1. Hintergrund des Projekts
Eine chemische Produktionsanlage ist in Betrieb fünf vertikale Lagertanks, die jeweils unterschiedliche Industrieflüssigkeiten enthalten. Eine genaue, kontinuierliche Füllstandsüberwachung ist erforderlich, um:
- Vermeiden Sie Überfüllung oder Verschütten
- Steuerung von Pumpvorgängen und Prozessabläufen
- Bestands- und Produktionsplanung automatisieren
Bisher führten manuelle Füllstandskontrollen und Einpunkt-Kontaktsensoren häufig zu Wartungsproblemen und Messverzögerungen. Die Anlage benötigte eine zentralisierte Überwachungslösung unter Verwendung berührungsloser Sensoren.
2. Herausforderungen bei der Messung
Die wichtigsten Herausforderungen waren:
- Mehrere Tanks mit unterschiedlichen Flüssigkeitseigenschaften (auf Wasserbasis, chemische Lösungen)
- Eingeschränkter Zugang zu den Tank-Tops bei häufigen Sensorwartungen
- Notwendigkeit berührungsloser Messungen zur Vermeidung von Verunreinigungen und Sensorverschleiß
- Echtzeitüberwachung und Alarmintegration über SPS
- Raue industrielle Umgebungsbedingungen (Temperaturschwankungen, Luftfeuchtigkeit, gelegentliche Chemikalienspritzer)
3. Lösung
Die Lösung bestand aus 5 Ultraschall-Füllstandssensoren KUS550 an den Tanks angebracht, angeschlossen an einen SPS zur zentralen Überwachung und Steuerung. Jeder Sensor misst kontinuierlich den Abstand vom Sensor zur Flüssigkeitsoberfläche und wandelt diesen in Füllstandsdaten um.
Systemkonfiguration:
- 5 Ultraschall-Füllstandssensoren vom Typ KUS550 (einer pro Tank)
- Vertikale Montage an Tankoberseiten
- SPS-Einheit mit Analog-/Digital-Eingangsmodulen
- RS485-Ausgang von jedem Sensor zur SPS
- Lokales HMI-Panel zur Echtzeitüberwachung und Alarmanzeige
- Schutzhalterungen und Spritzschutzvorrichtungen gegen Chemikalien nach Bedarf
3.1 Wichtige technische Spezifikationen
| Parameter | Spezifikation |
| Messbereich | 0,2–3 m |
| Genauigkeit | ±0,51 TP3T ~ ±11 TP3T |
| Ausgabe | RS485 / 4–20 mA |
| Schutz | IP65 (SPS); IP68 (KUS550) |
| Betriebstemperatur | -20 °C bis 60 °C |
| Einrichtung | Vertikal, oben montiert |
| Anzahl der Sensoren | 5 pro SPS |
3.2 Umsetzungsprozess
Einrichtung
Jeder KUS550-Sensor wurde mithilfe verstellbarer Halterungen in der Mitte des jeweiligen Tankdeckels montiert, um die Signalreflexion zu optimieren. Zum Schutz vor Chemikalienspritzern wurden Schutzabdeckungen angebracht.
SPS-Integration
Die RS485-Ausgänge der Sensoren wurden an die RS485-Kommunikationsmodule der SPS angeschlossen. Die Füllstände der Tanks wurden in der SPS abgebildet, und es wurden Schwellenwerte für Hoch- und Tiefalarm festgelegt.
Betrieb und Überwachung
Das SPS-Display ermöglicht die direkte Steuerung der Sensoren vor Ort, einschließlich der manuellen Aktivierung und Deaktivierung jedes einzelnen Sensorgeräts. Außerdem unterstützt es die Echtzeitanpassung wichtiger Messparameter wie der oberen und unteren Messgrenzen sowie der oberen und unteren Schwellenwerte für Alarmauslösungen. Darüber hinaus speichert das SPS-System alle historischen Messdaten, die direkt auf dem Display angezeigt und bei Bedarf zur weiteren Datenanalyse und Archivierung exportiert werden können.
4. Projektergebnisse
| Leistungskennzahl | Ergebnis |
| Messgenauigkeit | ±1% |
| Verfügbarkeit der Daten | 99,71 TP3T-Verfügbarkeit |
| Wartung | Nur vierteljährliche Reinigungsinspektionen |
| Reaktionszeit | < 1 Sekunde bei SPS-Alarm |
| Effizienz der Bediener | Verbesserung durch zentralisierte Überwachung |
Durch das System aus SPS und KUS550 entfielen manuelle Kontrollen und die Kosten für den Austausch von Sensoren konnten gesenkt werden.
5. Schlussfolgerung
Diese Lösung zeigt, wie mehrere Ultraschall-Füllstandssensoren vom Typ KUS550 in Kombination mit einer SPS aktivieren zuverlässige, zentralisierte Überwachung mehrerer Industrietanks. Die berührungslose Messung schützt die Sensoren vor Verschleiß und chemischen Einflüssen und verringert die Wartungshäufigkeit.
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