CN116916483A - 电磁加热设备、控制方法及控制装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电磁加热设备、控制方法及控制装置。所示电磁加热设备，包括沿工件移动方向排布的多个加热模组，加热模组包括：温度传感器，用于获取工件的温度数据；电磁加热圈，用于对工件进行加热；电磁加热设备还包括：控制器，控制器连接温度传感器和电磁加热圈，用于根据温度数据调整电磁加热圈的加热状态，以使电磁加热圈将工件加热至目标温度。通过形成温度闭环，准确的使被加热物体达到指定温度，提高生产设备的良率。

Description

电磁加热设备、控制方法及控制装置

技术领域

本申请涉及电磁加热技术领域，特别是涉及一种电磁加热设备、控制方法及控制装置。

背景技术

电磁加热设备的工作原理主要是通过线圈产生磁场对工件进行加热，电源为线圈提供稳定的交变磁场，让线圈产生交变磁场，达到加热的效果。

然而，传统技术中，电源仅输出恒定的电流、电压、频率，让线圈以固定的功率运行，无法确保被加热物体的实际温度，只能通过控制加热时间来决定被加热物体的大致温度，在相对时间内通过其他辅助设备进行测温，估算时间来确定温度，无法保证工件的温度一致性、温度均匀性。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够保证工件温度一致性和均匀性的电磁加热设备、控制方法及控制装置。

第一方面，本申请提供了一种电磁加热设备，包括沿工件移动方向排布的多个加热模组，加热模组包括：

温度传感器，用于获取工件的温度数据；

电磁加热圈，用于对工件进行加热；

电磁加热设备还包括：

控制器，控制器连接温度传感器和电磁加热圈，用于根据温度数据调整电磁加热圈的加热状态，以使电磁加热圈将工件加热至目标温度。

在其中一个实施例中，控制器包括连接温度传感器的处理器，处理器与电磁加热圈的电源连接；

处理器配置成基于目标温度和温度数据，采用PID算法进行逻辑运算，生成相应的控制指令；控制指令用于指示电源为电磁加热线圈提供对应的电参数；电参数包括电流、电压和频率中的至少一种。

在其中一个实施例中，电磁加热圈的数量为多个，多个电磁加热圈分为相对设置的第一加热圈组和第二加热圈组；

第一加热线圈组和第二加热线圈组之间形成加热空间，加热空间用于容置工件。

在其中一个实施例中，第一加热圈组包括至少两个电磁加热圈；第二加热圈组包括至少两个电磁加热圈。

在其中一个实施例中，多个加热模组对应的目标温度依照移动方向依次升高。

在其中一个实施例中，还包括工件传送模组，工件传送模组连接控制器，用于依次将多个工件从一个加热空间沿移动方向传送至下一个加热空间。

第二方面，本申请还提供了一种电磁加热控制方法，应用于上述的控制器，所述方法包括：

通过温度传感器获取工件的温度数据；

根据温度数据调整电磁加热圈的加热状态，以使电磁加热圈将工件加热至目标温度。

第三方面，本申请还提供了一种电磁加热控制装置，应用于上述的控制器，该装置包括：

温度获取模块，用于通过温度传感器获取工件的温度数据；

加热调整模块，用于根据温度数据调整电磁加热圈的加热状态，以使电磁加热圈将工件加热至目标温度。

第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如前所述的方法的步骤。

第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如前所述的方法的步骤。

上述电磁加热设备、控制方法及控制装置，包括沿工件移动方向排布的多个加热模组，加热模组包括：温度传感器，用于获取工件的温度数据；电磁加热圈，用于对工件进行加热；电磁加热设备还包括：控制器，控制器连接温度传感器和电磁加热圈，用于根据温度数据调整电磁加热圈的加热状态，以使电磁加热圈将工件加热至目标温度。通过形成温度闭环，准确的使被加热物体达到指定温度，提高生产设备的良率。

附图说明

图1为一个实施例中电磁加热设备的结构示意图；

图2为另一个实施例中电磁加热设备的结构示意图；

图3为一个实施例中电磁加热设备对电芯进行加热的流程示意图；

图4为一个实施例中电磁加热控制方法的流程示意图；

图5为一个实施例中电磁加热控制装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

可以理解的是，本申请中诸如“第一”、“第二”等术语仅用于区分类似的对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

可以理解，“至少一个”是指一个或多个，“多个”是指两个或两个以上。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

