聚酯再生料智能配送混合系统及方法与流程

本发明涉及再生料生产技术领域，特别涉及聚酯再生料智能配送混合系统及方法。

背景技术：

再生料是指一切工业上可以回收的、通过某种加工过程而可以再次使用的原料，例如聚酯再生料。再生料一般都是化工产品的回收再利用而产生的，通过某种加工手段，制造出各种相对应的产品，产品需求不同，再生料的属性也就不同，这样就可以利用再生料制造出不同的产品。因为世界资源的问题，近年来使用再生料的用户越来越多，塑料产品制造商也越来越青睐于再生料的使用。

目前的再生料生产管理系统中，还未能实现全自动控制，尤其是其中的物料配送混合系统，需要较多的生产线工人维持生产，自动化程度及智能化程度较低，导致生产效率较低并且易出差错。

同时，目前的再生料生产管理系统也面临着输送与制造联动以及管路网络配置等的诸多问题需要改进。

技术实现要素：

（一）发明目的

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，能够对再生料的分类、存储和输送进行自动化、智能化的控制，本发明提供了以下技术方案。

（二）技术方案

作为本发明的第一方面，本发明公开了一种聚酯再生料智能配送混合系统，包括：

至少一个储料仓，每个所述储料仓用于存储单一品种的再生料；

配送管路，用于受控地将所述储料仓中的再生料输送至所述配料仓，所述配送管路包括输料管路，所述输料管路连接各所述储料仓的出料口以及配料仓的投料口；

所述配料仓，用于盛放经混合的再生料；

上位机，其包括放料计算模块和配送控制模块，所述放料计算模块用于依据生产配方和生产计划，得到所需再生料的品种并算出各品种再生料的用量，再依据相应储料仓的再生料堆积密度算出相应储料仓的理论放料速度，所述配送控制模块用于依据算出的理论放料速度调节相应储料仓的放料速度以及所述输料管路的输料速度，以使所需再生料同时投料到所述配料仓进行混合。

在一种可能的实施方式中，所述配料仓与挤出机连接，所述挤出机的加料装置配备有用于调节加料速度和计量挤出量的失重称；其中，

所述失重称依据所述输料管路的输料速度调节所述加料装置的加料速度。

在一种可能的实施方式中，所述上位机还包括：产量计算模块，所述产量计算模块用于算出所述失重称单位时间的流量，进而算出所述挤出机在设定时段的挤出量。

在一种可能的实施方式中，所述至少一个储料仓中包括泡泡料储料仓，所述泡泡料储料仓通过泡泡料投料线与泡泡料投料口连接。

在一种可能的实施方式中，各所述储料仓内安装有监控仓内物料储量的雷达料位计，所述放料计算模块还用于依据所述雷达料位计采集的物料储量算出各品种再生料的用量以及储料仓的理论放料速度，所述配送控制模块用于依据所述雷达料位计采集的物料储量调节储料仓的放料速度以及所述输料管路的输料速度。

在一种可能的实施方式中，所述配送管路包括多条所述输料管路，每条所述输料管路均与其他所述输料管路连接，每个所述储料仓均与其中一个所述输料管路连接；并且，所述配送混合系统包括多个配料仓，每个所述配料仓与其中一条所述输料管路的出口连接。

在一种可能的实施方式中，每个所述储料仓均设有多个出料口，并且，所述输料管路包括多条与所述储料仓出料口连接的分散输料段，以及分别与所述分散输料段和所述混合仓投料口连接的混合输料段，同一所述储料仓的各所述出料口分别与不同的所述分散输料段连接。

在一种可能的实施方式中，所述配送管路还包括放料管路，每个所述储料仓的每个出料口均通过所述放料管路与所述输料管路连接，所述放料管路采用绞龙输送机将所述储料仓中的物料输送至所述输料管路。

