MR30系列分布式I/O在造型机产线的应用

某铸造机械企业主要从事大型铸机的研发和生产，产品包括造型设备、清理设备、砂处理设备、除尘设备以及抛丸机等配套，广泛应用于汽车零部件、工程机械铸件等领域。

为提升造型机生产过程的自动化水平与控制精度，该公司在最新一代造型机生产线中引入明达技术MR30系列分布式I/O，通过分布式信号采集与控制，实现了造型机从部件加工到成品调试全流程的高效协同与精准管控。

本期案例使用的MR30系列分布式I/O产品：MR30-FBC-PN（Profinet耦合器）、MR30-16DI（16路数字量输入模块）、MR30-16DO（16路数字量输出模块）、MR30-08AI-I4W（8路模拟量输入模块）、MR30-08AO-U（8路模拟量输出模块）。

项目介绍

该企业造型机生产属于典型的 "离散型精密装配" 场景，涉及机械结构焊接、精密部件加工、多系统集成装配、动态调试等环节。

生产环节的现状包括：工位分散，信号传输易受车间电磁干扰；各环节需采集的信号类型多样（模拟量、数字量混合），如焊接温度、加工进给量、气缸压力等；调试阶段需频繁调整控制逻辑。基于此，该企业选择明达技术MR30分布式IO模块，利用其 “分布式部署、抗干扰强、多信号兼容”的特点，构建覆盖全生产流程的信号控制网络。

该企业造型机产线的工艺流程分为：精密部件加工、机身焊接成型、整机装配、成品调试等环节。

精密部件加工

采用数控加工中心对钢材 、铸铁毛坯进行铣削、磨削、钻孔等工序，通过程序预设加工路径。

机身焊接成型

采用焊接机器人进行电弧焊或激光焊，按预设轨迹完成钢板拼接，关键部位采用多层多道焊增强强度。

整机装配

 按 “机械基准→动力系统→控制系统” 顺序装配，先固定导轨与底座，再安装气缸、液压缸，最后铺设电缆并连接传感器。

成品调试

空载调试，即不通入型砂，测试各机构空载运行状态；负载测试，使用标准型砂进行成型试验。

明达I/O模块应用方式

设备采用Profinet总线协议，以西门子S7-1500系列PLC作为主站，通过明达技术MR30-FBC-PN耦合器连接各I/O模块，构建高可靠通讯网络。

信号采集

开关量采集由MR30-16DI完成，通过采集加工中心急停信号、主轴运行状态，实时反馈设备是否正常运行；采集焊接机器人到位信号、焊枪清洁完成信号，判断焊接前准备状态；检测导轨滑块安装到位信号、传动齿轮啮合间隙合格信号；检测砂箱夹紧到位、起模机构复位、PLC 与触摸屏通信状态等信号。

模拟量采集由MR30-08AI-I4W完成，采集导轨加工进给量、主轴转速、切削液温度等，并传输至 PLC，确保加工参数符合要求；实时采集焊接电弧电压、焊接电流、焊枪与工件距离，确保焊接强度；检测砂型紧实度、起模速度、液压系统油温等。

设备控制

开关量控制由MR30-16DO执行，当切削液温度超过阈值时，PLC通过MR30-16DO触发冷却系统启动信号，控制冷却泵加大流量，避免部件因过热变形；触发焊接完成指示灯亮；输出停止信号，避免某一工位未完成装配，不合格品流入下一环节；控制气缸伸缩，实现砂箱定位工装的自动夹紧、松开；控制造型机在 "空载运行" 与 "负载测试" 模式间切换；当砂型紧实度偏差或油温超过阈值时，立即触发急停信号，并通过指示灯报警。

模拟量控制由MR30-08AO-U完成，如动态调节焊接机器人的行走速度。

应用成效

客户采用MR30系列分布式I/O产品后，在布线成本、信号响应速度、柔性生产能力等方面得到显著提升。

分布式部署减少车间跨区域电缆长度，布线成本降低40%；通过 Profinet 总线实时传输，模拟量信号传输速度快、精度高；MR30分布式I/O支持热插拔，减少停机时间，新款造型机调试周期从 7 天缩短至 3 天，满足客户定制化需求。