明治案例 | 10米长距离实时测量，传输“零干扰”

 

某头部机床设备商在开卷落料线升级中面临核心检测难题：

需在1-10米范围内实时测量高速运行的金属板材位置，同时将传感器数据稳定传输至15米外的PLC控制系统。

传统方案采用模拟量电压传输数据，但因传感器到PLC的线缆距离过长（超过10米）导致信号受到干扰，测量数据偏差较大，直接引发板材定位偏差、设备停机等生产事故。 

 

 

技术挑战

1.长距离检测与抗干扰：

金属板材表面反光率高，且落料线环境存在粉尘、振动干扰，传统光电传感器易误检。

 

2、超长距离信号传输：

模拟量电压在传输时，因阻抗不匹配导致信号反射，数据丢包率随距离指数级上升；竞品IO-Link系统虽支持数字通信，但未优化长距离传输，10米外稳定性显著下降。

 

3、实时性要求：

板材运行速度达30m/min，传感器需在50ms内完成检测并触发PLC动作，延迟超100ms将导致堆料或撞机。

 

 

解决方案

推荐选用明治IO-Link主站CIO200系列搭配TOF光电传感器ELT-M10IO；具备实时测量、远距离传输的能力，适用于多种先进工业自动化场景。

ELT-M10IO介绍如下： 

检测原理：采用时间飞行（TOF）技术，发射940nm脉冲激光，通过测量光子飞行时间计算距离，重复精度±2mm，完全覆盖10米检测需求。

抗干扰设计：集成多频调制算法，可屏蔽金属板材反光及环境光干扰；背景抑制功能通过动态阈值调整，消除后方10米内设备反射光影响。

输出模式：支持IO-Link，兼容主流PLC输入模块。

 

IO-Link主站：

通信协议：采用IO-Link国际标准（IEC 61131-9），支持COM3（230.4kbps）高速通信，数据传输延迟<1ms。

设备管理：支持批量参数配置、实时状态监测（如受光量、温度），可通过Sysmac Studio软件一键调试。

 

 

系统架构

传感器布局：在开卷机出口上方10米处安装ELT-M10IO，激光光斑覆盖板材宽度方向，确保全幅面检测。

通信拓扑：采用“IO-Link主站+非屏蔽3芯电缆”方案，主站安装于PLC控制柜内，通过15米电缆直连传感器，省去中继器，降低故障点。

数据流：传感器每10ms上传一次距离数据至主站，主站通过EtherCAT协议将数据同步至PLC，触发落料冲剪动作。

 

 

 

 

检测效果

 

检测稳定性：

TOF技术不受板材颜色、材质影响，实测对镀锌板、铝板、不锈钢板的检测准确率达99.98%；

背景抑制功能有效屏蔽后方10米内液压站、电机等设备的反射光，避免虚假信号触发。

 

通信可靠性：

IO-Link 在15米传输中保持零丢包，数据更新周期从竞品的200ms缩短至10ms，满足高速落料需求。

主站支持热插拔，传感器故障时可在30秒内完成更换，无需重新配置参数。

 

明治TOF光电传感器ELT-M10与IO-Link主站的组合，通过TOF技术突破长距离检测瓶颈，结合IO-Link COM3高速通信与长距离优化算法，为机床行业提供了“稳定检测+实时传输”的一体化解决方案。