在一种可能的实施方式中，所述输料管路采用风机将物料风送至所述配料仓。

作为本发明的第二方面，本发明公开了一种聚酯再生料智能配送混合方法，包括：

依据生产配方及生产计划，得到所需再生料的品种并算出各品种再生料的用量；

依据各品种再生料用量以及相应储料仓的再生料堆积密度，算出相应储料仓的理论放料速度；

依据所述理论放料速度，调节储料仓的放料速度以及混合输送再生料的输料管路的输料速度，以使所需再生料同时投料到配料仓进行混合。

在一种可能的实施方式中，该配送混合方法还包括：

实时采集所述输料管路的输料速度；

依据所述输料管路的输料速度，通过失重称调节挤出机加料装置的加料速度。

在一种可能的实施方式中，该配送混合方法还包括：

算出所述失重称单位时间的流量，进而算出所述挤出机在设定时段的挤出量。

在一种可能的实施方式中，还依据各所述储料仓的物料储量算出相应储料仓的理论放料速度，并且还依据各所述储料仓的物料储量调节储料仓的放料速度以及输料管路的输料速度。

（三）有益效果

本发明提供的聚酯再生料智能配送混合系统及方法，具有如下有益效果：

1、能够对再生料的出仓、输送进行自动化、智能化的控制；通过自动配送装备系统，结合信息化应用技术和dcs后台信息平台控制指挥，实现物料精准融入生产系统；并且，通过构建智能化仓储及自动在线配送系统利用智能设备和信息化手段，实现原材料仓储物流和生产的无缝连接。

2、将失重称的加料速度与输料管路的输料速度进行关联，防止输料管路的输料速度快于失重称的加料速度导致堵管或配料仓料位过高，以及防止输料管路的输料速度慢于失重称的加料速度导致挤出机效率低。

3、多输料管路和多配料仓的配置，使得系统能够满足更多不同方式的生产需求以及生产计划。

4、多个储料仓出料时可以分别通过不同位置的出料口，使得三种再生料分别先进入不同的分散输料段，最后再于混合输料段内汇总混合，能够增加混合的均匀度，便于控制。

附图说明

以下参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释和说明本发明，而不能理解为对本发明的保护范围的限制。

图1是本发明提供的聚酯再生料智能配送混合系统第一实施例的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

需要说明的是：在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序等。

下面参考图1详细描述本发明提供的聚酯再生料智能配送混合系统的第一实施例。本实施例主要应用于聚酯再生料的配送和混合，能够对再生料的出仓、输送进行自动化、智能化的控制；通过自动配送装备系统，结合信息化应用技术和dcs后台信息平台控制指挥，实现物料精准融入生产系统；并且，通过构建智能化仓储及自动在线配送系统利用智能设备和信息化手段，实现原材料仓储物流和生产的无缝连接。

如图1所示，本实施例提供的聚酯再生料智能配送混合系统主要包括有：至少一个储料仓，以及配送管路、配料仓和上位机。

储料仓是存储例如瓶片等聚酯再生料的料仓，在利用聚酯再生料制作成型塑料时，使用的物料就从储料仓中取得。由于在生产过程中使用的原料通常不止一种，因此系统内设置有至少一个储料仓，如图1所示，本实施例中设置有三个储料仓。每个储料仓用于存储单一品种的再生料，以实现物料分类存放，并在取用时能够对任一物料的用量进行控制。可以理解的是，储料仓的数量可以设置为更多，以存放更多不同品种的物料或者存放更多数量的物料。本实施例的储料仓可存储约1500吨原材料。储料仓通常配备有料仓翻板，控制料仓翻板的翻板阀也可以通过上位机进行控制。

配送管路用于受上位机控制将储料仓中的再生料输送至配料仓。其中，配送管路包括输料管路。输料管路连接各个储料仓的出料口，还连接配料仓的投料口。在进行物料输送时，上位机控制打开制作当前塑料所需要原料对应的储料仓的出料口，使得储料仓内的再生料被投放到输料管路内，经输料管路被输送到配料仓。在一种实施方式中，输料管路采用风机将物料风送至配料仓。风机采用变频控制，风机的启停、输出功率、输料速度等参数可以通过上位机进行设定和控制，并在管路出现空载或堵料时调节风机的功率，起到保护电机的作用，同时提高了输送效率。

配料仓用于盛放经混合的再生料。再生料在输料管路内进行混合，在所需的再生料经过配料仓的投料口被投放到配料仓内时，再生料已经处于混合状态，即混合的过程在输料管道内已大致完成，具体过程见下文描述。混合再生料会经配料仓被输送到下一生产工序的对应设备中。

本实施例提供的配送混合系统采用dcs系统进行分散控制和集中管理。dcs（distributedcontrolsystem），即分布式控制系统或集散控制系统，由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。其中，过程控制级主要包括过程控制站、i/o单元和现场仪表，是系统控制功能的主要实施部分。

本实施例中，dcs系统包括上位机，上位机包括放料计算模块和配送控制模块。上位机采用工业控制计算机，通过以太网和下位机连接。下位机分五个基站，每个基站的plc均采用三菱q系列高端产品，plc和现场控制设备通过总线系统设定，每个基站通过总线系统连接并网。

