随着食品加工行业向自动化、智能化转型，面机装备对控制系统的响应速度、布线灵活性及稳定性提出了更高要求。本案例以某大型食品机械制造企业的全自动面条生产线升级项目为背景，引入 MR30 分布式 IO 模块替代传统集中式 IO 方案。通过将 MR30 分布式 IO 与生产线的和面、压延、切条、烘干等关键工序的传感器及执行器精准对接，实现了设备信号的高效采集与指令快速执行。应用结果表明，该方案不仅简化了现场布线，降低了施工与维护成本，还提升了生产线的运行稳定性与生产效率，为面机装备的自动化升级提供了可靠的控制解决方案。
项目工艺
本项目所涉及的全自动面条生产线，涵盖了从原料处理到成品输出的完整生产流程，各工序环环相扣，对设备协同性和控制精度要求严格，具体工艺环节如下：
原料混合与和面：将面粉、水、盐等原料按预设配方通过自动上料系统输送至和面机，和面机内的搅拌桨按照设定的转速和时间进行搅拌，使原料形成均匀的面团。此工序需实时监测料位、搅拌电机转速及面团湿度，以保证面团品质。
压延与熟化：和好的面团经输送带送至压延机，通过多组压辊的连续压制，将面团擀制成厚度均匀的面皮。压延过程中需精确控制压辊压力、转速及间隙，随后面皮进入熟化仓进行静置熟化，熟化仓内的温度和湿度需保持稳定，以增强面皮的韧性。
切条与成型：熟化后的面皮输送至切条机，根据预设的面条宽度和形状，通过切刀组件将面皮切割成面条坯。此工序需精准控制切刀的运行速度与频率，确保面条尺寸一致，同时通过输送机构将面条坯输送至下一工序。
烘干与冷却：面条坯进入烘干室，烘干室内的温度、湿度和风速按照预设的工艺曲线进行控制，实现面条的逐步烘干，避免出现开裂、变形等问题。烘干后的面条进入冷却室进行降温，使面条温度降至室温，便于后续的包装工序。
包装与分拣：冷却后的面条经分拣机构整理后，输送至包装机进行自动包装，包装机完成袋口密封、日期打印等操作。包装后的成品通过分拣系统进行质量检测和分类，不合格产品被自动剔除，合格产品进入成品仓库。
IO 应用方式
针对全自动面条生产线各工序的控制需求，MR30分布式IO与生产线的各类设备实现深度融合，具体应用方式如下：
根据生产线的工序布局，将 MR30分布式 IO模块划分为 5 个控制单元，分别对应和面区、压延熟化区、切条成型区、烘干冷却区及包装分拣区。每个控制单元由一套MR30耦合器和若干数字量输入、输出模块及模拟量输入、输出模块组成，主模块通过以太网与生产线的主控制器（PLC）实现数据交互。
在信号采集方面，MR30 分布式IO的数字量输入模块对接各工序的接近开关（如原料料位检测、面皮到位检测）、光电传感器（如面条成型检测、包装完整性检测）及行程开关（如设备门开关状态检测），实时采集设备运行状态、物料位置等数字量信号；模拟量输入模块则连接温度传感器（烘干室、熟化仓温度检测）、湿度传感器（和面湿度、烘干室湿度检测）、压力传感器（压辊压力检测）及转速传感器（搅拌电机、压辊电机转速检测），将连续变化的物理量转换为数字信号传输至主控制器。
在指令执行环节，主控制器根据采集到的信号及预设的工艺参数，生成控制指令并发送至 MR30 分布式 IO 的数字量输出模块，控制各工序的电机启停（如和面机电机、输送带电机、切刀电机）、电磁阀动作（如原料上料电磁阀、包装机密封电磁阀）及指示灯状态（如设备运行指示灯、故障报警指示灯）；模拟量输出模块则根据指令输出 4-20mA 电流信号，控制变频器（调节电机转速）、调节阀（控制烘干室温度、湿度）等设备，实现对生产过程的精准调节。
MR30分布式IO PN耦合器通过网线与主控制器及生产线的人机界面（HMI）连接。主控制器与分布式 IO 之间实现实时数据交互，主控制器向分布式 IO 发送控制指令，分布式 IO 将采集到的现场数据反馈至主控制器；同时，HMI 通过与主控制器通信，可实时显示各工序的运行参数、设备状态及故障信息，操作人员可通过 HMI 修改工艺参数、启动/停止生产线及处理故障。为提升系统可靠性，MR30 分布式IO采用Profinet S2冗余设计，当其中一条通信线路出现故障时，自动切换至另一条线路，确保数据传输不中断。
应用成效
MR30 分布式 IO 在全自动面条生产线中的应用，显著提升了设备的自动化水平和生产运行质量，具体成效如下：
简化布线，降低成本：相较于传统集中式 IO 方案，MR30 分布式 IO 采用就近部署的方式，减少了从现场设备到控制柜的电缆长度。此外，模块化的设计便于后期设备扩容和改造，当生产线需要增加新设备时，只需新增相应的IO模块并进行简单的通信配置即可，避免了大规模的布线改造，降低了维护和升级成本。
提升响应速度，优化生产精度：MR30分布式IO采用高速背板总线，模拟量模块精度高，通过对各工序关键参数（如温度、压力、转速）的精准采集与控制，生产线的工艺参数控制精度显著提高。
增强系统稳定性，减少故障停机：MR30 分布式IO具备良好的抗干扰能力，模块采用隔离设计，可有效抵御现场的电磁干扰、电压波动等影响，降低了系统故障发生率。