在一个实施例中，如图1所示，以对电芯进行加热为例，提供了一种电磁加热设备，包括沿工件移动方向排布的多个加热模组，加热模组包括：

温度传感器，用于获取工件的温度数据；

电磁加热圈，用于对工件进行加热；

电磁加热设备还包括：

控制器，控制器连接温度传感器和电磁加热圈，用于根据温度数据调整电磁加热圈的加热状态，以使电磁加热圈将工件加热至目标温度。

其中，以图1所示的加热模组的数量为10个为例，其中加热模组51至60沿工件61、工件62和工件63的移动方向排布。需要说明的是，本申请实施例对于加热模组的数量并无限制，并且，对于工件移动方向并无限制，工件移动路线也不限于为沿直线移动。

具体而言，加热模组包括温度传感器（图1中未示出）和电磁加热圈（图1中未示出），其中温度传感器用于获取工件的温度数据，电磁加热圈用于对工件进行加热。

示例性地，温度传感器采用非接触式温度采集功能，获取工件的温度数据。在一个具体的实施例中，温度传感器可以为红外温度传感器。非接触式温度采集功能，解决了工件移动过程中无法获取温度的问题。

电磁加热圈在接收到电源提供的一定变化频率的电流、电压的情况下，线圈产生交变磁场，使得工件被加热。

进一步地，电磁加热设备还包括：

控制器，控制器连接温度传感器和电磁加热圈，用于根据温度数据调整电磁加热圈的加热状态，以使电磁加热圈将工件加热至目标温度。

示例性地，当控制器获取到的温度数据指示工件的当前温度小于目标温度，调整电磁加热圈的加热状态，使得电磁加热圈输出的磁强强度增加，以对工件进行加热至目标温度。

上述电磁加热设备中，通过使用温度传感器获取工件的温度数据，解决以往因时间估算控制导致被加热电芯温差严重，温度一致性差、温度均匀性质差、过温损坏电芯的难题，提高电芯生产设备的良率。

在其中一个实施例中，控制器包括连接温度传感器的处理器，处理器与电磁加热圈的电源连接；

处理器配置成基于目标温度和温度数据，采用PID（Proportional IntegralDerivative）算法进行逻辑运算，生成相应的控制指令；控制指令用于指示电源为电磁加热线圈提供对应的电参数；电参数包括电流、电压和频率中的至少一种。

具体而言，处理器连接温度传感器和电磁加热圈的电源。示例性地，处理器可以为CPU（Central Processing Unit，中央处理器）。处理器的数量可以为多个，每一个处理器单独连接每一个加热模组的温度传感器和电磁加热圈的电源。处理器的数量也可以为一个，单独的一个处理器连接所有加热模组的温度传感器和电磁加热圈的电源。可选地，温度传感器通过总线与处理器连接。

在处理器接收到温度传感器所传输的温度数据的情况下，基于当前加热模组对应的目标温度和工件的温度数据，采用PID算法进行逻辑运算，生成相应的控制指令。电源接收到控制指令后，依据控制指令为电磁加热圈提供对应的电参数。

其中，电源可以为交变电源、变频电源，用于为电磁加热圈提供变化的电流，使得电磁加热圈生成交变磁场。电参数可以为表征电源与电磁加热圈所组成的电路中的参数。可选地，电参数包括电流、电压和频率中的至少一种。其中，频率可以为交变电流的电流变化频率。

本申请实施例提供的电磁加热设备，通过采用PID算法对工件的温度数据进行逻辑运算，生成控制指令，为电磁加热圈提供对应的电参数，以将工件加热到目标温度。对于设备操作者来说，只需要设置目标温度即可，无需要反复更改时间、电流、电压、频率这个定量的参数，从而简化操作，提高电芯生产设备的良率。

在其中一个实施例中，电磁加热圈的数量为多个，多个电磁加热圈分为相对设置的第一加热圈组和第二加热圈组；

第一加热线圈组和第二加热线圈组之间形成加热空间，加热空间用于容置工件。

具体而言，第一加热圈组和第二加热圈组可以为由一个或多个电磁加热圈组成的加热功能模块，也可以称为电磁模组。示例性地，如图1所示，以加热工件为电芯，电芯以平铺状态移动为例，第一加热圈组和第二加热圈组上下相对设置，第一加热线圈组和第二加热线圈组之间形成加热空间，加热空间用于容置电芯工件。需要说明的是，本申请对于第一加热圈组和第二加热圈组的具体方位并无限制。对于不同形状与不同移动方向的加热工件，第一加热圈组和第二加热圈组也可以为水平相对设置、倾斜相对设置等。

