Hintergrund des Projekts

Ein Chemiewerk betreibt mehrere vertikale Lagertanks, die zur Lagerung von flüssigen Rohstoffen und Zwischenprodukten dienen. Im täglichen Betrieb werden die Tanks kontinuierlich befüllt und entleert, wobei einige Medien Schaum bilden oder aufgrund von Temperatur- und Zusammensetzungsschwankungen wechselnde dielektrische Eigenschaften aufweisen. Zudem enthalten bestimmte Tanks geschichtete Medien, was eine zuverlässige Erkennung der Flüssig-Flüssig-Grenzflächen für die Bestandsführung und die Prozesssicherheit erforderlich macht.

Bisher wurden an diesem Standort Schwimmer- und Ultraschall-Füllstandssensoren eingesetzt. Aufgrund von Rührwerken in den Tanks, Turbulenzen an der Oberfläche, Schaumbildung und Dampfstörungen waren die Füllstandssignale jedoch häufig instabil. Häufige Neukalibrierungen und Wartungsarbeiten waren erforderlich, und die Trennflächenstände konnten nicht zuverlässig gemessen werden, was sich auf die Produktionsplanung und die Genauigkeit der automatisierten Steuerung auswirkte.

Diagramm zu Anwendungsszenarien für Radar-Füllstandsmessgeräte mit geführter Welle (1)

Herausforderungen bei der Messung

  • Durch Verwirbelungen, Schaum und Dampf verursachte instabile Füllstandsmesswerte
  • Schwierigkeiten bei der Messung der Füllstände an Flüssig-Flüssig-Grenzflächen
  • Verschiedene Medientypen, darunter hochviskose Flüssigkeiten und feste Rückstände
  • Anforderung an kontinuierliche, zuverlässige Füllstandssignale für SPS-basierte Steuerungssysteme
  • Eingeschränkter Zugang für Wartungsarbeiten in Umgebungen mit gefährlichen Chemikalien

Lösung

Im Gegensatz zu Ultraschall- oder Schwebekörpersensoren wird die Messung mittels geführter Radarwellen kaum durch Schaum, Dämpfe, Verwirbelungen oder Änderungen der Dielektrizitätskonstante beeinträchtigt, wodurch sie sich besonders für Chemikalienlagertanks mit komplexen Prozessbedingungen eignet. Der KLD701 ermöglicht die kontinuierliche Messung von Flüssigkeiten, Feststoffen und Trennschichten mit einem einzigen Gerät.

Gehäuseabdeckung der Serie KLD700, 500 × 500

Systemkonfiguration und -integration

KomponenteFunktion
KLD701 Radar-Füllstandsmessgerät mit geführter WelleKontinuierliche Füllstands- und Trennschichtmessung
Sonden- und ProzessanschlussWird über die Standard-Tankdüse eingebaut
4–20 mA / RS485-AusgangSignalübertragung in Echtzeit
SPS-/SCADA-SystemÜberwachung, Alarmierung und Prozesssteuerung

Die Füllstandssignale wurden direkt in die SPS und das SCADA-System der Anlage integriert, wodurch eine Echtzeitüberwachung, die Auslösung von Alarmen und eine automatisierte Prozesssteuerung ermöglicht wurden.

Ergebnisse der Bewerbung

Nach der Installation lieferte der geführten-Wellen-Radar-Füllstandsmesser KLD701 unter allen Betriebsbedingungen stabile und wiederholbare Füllstandsmessungen. Schaumbildung und Verwirbelungen hatten keinen Einfluss mehr auf die Messgenauigkeit, und Trennschichtstände konnten erstmals zuverlässig erfasst werden.

Das Werk verzeichnete eine geringere Wartungshäufigkeit, eine verbesserte Bestandsgenauigkeit und eine erhöhte Prozesssicherheit. Durch die Einbindung von Füllstandsdaten in Echtzeit in das Leitsystem konnten die Bediener die Befüll- und Entleerungsvorgänge optimieren und die allgemeine Produktionseffizienz steigern.

Fazit