放料计算模块用于依据erp系统发来的生产配方和生产计划，得到所需再生料的品种并算出各品种再生料的用量，并再依据各品种再生料用量以及相应储料仓的再生料堆积密度算出相应储料仓的理论放料速度。生产配方包括了生产某一种塑料产品所需要的再生料的种类及各再生料的重量比（或体积比），生产计划包括了生产上述塑料产品的目标产量，通过目标产量可以计算出生产目标产量的塑料需要的各再生料的用量。堆积密度是把粉尘或者粉料自由填充于某一容器中，在刚填充完成后所测得的单位体积质量，堆积密度的不同会影响到放料速度。上述塑料产品的目标产量越多，理论放料速度就会设置的越快，以尽快完成目标产量。

配送控制模块用于依据算出的理论放料速度调节相应储料仓的放料速度以及输料管路的输料速度，以使所需再生料同时投料到配料仓进行混合。储料仓的放料速度可以通过出料口处的阀门等流量调节装置进行调节，通过调节储料仓的放料速度实现对不同品种的再生料在输送管路内进行混合，例如需要m1、m2、m3三种物料，m1占比10%，m2占比30%，m3占比60%，则m3的放料速度就大致为m2的2倍，是m1的6倍，以此来实现三种物料几乎同时开始放料并几乎同时结束放料，使得在输送过程中，输料管路内的混合物料中，m1、m2和m3的比例大致为1:3:6。输料管路的输料速度可以通过控制风机的功率来调节，输料速度需要配合放料速度来设置，防止因输料速度过快导致空载或输料速度过慢导致堵管。

上述智能配送混合系统，通过自动配送系统，结合信息化应用技术和dcs后台信息平台控制指挥，实现物料精准融入生产系统；并且，通过构建智能化仓储及自动在线配送系统利用智能设备和信息化手段，实现原材料仓储物流和生产的无缝连接。

在一种实施方式中，配料仓与挤出机连接，挤出机的加料装置配备有用于调节加料速度和计量挤出量的失重称。其中，失重称依据输料管路的输料速度调节加料装置的加料速度。

挤出机是依靠螺杆旋转产生的压力及剪切力，能使得物料可以充分进行塑化以及均匀混合，通过口模成型，挤出塑料制品。再生料经混合后，会被输送到挤出机进行塑料产品制作，挤出机通常包括传动组件、加料装置、料筒、螺杆、机头和口模。螺杆用于通过转动从而对塑料产生极压的作用，塑料在料筒中才可以发生移动、增压以及从摩擦中获取部分热量，塑料在料筒的中的移动过程中获得混合和塑化，黏流态的熔体在被挤压而流经口模时，获得所需的形状而成型。传动部分通常由电动机，减速箱和轴承等组成，用于驱动螺杆并供给螺杆在挤出过程中所需要的力矩和转速。加料装置用于为挤出机添加原料。机头的作用是将处于旋转运动的塑料熔体转变为平行直线运动，使塑料进一步塑化均匀，并使熔体均匀而平稳的导入口模，还赋予必要的成型压力，使塑料易于成型和所得制品密实。

加料装置配备有失重称，失重称的流量可以在0-100%范围内无级调节，用来输送原料并调节为挤出机加料时的加料速度。为了防止输料管路的输料速度快于失重称的加料速度导致堵管或配料仓料位过高，以及防止输料管路的输料速度慢于失重称的加料速度导致挤出机效率低，将失重称的加料速度与输料管路的输料速度进行关联，避免了上述问题的发生。

失重称启停可以通过上位机设定及控制。失重称均采用计量专用变频器控制转速，根据转速求出挤出量。在加料装置配备有多个失重称并且每个失重称均控制不同原料的流量时，每种原料只需设定比例关系，失重称即可调整计量速度，达到精确配比。

在一种实施方式中，上位机还包括产量计算模块，产量计算模块用于算出失重称单位时间的流量，进而算出挤出机在设定时段的挤出量。首先通过手动程序将每台失重称每转的挤出量算出，在运行时就可以精确的求出每台失重称每小时的产量。

在一种实施方式中，所有储料仓中的至少一个储料仓为泡泡料储料仓，泡泡料储料仓通过泡泡料投料线与泡泡料投料口连接。通过将泡泡料从泡泡料投料口处投放，经过泡泡料投料线输送到泡泡料储料仓的入口，进而进入泡泡料储料仓储存。

在一种实施方式中，各储料仓内安装有监控仓内物料储量的雷达料位计，雷达料位计与上位机连接。放料计算模块还用于依据雷达料位计采集的物料储量算出各品种再生料的用量以及储料仓的理论放料速度，配送控制模块用于依据雷达料位计采集的物料储量调节储料仓的放料速度以及输料管路的输料速度。