本申请实施例提供的电磁加热设备，通过相对设置的电磁模组（例如上下相对设置）同时对电芯工件进行电磁加热，可以实现更均匀的加热效果，且被加热物体的内部升温会更快，提高加热效率。

在其中一个实施例中，如图2所示，第一加热圈组包括至少两个电磁加热圈；第二加热圈组包括至少两个电磁加热圈。可选地，第一加热圈组和第二加热圈组中的多个电磁加热圈可以配置为一个整体的加热部件，也可以配置为至少两个单独的加热部件，组成电磁模组。

本申请实施例提供的电磁加热设备，基于工件实际加热需求，适应性地配置加热线圈的数量和布局，使得加热面积可以覆盖工件的表面积，达到更均匀的加热效果。

在其中一个实施例中，多个加热模组对应的目标温度依照移动方向依次升高。

具体地，多个加热模组可以称为多级加热模组，加热模组51可以称为第一级加热模组，加热模组52可以称为第二级加热模组（第二级），以此类推至第十级加热模组。

以加热工件为电芯为例，示例性地，多级加热模组中，每一级的温度是不同的，以使电芯温度呈一定的温度梯度上升。例如，电芯到达第一级加热模组后，经过一定时间，电芯被加热到30℃，开始往第二级流动，到达第二级加热模组，电芯经过一定时间被加热到40℃，当第一级的电芯流转到第二级的同时，又有新的电芯流转到第一级，以此类推电芯经过多级被加热到需求温度。需要说明的是，本申请对的每一级加热模组的目标温度并无限定，对于多级加热模组的目标温度之间的差值也无限定。

对于电芯加热而言，由于整体电芯的生产速度是比较快的，相较于传统技术中固定式加热电芯会需要停留比较多的时间，本申请实施例提供的电磁加热设备，可以实现移动式（流动式）加热，从而大大提高加热效率。

在其中一个实施例中，还包括工件传送模组，工件传送模组连接控制器，用于依次将多个工件从一个加热空间沿移动方向传送至下一个加热空间。

具体而言，控制器接收到温度传感器所传输的温度数据，当温度数据指示工件温度达到目标温度，可以生成传送指令，指示工件传送模组将工件从当前加热空间传送至下一个加热空间。

工件传送模组可以对工件进行单独传送，也可以对于多个工件进行整体传送。当工件传送模组配置为进行整体传送时，所有加热空间中的工件都达到目标温度的情况下，控制器可以生成传送指令，指示工件传送模组将所有工件从当前加热空间传送至下一个加热空间。

本申请实施例提供的电磁加热设备，通过工件传送模组实现流水线式运送加热，提高了加热速度和生产效率。

为了进一步阐释本申请实施例的方案，下面结合一个具体示例予以说明，如图1至图3所示，以加热工件为电芯为例，本申请实施例提供一种电磁加热设备和一种电磁加热的控制方法。

电芯61、62、63按照电芯流动方向进行移动加热，移动到每级电磁模组下面进行温度闭环，图3为移动到下一级模组加热过程中温度闭环示意图。对于每一个加热模组，通过温度传感器采集电芯的输入温度，使用总线将数据发送到处理器的数据处理单元，处理器可以为CPU处理单元，CPU处理单元接到温度的数据，进行逻辑运算，使用PID算法处理，得到计算结果后，向电磁加热圈的电源发送控制指令，电源接收到控制指令，为电磁加热线圈提供对应的电流、电压、频率，此时线圈产生交变磁场，使得电芯被加热，达到的温度继续由温度传感器采集，从而形成温度的闭环控制，这是温度控制的流程。

温度升温的过程中，温度传感器采集到电芯的温度降低，数据处理单元经过计算后发出加热指令，变频电源功率增加，电磁加热线圈输出磁场强度增加，被加热电芯的温度升高。

温度降温的过程中，温度传感器采集到电芯的温度升高，数据处理单元经过计算后发出降温指令，变频电源功率减少，电磁加热线圈输出磁场强度降低，被加热电芯的温度降低。

以上述方法达到温度闭环效果。

如图1和图2所示，加热模组51~60每一级都配置有上述控制电路和控制模式，这样每一级加热模组都是单独的温度闭环，保证每个电芯温度一致性、温度均匀性，每级模组中包含了非接触式温度采集功能，解决移动过程中无法获取温度的问题，提高了电芯加热的良品率。

