自動(dòng)分配站Automated Distribution Station

自動(dòng)分料站

在塑料擠出拉絲工藝中，**自動(dòng)分配站**（Automated Distribution Station）是實(shí)現(xiàn)多顆粒原料高效、精準(zhǔn)分配的核心模塊，尤其在涉及6種顆粒的復(fù)雜配方時(shí)，需確保各原料按比例快速切換并輸送至配料系統(tǒng)。以下是自動(dòng)分配站的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、功能實(shí)現(xiàn)及優(yōu)化方案：

### **1. 自動(dòng)分配站的核心功能**

- **多原料切換**：支持6種顆粒的獨(dú)立存儲(chǔ)與按需分配。

- **精準(zhǔn)計(jì)量**：與稱(chēng)重系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，確保每種顆粒的投放量符合配方要求。

- **防交叉污染**：避免不同顆粒在分配過(guò)程中混雜。

- **快速響應(yīng)**：適應(yīng)連續(xù)生產(chǎn)或頻繁更換配方的需求。

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### **2. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)**

#### **（1）分配方式選擇**

| **類(lèi)型**          | **適用場(chǎng)景**                     | **優(yōu)缺點(diǎn)**                              |

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| **旋轉(zhuǎn)分配閥**    | 顆粒流動(dòng)性好、配方切換頻繁       | 速度快、結(jié)構(gòu)緊湊，但密封性要求高       |

| **氣動(dòng)擋板閥**    | 顆粒易粘連或需防潮（如PA、PET）  | 防堵料、易清潔，但能耗較高             |

| **機(jī)械臂+料倉(cāng)**   | 大顆粒或需高精度定位（如色母粒） | 靈活性高，但成本高、維護(hù)復(fù)雜           |

#### **（2）儲(chǔ)料與輸送設(shè)計(jì)**

- **儲(chǔ)料倉(cāng)配置**  

 - **獨(dú)立料倉(cāng)**：每顆粒配備獨(dú)立料倉(cāng)（容量100-500L），帶料位傳感器（防止空倉(cāng)）。  

 - **干燥系統(tǒng)**：對(duì)吸濕性顆粒（如PA）集成干燥模塊（露點(diǎn)≤-40℃）。  

- **輸送路徑**  

 - **分體管道**：每種顆粒獨(dú)立管道，減少殘留。  

 - **氣吹清潔**：分配后自動(dòng)吹掃管道，避免交叉污染。  

#### **（3）控制與聯(lián)動(dòng)**

- **PLC邏輯控制**：通過(guò)預(yù)設(shè)配方觸發(fā)對(duì)應(yīng)閥門(mén)或機(jī)械臂動(dòng)作。  

- **同步信號(hào)**：與稱(chēng)重系統(tǒng)通信（如Modbus TCP），確保“分配-稱(chēng)量-混合”時(shí)序匹配。  

- **異常處理**：堵料或超時(shí)未完成分配時(shí)，自動(dòng)報(bào)警并暫停流程。

### **3. 關(guān)鍵設(shè)備選型**

| **組件**          | **推薦型號(hào)/技術(shù)參數(shù)**                            | **作用**                               |

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| **旋轉(zhuǎn)分配閥**    | 耐爾馳NELCO RV系列（材質(zhì)316L不銹鋼）            | 快速切換6種顆粒路徑，耐腐蝕            |

| **氣動(dòng)閥門(mén)**      | Festo MS6-LR系列（響應(yīng)時(shí)間<50ms）               | 精準(zhǔn)控制顆粒流量，防漏料               |

| **料位傳感器**    | 西門(mén)子SITRANS LR250（雷達(dá)式，精度±1mm）         | 實(shí)時(shí)監(jiān)控料倉(cāng)存量                       |

| **吹掃系統(tǒng)**      | 集成壓縮空氣單元（壓力0.4-0.6MPa）              | 分配后清潔管道殘留                     |

### **4. 精度與效率優(yōu)化**

- **動(dòng)態(tài)補(bǔ)償算法**  

 - **流量反饋**：通過(guò)稱(chēng)重傳感器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)調(diào)整閥門(mén)開(kāi)度（PID閉環(huán)控制）。  

 - **批次修正**：記錄每批次實(shí)際分配量，自動(dòng)修正后續(xù)投放誤差。  

- **防堵設(shè)計(jì)**  

 - **振動(dòng)輔助**：在料倉(cāng)出口加裝高頻振動(dòng)器（如壓電式），改善流動(dòng)性差的顆粒下料。  

 - **傾斜角度**：料倉(cāng)錐部?jī)A角≥60°，減少顆粒堆積。  

- **快速切換技術(shù)**  

 - **雙工位分配**：為高頻配方配置備用料倉(cāng)，減少換料停機(jī)時(shí)間。  

### **5. 智能化與維護(hù)**

- **狀態(tài)監(jiān)控**  

 - **磨損檢測(cè)**：監(jiān)測(cè)閥門(mén)動(dòng)作次數(shù)，預(yù)測(cè)密封件壽命。  

 - **故障自診斷**：通過(guò)壓力傳感器識(shí)別堵料或泄漏。  

- **維護(hù)計(jì)劃**  

 - **每日**：檢查氣路壓力、清潔管道接口。  

 - **每月**：潤(rùn)滑旋轉(zhuǎn)閥軸承，校準(zhǔn)料位傳感器。  

### **6. 典型問(wèn)題與解決方案**

| **問(wèn)題**                | **原因**                  | **解決方案**                              |

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| 分配閥門(mén)卡死           | 顆粒雜質(zhì)或濕度粘連        | 加裝磁性過(guò)濾器；提高干燥溫度（如80℃）     |

| 分配時(shí)間過(guò)長(zhǎng)            | 管道過(guò)長(zhǎng)或彎頭過(guò)多        | 優(yōu)化布局（縮短路徑，彎頭≤3個(gè)）            |

| 不同顆粒殘留混合        | 吹掃不徹底               | 增加吹掃時(shí)間（3-5秒）或提高氣壓           |

| 通信延遲導(dǎo)致分配錯(cuò)誤    | PLC與閥門(mén)信號(hào)不同步       | 升級(jí)通信協(xié)議（Profinet替換RS485）         |

### **7. 成本與方案推薦**

- **經(jīng)濟(jì)型方案**：氣動(dòng)擋板閥+國(guó)產(chǎn)PLC（如信捷XD5），成本約8-12萬(wàn)元。  

- ****方案**：旋轉(zhuǎn)分配閥+西門(mén)子S7-1500 PLC+AI預(yù)測(cè)維護(hù)，成本約25-40萬(wàn)元。  

### **總結(jié)**

自動(dòng)分配站的設(shè)計(jì)需圍繞**精準(zhǔn)性**、**速度**和**可靠性**展開(kāi)，核心在于分配閥選型與控制邏輯優(yōu)化。對(duì)于6種顆粒的復(fù)雜配方，建議采用**旋轉(zhuǎn)分配閥+獨(dú)立管道+氣吹清潔**的組合，并集成智能算法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。同時(shí)，模塊化設(shè)計(jì)可降低后期維護(hù)難度，適應(yīng)未來(lái)產(chǎn)線升級(jí)需求。