1. Contexte du projet
Une usine de traitement chimique est en activité cinq réservoirs de stockage verticaux, contenant chacun des liquides industriels différents. Une surveillance précise et continue du niveau est nécessaire pour :
- Évitez de trop remplir ou de renverser
- Contrôle des séquences de pompage et de traitement
- Automatiser la gestion des stocks et la planification de la production
Auparavant, les contrôles manuels de niveau et les capteurs à point unique entraînaient de fréquents problèmes d'entretien et des retards de mesure. L'usine avait besoin d'un solution de surveillance centralisée à l'aide de capteurs sans contact.
2. Les défis liés aux mesures
Les principaux défis étaient les suivants :
- Plusieurs réservoirs contenant des liquides aux propriétés différentes (à base d'eau, solutions chimiques)
- Accès limité aux débardeurs pour l'entretien régulier des capteurs
- Nécessité d'une mesure sans contact pour éviter toute contamination et l'usure des capteurs
- Surveillance en temps réel et intégration des alarmes via un automate programmable
- Conditions industrielles difficiles (variations de température, humidité, projections occasionnelles de produits chimiques)
3. Solution
La solution consistait à 5 Capteurs de niveau à ultrasons KUS550 installés sur les réservoirs, raccordés à un PLC pour une surveillance et un contrôle centralisés. Chaque capteur mesure en continu la distance qui le sépare de la surface du liquide et la convertit en données de niveau du réservoir.
Configuration du système :
- 5 capteurs de niveau à ultrasons KUS550 (un par réservoir)
- Montage vertical sur le dessus des réservoirs
- Automate programmable équipé de modules d'entrées analogiques/numériques
- Sortie RS485 de chaque capteur vers l'automate programmable
- Panneau IHM local pour la surveillance en temps réel et l'affichage des alarmes
- Supports de protection et pare-éclaboussures de produits chimiques, selon les besoins
3.1 Caractéristiques techniques principales
| Paramètre | Caractéristiques techniques |
| Plage de mesure | 0,2 à 3 m |
| Précision | ±0,51 TP3T ~ ±11 TP3T |
| Résultat | RS485 / 4-20 mA |
| Protection | IP65 (PLC) ; IP68 (KUS550) |
| Température de fonctionnement | -20 °C à 60 °C |
| Installation | Montage vertical par le haut |
| Nombre de capteurs | 5 par automate programmable |
3.2 Processus de mise en œuvre
Installation
Chaque capteur KUS550 a été fixé au centre du couvercle de son réservoir respectif à l'aide de supports réglables afin d'optimiser la réflexion du signal. Des capots de protection ont été installés pour éviter les projections de produits chimiques.
Intégration d'automates programmables
Les sorties RS485 des capteurs ont été raccordées aux modules de communication RS485 de l'automate programmable. Les niveaux des réservoirs ont été cartographiés dans l'automate, et des seuils ont été définis pour les alarmes de niveau haut et bas.
Exploitation et surveillance
L'écran de l'automate programmable permet de contrôler directement les capteurs sur site, notamment d'activer et de désactiver manuellement chaque capteur. Il permet également de régler en temps réel les principaux paramètres de mesure, tels que les limites supérieure et inférieure des mesures et les seuils supérieur et inférieur de déclenchement des alarmes. De plus, le système PLC stocke l'historique complet des données de détection, qui peuvent être consultées directement sur l'écran et exportées pour une analyse plus approfondie et un archivage, selon les besoins.
4. Résultats du projet
| Indicateur de performance | Résultat |
| Précision des mesures | ±1% |
| Disponibilité des données | 99,71 % de disponibilité TP3T |
| Maintenance | Uniquement des contrôles d'hygiène trimestriels |
| Temps de réponse | < 1 seconde pour l'alarme de l'automate programmable |
| Efficacité des opérateurs | Amélioration grâce à une surveillance centralisée |
Le système PLC + KUS550 a permis de supprimer les contrôles manuels et de réduire les coûts liés au remplacement des capteurs.
5. Conclusion
Cette solution montre comment plusieurs capteurs de niveau à ultrasons KUS550 associés à un automate programmable activer une surveillance fiable et centralisée de plusieurs cuves industrielles. La mesure sans contact protège les capteurs de l'usure et de l'exposition aux produits chimiques, et réduit la fréquence des interventions de maintenance.
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