在一个实施例中，如图4所示，本申请实施例还提供了一种应用于上述电磁加热设备的电磁加热控制方法，应用于上述的控制器，所述方法包括：

步骤402，通过温度传感器获取工件的温度数据；

步骤404，根据温度数据调整电磁加热圈的加热状态，以使电磁加热圈将工件加热至目标温度。

具体而言，控制器可以通过温度传感器获取工件的温度数据，进而根据温度数据调整电磁加热圈的加热状态，以使电磁加热圈将工件加热至目标温度。

示例性地，当温度传感器采集到电芯的温度降低或低于目标温度，控制器发出加热指令，变频电源功率增加，电磁加热线圈输出磁场强度增加，被加热电芯的温度升高。当温度传感器采集到电芯的温度升高或高于目标温度，控制器发出降温指令，变频电源功率减少，电磁加热线圈输出磁场强度降低，被加热电芯的温度降低。

本申请实施例提供的电磁加热控制方法，通过使用温度传感器获取工件的温度数据，解决以往因时间估算控制导致被加热电芯温差严重，温度一致性差、温度均匀性质差、过温损坏电芯的难题，提高电芯生产设备的良率。

应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的电磁加热方法的电磁加热控制装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个电磁加热控制装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于电磁加热控制方法的限定，在此不再赘述。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种电磁加热控制装置500，应用于上述的控制器，包括：

温度获取模块501，用于通过温度传感器获取工件的温度数据；

加热调整模块502，用于根据温度数据调整电磁加热圈的加热状态，以使电磁加热圈将工件加热至目标温度。

上述电磁加热控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器（ReRAM）、磁变存储器（Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM）、铁电存储器（Ferroelectric Random Access Memory，FRAM）、相变存储器（Phase Change Memory，PCM）、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（Static Random AccessMemory，SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic RandomAccess Memory，DRAM）等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电磁加热设备，其特征在于，包括沿工件移动方向排布的多个加热模组，所述加热模组包括：

温度传感器，用于获取所述工件的温度数据；

电磁加热圈，用于对所述工件进行加热；

所述电磁加热设备还包括：

控制器，所述控制器连接所述温度传感器和所述电磁加热圈，用于根据所述温度数据调整所述电磁加热圈的加热状态，以使所述电磁加热圈将所述工件加热至目标温度。

2.根据权利要求1所述的电磁加热设备，其特征在于，所述控制器包括连接所述温度传感器的处理器，所述处理器与所述电磁加热圈的电源连接；

所述处理器配置成基于所述目标温度和所述温度数据，采用PID算法进行逻辑运算，生成相应的控制指令；所述控制指令用于指示所述电源为所述电磁加热线圈提供对应的电参数；所述电参数包括电流、电压和频率中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的电磁加热设备，其特征在于，所述电磁加热圈的数量为多个，多个所述电磁加热圈分为相对设置的第一加热圈组和第二加热圈组；

所述第一加热线圈组和所述第二加热线圈组之间形成加热空间，所述加热空间用于容置所述工件。

4.根据权利要求3所述的电磁加热设备，其特征在于，所述第一加热圈组包括至少两个所述电磁加热圈；所述第二加热圈组包括至少两个所述电磁加热圈。

5.根据权利要求3所述的电磁加热设备，其特征在于，多个所述加热模组对应的所述目标温度依照所述移动方向依次升高。

6.根据权利要求3所述的电磁加热设备，其特征在于，还包括工件传送模组，所述工件传送模组连接所述控制器，用于依次将多个所述工件从一个所述加热空间沿所述移动方向传送至下一个加热空间。

7.一种电磁加热控制方法，其特征在于，应用于权利要求1至6中任一项所述的电磁加热设备，所述方法包括：

通过所述温度传感器获取所述工件的温度数据；

根据所述温度数据调整所述电磁加热圈的加热状态，以使所述电磁加热圈将所述工件加热至目标温度。

8.一种电磁加热控制装置，其特征在于，应用于权利要求1至6中任一项所述的电磁加热设备，所述装置包括：

温度获取模块，用于通过所述温度传感器获取所述工件的温度数据；

加热调整模块，用于根据所述温度数据调整所述电磁加热圈的加热状态，以使所述电磁加热圈将所述工件加热至目标温度。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求7中所述的方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求7中所述的方法的步骤。