在放料计算模块依据生产配方和生产计划得到所需再生料的品种并算出各品种再生料的用量时，还可以依据雷达料位计采集的物料储量进行计算，若其中一个或多个储料仓的物料储量无法满足生产计划，则放料计算模块可以按照无法满足生产计划的一个或多个储料仓中，物料储量与计划所需再生料之比最低的储料仓的物料储量进行生产。例如，生产配方为：20%的a、30%的b以及50%的c，生产计划为消耗总共10吨的再生料投产，也就是需要2吨的a、3吨的b和5吨的c。而雷达料位计反馈的料位数据表明，存储b的储料仓的物料储量仅剩2吨，存储b的储料仓的物料储量仅剩4吨，即b物料的剩余量使得仅能完成2/3的生产计划，c物料的剩余量使得仅能完成4/5的生产计划，则此时由于b物料的限制，因此按照2/3的生产计划制定再生料的用量以及储料仓的理论放料速度，即需要a物料4/3吨，c物料10/3吨。而由于生产计划的重新制定，理论放料速度也可能会随之减小，储料仓的放料速度以及输料管路的输料速度也可能会随之减小，以保证物料充分混合。

在一种实施方式中，配送管路包括多条输料管路，每条输料管路均与其他输料管路连接，每个储料仓均与其中一个输料管路连接。并且，配送混合系统包括多个配料仓，每个配料仓与其中一条输料管路的出口连接。具体的，配送混合系统包括两条输料管路、十个储料仓以及四个配料仓，每条输料管路连接其中五个储料仓，并且每条输料管路直接连接其中两个配料仓，以及通过另一条输料管路连接另外两个配料仓。在进行再生料配送混合的过程中，两个与第一输料管路连接的储料仓出料，并经过第一输料管路输送到与第一输料管路直接连接的一个配料仓，另一个与第二输料管路连接的储料仓出料，并依次经过第二输料管路和第一输料管路输送到与第一输料管路直接连接的那个配料仓。

可以理解的是，若所需原料的相应储料仓均与同一输料管路连接，并且选定的配料仓业余该输料管路直接连接，则配送混合过程无需设计其他输料管路以及其他配料仓。

多输料管路和多配料仓的配置，使得系统能够满足更多不同方式的生产需求以及生产计划。

在一种实施方式中，每个储料仓均设有多个出料口，并且，输料管路包括多条与储料仓出料口连接的分散输料段，以及分别与分散输料段和混合仓投料口连接的混合输料段，同一储料仓的各出料口分别与不同的分散输料段连接。具体的，上述十个储料仓中，每个储料仓均设有三个出料口，上述两条输料管路中，每条输料管路包括三条分散输料段和一条混合输料段，每个储料仓的三个出料口分别连接输料管路的三条分散输料段，三条分散输料段合并并与相应的一条混合输料段连接，每条混合输料段直接连接两个配料仓，并且两条混合输料段之间连接有互通的交叉管路。在再生料配送混合过程中，假设有三个与第一输料管路连接的储料仓出料，则三个储料仓可以分别通过不同位置的出料口，使得三种再生料分别先进入不同的分散输料段，最后再于混合输料段内汇总混合，能够增加混合的均匀度，便于控制。

在一种实施方式中，配送管路还包括放料管路，每个储料仓的每个出料口均通过放料管路与输料管路连接；并且，放料管路采用绞龙输送机将储料仓中的物料输送至输料管路。先使用绞龙输送机进行出料，能够对出料量进行定量控制，然后再通过输料管路进行风送。定量绞龙螺旋输送机的转速可以在上位机设定及控制。

下面参考图2详细描述本发明提供的聚酯再生料智能配送混合方法的第一实施例。本实施例能够实施上述聚酯再生料智能配送系统第一实施例，主要应用于聚酯再生料的配送和混合，能够对再生料的出仓、输送进行自动化、智能化的控制；通过自动配送装备系统，结合信息化应用技术和dcs后台信息平台控制指挥，实现物料精准融入生产系统；并且，通过构建智能化仓储及自动在线配送系统利用智能设备和信息化手段，实现原材料仓储物流和生产的无缝连接。

如图2所示，本实施例提供的配送混合方法包括如下步骤：

步骤100，依据生产配方及生产计划，得到所需再生料的品种并算出各品种再生料的用量。

步骤200，依据各品种再生料用量以及相应储料仓的再生料堆积密度，算出相应储料仓的理论放料速度。

步骤300，依据所述理论放料速度，调节储料仓的放料速度以及混合输送再生料的输料管路的输料速度，以使所需再生料同时投料到配料仓进行混合。

生产配方包括了生产某一种塑料产品所需要的再生料的种类及各再生料的重量比（或体积比），生产计划包括了生产上述塑料产品的目标产量，通过目标产量可以计算出生产目标产量的塑料需要的各再生料的用量。堆积密度是把粉尘或者粉料自由填充于某一容器中，在刚填充完成后所测得的单位体积质量，堆积密度的不同会影响到放料速度。上述塑料产品的目标产量越多，理论放料速度就会设置的越快，以尽快完成目标产量。

