自動分料站

在塑料擠出拉絲工藝中，**自動分配站**（Automated Distribution Station）是實現多顆粒原料高效、精準分配的核心模塊，尤其在涉及6種顆粒的復雜配方時，需確保各原料按比例快速切換并輸送至配料系統。以下是自動分配站的設計要點、功能實現及優化方案：

### **1. 自動分配站的核心功能**

- **多原料切換**：支持6種顆粒的獨立存儲與按需分配。

- **精準計量**：與稱重系統聯動，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程中混雜。

- **快速響應**：適應連續生產或頻繁更換配方的需求。

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### **2. 系統設計要點**

#### **（1）分配方式選擇**

| **類型**          | **適用場景**                     | **優缺點**                              |

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| **旋轉分配閥**    | 顆粒流動性好、配方切換頻繁       | 速度快、結構緊湊，但密封性要求高       |

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

| **機械臂+料倉**   | 大顆粒或需高精度定位（如色母粒） | 靈活性高，但成本高、維護復雜           |

#### **（2）儲料與輸送設計**

- **儲料倉配置**  

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

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

- **輸送路徑**  

 - **分體管道**：每種顆粒獨立管道，減少殘留。  

 - **氣吹清潔**：分配后自動吹掃管道，避免交叉污染。  

#### **（3）控制與聯動**

- **PLC邏輯控制**：通過預設配方觸發對應閥門或機械臂動作。  

- **同步信號**：與稱重系統通信（如Modbus TCP），確保“分配-稱量-混合”時序匹配。  

- **異常處理**：堵料或超時未完成分配時，自動報警并暫停流程。

### **3. 關鍵設備選型**

| **組件**          | **推薦型號/技術參數**                            | **作用**                               |

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

| **氣動閥門**      | Festo MS6-LR系列（響應時間<50ms）               | 精準控制顆粒流量，防漏料               |

| **料位傳感器**    | 西門子SITRANS LR250（雷達式，精度±1mm）         | 實時監控料倉存量                       |

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

### **4. 精度與效率優化**

- **動態補償算法**  

 - **流量反饋**：通過稱重傳感器實時數據調整閥門開度（PID閉環控制）。  

 - **批次修正**：記錄每批次實際分配量，自動修正后續投放誤差。  

- **防堵設計**  

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

 - **傾斜角度**：料倉錐部傾角≥60°，減少顆粒堆積。  

- **快速切換技術**  

 - **雙工位分配**：為高頻配方配置備用料倉，減少換料停機時間。  

### **5. 智能化與維護**

- **狀態監控**  

 - **磨損檢測**：監測閥門動作次數，預測密封件壽命。  

 - **故障自診斷**：通過壓力傳感器識別堵料或泄漏。  

- **維護計劃**  

 - **每日**：檢查氣路壓力、清潔管道接口。  

 - **每月**：潤滑旋轉閥軸承，校準料位傳感器。  

### **6. 典型問題與解決方案**

| **問題**                | **原因**                  | **解決方案**                              |

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

| 分配時間過長            | 管道過長或彎頭過多        | 優化布局（縮短路徑，彎頭≤3個）            |

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

| 通信延遲導致分配錯誤    | PLC與閥門信號不同步       | 升級通信協議（Profinet替換RS485）         |

### **7. 成本與方案推薦**

- **經濟型方案**：氣動擋板閥+國產PLC（如信捷XD5），成本約8-12萬元。  

- ****方案**：旋轉分配閥+西門子S7-1500 PLC+AI預測維護，成本約25-40萬元。  

### **總結**

自動分配站的設計需圍繞**精準性**、**速度**和**可靠性**展開，核心在于分配閥選型與控制邏輯優化。對于6種顆粒的復雜配方，建議采用**旋轉分配閥+獨立管道+氣吹清潔**的組合，并集成智能算法實現動態補償。同時，模塊化設計可降低后期維護難度，適應未來產線升級需求。