler ist die während einer Arbeitsschicht von z. B. acht Stunden zu tätigende Anzahl von Badanalysen für jedes Bad einstellbar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Prograininsteueranlage für metaHabscheidende Bäder zur Überwachung der chemischen Zusammensetzung einer Badflüssigkeit, die bei Abweichung einer Komponente der Badflüssigkeit von einem SOLL-Wert durch Zufuhr von Korrekturflüssigkeit zum Bad die Badflüssigkeit auffrischt; sie beinhaltet einen selbsttätig arbeitenden Analysator, der mit einem Meßwertabgleicher verbunden ist, welcher in Abhängigkeit von der ermittelten Differenz zwischen einem SOLL- und IST-Wert der der Analyse unterliegenden Badflüssigkeitskomponente die Zufuhr der Korrekturflüssigkeit zum Bad steuert, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere galvanische Bäder (B 1, £ 2, £ 3...) mit der ihnen gemeinsamen Prozeßsteueranlage verbunden sind, die einen Hauptprogrammgeber (35), einen Badauswahlprogrammgeber (36) und von diesem wahlweise schaltbare Analyseprogrammgeber (43 bis 45..) aufweist, die entsorechend der einzelnen Komponenten der zu analysierenden Badflüssigkeit spezifische Analysatorsektionen (51 bis 55..) des Analysators (7) schalten, wobei jeder, mit einer Analysatorsektion verbundene Meßwertabgleicher (11 bis 15) bei vorliegender Meßwertdifferenz die mengenrichtige Zufuhr der spezifischen Korrekturflüssigkeit zum jeweiligen der Analyse unterliegenden Bad steuert.

2. Prozeßsteueranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Badauswahlprogranimgeber (Adressierer 36) entsprechend der Anzahl der zu überwachenden ungleichartigen galvanischen Bäder (£1, 0 2, £ 3..) eine entsprechende Anzahl Analyse-Programmgeber (43 bis 45) aufweist, wobei die Analyseprogrammgeber die einzelnen Analysesektionen (51 bis 55...) schalten.

3. Prozeßsteueranlage nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufleitungen (1 bis 3) der von der Prozeßsteueranlage überwachten Bäder(fl 1, £2. 63. .)mit Sperrventilen (V1 bis V3) versehen und mit dem Analysator (7) verbunden sind, wobei die Schaltung dieser, einem bestimmten Bad zugehörigen Sperrventile von einem dem zu analysierenden Bad zugehörigen Analyseprogrammgeber (43 oder 44 bzw. 45) erfolgt.

4. Prozeßsteueranlage nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Badauswahlprogrammgeber (36) nach jeder erfolgten Analyse einen Spülprogrammgeber (49) ein- und nach erfolgter Spülung abschaltet, wobei der Spülprogrammgeber die Zufuhr von Spülflüssigkeit (60) zu den gemeinsamen Flüssigkeitsleitungen (5,6) schaltet.

5. Prozeßsteueranlage nach Ansprüchen 1 bis 4, _5<i dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwertabgleicher (11, 12...) mit Sollwertgebern (24, 25....) und letztere mittelbar vom Badauswahlprogrammgeber (36) der Prozeßsteueranlage schaltbar sind.

6. Prozeßsteueranlage nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwertabgleicher (U, 12) mit Meßwertumrechnern (26, 27) verbunden und letztere vom Badauswahlprogrammgeber wahlweise den Meßwertabgleichern zustellbar sind.

7. Prozeßsteueranlage nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere Meßwertregister (32 bis 34) und/oder Meßwertdatenspeicher aufweist, deren Anzahl mindestens der Anzahl der Bäder (Bi, £2, £3..) entspricht, wobei die Meßwertregister und/oder Speicher mit den Meßwertabgleichern (11 bis 15) verbunden und mittelbar von dem Badauswahlprogrammgeber (36) schaltbar sind, derart, daß bei der Analyse eines Bades das diesem Bad zugehörige Meßwertregister und/oder der Speicher in Funktion ist

8. Prozeßsteueranlage nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zentrale Steuereinheit (31) besitzt, bestehend aus einem Hauptprogrammgeber (35), einem Dateneingangsblock (59), einem Badauswahlprogrammgeber (Adressierer 36), einer Steuerungslogik (37) und einem Verbrauchs- und Korrekturrechner (38).

9. Prozeßsteueranlage nach Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßsteuerlogik (37) als Meßwertvergleicher ausgebildet ist, der bei Überschreite . eines Meßwertes über eine zulässige Größe nach Durchlauf eines Analyseprogrammes den Adressierer (36) sperrt

10. Prozeßsteueranlage nach Ansprüchen 1 sowie 8 und 9, dadurch gekennzeichnet daß die Prozeßsteuerlogik (37) mit einer Alarmanlage (35) verbunden ist.

11. Prozeßsteueranlage nach Ansprüchen 1 und 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptprogrammgeber (35) einen Programmzeiger (35) aufweist

12. Prozeßsteueranlage für Edelmetallbäder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß sie auch die im Werkstückf.uß den Edelmetallbädern vorgeordneten Behandlungsbäder überwacht

13. Prozeßsteueranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nadi Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mittels eines Schalters (58) auf »Leerlauffunktionsprüfung« umschaltbar ist wobei in dieser Schaltstellung die Ventile (K) in den Korrekturflüssigkeitsleitungen (L) zu den Bädern (B) außer Funktion sind, hingegen der Programmgeber (35) das angerufene Programm voll abwickelt

14. Prozeßsteueranlage nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Badauswahl-Programmgeber (38) vor dem Einschalten des Analysators (7) oder der internen Steuerung (9) die jeweiligen Pumpen (P) einschaltet, wobei der zeitliche Vorsatz mindestens drei Minuten beträgt.