储料仓的放料速度可以通过出料口处的阀门等流量调节装置进行调节，通过调节储料仓的放料速度实现对不同品种的再生料在输送管路内进行混合，例如需要m1、m2、m3三种物料，m1占比10%，m2占比30%，m3占比60%，则m3的放料速度就大致为m2的2倍，是m1的6倍，以此来实现三种物料几乎同时开始放料并几乎同时结束放料，使得在输送过程中，输料管路内的混合物料中，m1、m2和m3的比例大致为1:3:6。输料管路的输料速度可以通过控制风机的功率来调节，输料速度需要配合放料速度来设置，防止因输料速度过快导致空载或输料速度过慢导致堵管。

在进行物料输送时，上位机控制打开制作当前塑料所需要原料对应的储料仓的出料口，使得储料仓内的再生料被投放到输料管路内，经输料管路被输送到配料仓。

上述智能配送混合方法，通过自动配送系统，结合信息化应用技术和dcs后台信息平台控制指挥，实现物料精准融入生产系统；并且，通过构建智能化仓储及自动在线配送系统利用智能设备和信息化手段，实现原材料仓储物流和生产的无缝连接。

在一种实施方式中，该配送混合方法还包括：

实时采集输料管路的输料速度；

依据输料管路的输料速度，通过失重称调节挤出机加料装置的加料速度。

挤出机是依靠螺杆旋转产生的压力及剪切力，能使得物料可以充分进行塑化以及均匀混合，通过口模成型，挤出塑料制品。加料装置用于为挤出机添加原料。机头的作用是将处于旋转运动的塑料熔体转变为平行直线运动，使塑料进一步塑化均匀，并使熔体均匀而平稳的导入口模，还赋予必要的成型压力，使塑料易于成型和所得制品密实。

加料装置配备有失重称，失重称的流量可以在0-100%范围内无级调节，用来输送原料并调节为挤出机加料时的加料速度。为了防止输料管路的输料速度快于失重称的加料速度导致堵管或配料仓料位过高，以及防止输料管路的输料速度慢于失重称的加料速度导致挤出机效率低，将失重称的加料速度与输料管路的输料速度进行关联，避免了上述问题的发生。

失重称启停可以通过上位机设定及控制。失重称均采用计量专用变频器控制转速，根据转速求出挤出量。在加料装置配备有多个失重称并且每个失重称均控制不同原料的流量时，每种原料只需设定比例关系，失重称即可调整计量速度，达到精确配比。

在一种实施方式中，该配送混合方法还包括：

算出失重称单位时间的流量，进而算出挤出机在设定时段的挤出量。

通过手动程序将每台失重称每转的挤出量算出，在运行时就可以精确的求出每台失重称每小时的产量。

在一种实施方式中，还依据各储料仓的物料储量算出相应储料仓的理论放料速度，并且还依据各储料仓的物料储量调节储料仓的放料速度以及输料管路的输料速度。

各储料仓内安装有监控仓内物料储量的雷达料位计，在依据生产配方和生产计划得到所需再生料的品种并算出各品种再生料的用量时，还可以依据雷达料位计采集的物料储量进行计算，若其中一个或多个储料仓的物料储量无法满足生产计划，则可以按照无法满足生产计划的一个或多个储料仓中，物料储量与计划所需再生料之比最低的储料仓的物料储量进行生产。例如，生产配方为：20%的a、30%的b以及50%的c，生产计划为消耗总共10吨的再生料投产，也就是需要2吨的a、3吨的b和5吨的c。而雷达料位计反馈的料位数据表明，存储b的储料仓的物料储量仅剩2吨，存储b的储料仓的物料储量仅剩4吨，即b物料的剩余量使得仅能完成2/3的生产计划，c物料的剩余量使得仅能完成4/5的生产计划，则此时由于b物料的限制，因此按照2/3的生产计划制定再生料的用量以及储料仓的理论放料速度，即需要a物料4/3吨，c物料10/3吨。而由于生产计划的重新制定，理论放料速度也可能会随之减小，储料仓的放料速度以及输料管路的输料速度也可能会随之减小，以保证物料充分混合。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。