某鑄造機械企業主要從事大型鑄機的研發和生產，產品包括造型設備、清理設備、砂處理設備、除塵設備以及拋丸機等配套，廣泛應用于汽車零部件、工程機械鑄件等領域。

為提升造型機生產過程的自動化水平與控制精度，該公司在最新一代造型機生產線中引入明達技術MR30系列分布式I/O，通過分布式信號采集與控制，實現了造型機從部件加工到成品調試全流程的高效協同與精準管控。

本期案例使用的MR30系列分布式I/O產品：MR30-FBC-PN（Profinet耦合器）、MR30-16DI（16路數字量輸入模塊）、MR30-16DO（16路數字量輸出模塊）、MR30-08AI-I4W（8路模擬量輸入模塊）、MR30-08AO-U（8路模擬量輸出模塊）。

項目介紹

該企業造型機生產屬于典型的 "離散型精密裝配" 場景，涉及機械結構焊接、精密部件加工、多系統集成裝配、動態調試等環節。

生產環節的現狀包括：工位分散，信號傳輸易受車間電磁干擾；各環節需采集的信號類型多樣（模擬量、數字量混合），如焊接溫度、加工進給量、氣缸壓力等；調試階段需頻繁調整控制邏輯。基于此，該企業選擇明達技術MR30分布式IO模塊，利用其 “分布式部署、抗干擾強、多信號兼容”的特點，構建覆蓋全生產流程的信號控制網絡。

該企業造型機產線的工藝流程分為：精密部件加工、機身焊接成型、整機裝配、成品調試等環節。

精密部件加工

采用數控加工中心對鋼材 、鑄鐵毛坯進行銑削、磨削、鉆孔等工序，通過程序預設加工路徑。

機身焊接成型

采用焊接機器人進行電弧焊或激光焊，按預設軌跡完成鋼板拼接，關鍵部位采用多層多道焊增強強度。

整機裝配

按 “機械基準→動力系統→控制系統” 順序裝配，先固定導軌與底座，再安裝氣缸、液壓缸，最后鋪設電纜并連接傳感器。

成品調試

空載調試，即不通入型砂，測試各機構空載運行狀態；負載測試，使用標準型砂進行成型試驗。

明達I/O模塊應用方式

設備采用Profinet總線協議，以西門子S7-1500系列PLC作為主站，通過明達技術MR30-FBC-PN耦合器連接各I/O模塊，構建高可靠通訊網絡。

信號采集

開關量采集由MR30-16DI完成，通過采集加工中心急停信號、主軸運行狀態，實時反饋設備是否正常運行；采集焊接機器人到位信號、焊槍清潔完成信號，判斷焊接前準備狀態；檢測導軌滑塊安裝到位信號、傳動齒輪嚙合間隙合格信號；檢測砂箱夾緊到位、起模機構復位、PLC 與觸摸屏通信狀態等信號。

模擬量采集由MR30-08AI-I4W完成，采集導軌加工進給量、主軸轉速、切削液溫度等，并傳輸至 PLC，確保加工參數符合要求；實時采集焊接電弧電壓、焊接電流、焊槍與工件距離，確保焊接強度；檢測砂型緊實度、起模速度、液壓系統油溫等。

設備控制

開關量控制由MR30-16DO執行，當切削液溫度超過閾值時，PLC通過MR30-16DO觸發冷卻系統啟動信號，控制冷卻泵加大流量，避免部件因過熱變形；觸發焊接完成指示燈亮；輸出停止信號，避免某一工位未完成裝配，不合格品流入下一環節；控制氣缸伸縮，實現砂箱定位工裝的自動夾緊、松開；控制造型機在 "空載運行" 與 "負載測試" 模式間切換；當砂型緊實度偏差或油溫超過閾值時，立即觸發急停信號，并通過指示燈報警。

模擬量控制由MR30-08AO-U完成，如動態調節焊接機器人的行走速度。

應用成效

客戶采用MR30系列分布式I/O產品后，在布線成本、信號響應速度、柔性生產能力等方面得到顯著提升。

分布式部署減少車間跨區域電纜長度，布線成本降低40%；通過 Profinet 總線實時傳輸，模擬量信號傳輸速度快、精度高；MR30分布式I/O支持熱插拔，減少停機時間，新款造型機調試周期從 7 天縮短至 3 天，滿足客戶定制化需求。

審核編輯 黃宇