CN208985809U - 可联动式充磁机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可联动式充磁机组，由一个以上的充磁机组成，每一个充磁机都含有储能系统和控制信号系统，每一个充磁机的储能系统之间通过电缆相连，每一个充磁机的控制信号系统通过信号线相连，如此配置以实现以下功能：当处于联机模式时，所有处于联机模式的充磁机的储能系统一起组合工作；当处于单机模式时，该充磁机独立工作，不受机组内其他充磁机的影响。本实用新型的充磁机组，通过特别的硬件改装和软件适配，实现了多台充磁机可联动可单机的使用模式，在联动时能够形成一个更大容量的充磁机组，满足特殊产品的大容量充磁需求，在单机时可作为多台较小容量的充磁机独立并行工作，满足快速生产的效率需求。

Description

可联动式充磁机组

技术领域

本实用新型涉及充磁机，特别涉及一种可联动的充磁机组。

背景技术

永磁体被广泛应用于各种领域。而永磁体在未充磁前往往仅是一种磁性材料。为了给永磁体提供磁力，必须建立一个固定强度之磁场，并使其达到永磁体所需饱和之最大连续磁通密度。

充磁机就是这样一种专用设备，可以使永磁体精确地磁化，满足极数、磁极形状、磁化强度等专业要求，目前已广泛应用于铝镍钴、铁氧体、稀土（钐钴、钕硼）等永磁材料的充磁。

一般来说，充磁机由用以产生高强磁场之大功率电源以及充磁线圈或夹具构成。用户需根据磁性材料的不同及需要的磁极数目、形状、尺寸等参数来选择不同型号功能的充磁电源和充磁夹具或线圈。

目前的标准充磁机均为单机操作，充磁容量受充磁机本机型号最大容量限制。

如果一个充磁机与某些型号充磁夹具配合使用时无法产生足够的磁场来满足客户牌号较高的磁性材料充磁要求，客户只能重新订购更大容量充磁机，通过向下兼容来满足生产要求。然而，客户购买了大容量的充磁机后，如果大部分时候只使用小容量充磁，大容量充磁机的大部分容量被闲置，也是一种被浪费的资源。

发明内容

为了解决这种小容量充磁机容量不足，大容量充磁机容量闲置的尴尬，本实用新型创新性地提出了一种联动充磁机组的思路。通过特别的硬件改装和软件适配，实现了多台充磁机可联动可单机的使用模式，在联动时能够形成一个更大容量的充磁机，满足特殊产品的大容量充磁需求，在单机时可作为多台较小容量的充磁机独立并行工作，满足快速生产的效率需求。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种可联动式充磁机组，由一个以上的充磁机组成，每一个充磁机都含有储能系统和控制信号系统，每一个充磁机的储能系统之间通过电缆相连，每一个充磁机的控制信号系统通过信号线相连，该一个以上的充磁机与电缆和信号线被如此设置以实现以下功能：

（A）任意一个充磁机都可以被选择设定为联机模式，当处于联机模式时，所有处于联机模式的充磁机的储能系统一起组合工作；而且，

（B）任意一个充磁机都可以被选择设定为单机模式，当处于单机模式时，该充磁机独立进行充磁工作，不受机组内其他充磁机的影响。

进一步地，当任意一个充磁机被选择设定为联机模式时，可以选择设定该充磁机为主机模式或者从机模式；当设置为主机模式时，该充磁机的控制信号系统能够控制机组内同时联机的其他充磁机，并向其他联机的充磁机发送指令信号；当设置为从机模式时，该充磁机的控制界面被锁定，接收从主机发来的控制指令。

进一步地，当该充磁机被设置为主机时，该主机会读取目前进入联机状态的所有充磁机的数量及总容量，并识别主机所接充磁夹具所能承受的最大容量及电压，防止能量过大损坏充磁夹具。

进一步地，当该充磁机被设置为从机时，从机除了接收从主机发来的控制指令外，还向主机发送本机容量、报警状态的信息。

进一步地，当该充磁机被设置为从机时，该从机的放电系统停止工作，从机的储能电容与主机的储能电容相连，为主机的放电系统提供电容容量。进一步地，在联机状态时，各个充磁机的储能电容以并联的方式连接。

进一步地，各个充磁机的控制信号系统含有可编程逻辑控制器PLC，在联机状态时，各个充磁机的PLC之间通过232/485信号线连接或者通过网线组成网络，从而实现各个充磁机之间的信号通讯和数据传输。

或者，在联机状态时，各个充磁机的PLC之间通过网线组网，并与云平台上的控制系统相连，服从云平台的控制。

或者，各个充磁机的控制信号系统含有控制器，用户通过控制器输入控制指令；各个充磁机的控制器之间通过信号线连接组成网络。

通过本实用新型的技术方案，能够实现了以下技术效果：

与现有技术中的多台小容量充磁机相比，本实用新型的单机的状态类似于现有技术中的多台小容量单机，在客户需要小容量充磁时完全能够实现互换使用；然而，当客户需要大容量充磁时，现有技术中的多台单机完全没有办法使用，而本实用新型的联动组合设计充磁机组能够任意组合为容量更大的充磁机组，以满足大容量的使用要求。

与现有技术中单台大容量充磁机相比，本实用新型的联动机组和现有技术的大容量单机都能提供较大容量来满足客户的大容量充磁需求，在客户需要大容量充磁时两者能够实现互换使用；然而，在客户需要小容量充磁时，现有技术中的大容量单机可以通过降低电容组合来满足使用要求，但只能提供一路输出来进行充磁，其他容量闲置；而本实用新型的多台联动组合充磁机拆分后可以作为多台可独立工作充磁机，分为多个工位独立进行工作，设备利用率更高。

附图说明

图1为本实用新型的充磁机组中的单个充磁机在还未通过电缆或信号线连接时的示意图。

图2为本实用新型的充磁机组在双机组合时的工作状态示意图。

图3为本实用新型的充磁机组在多机组合时的工作状态示意图。

图4为本实用新型的充磁机组中的单个充磁机的内部结构示意图。

图5为本实用新型的充磁机组多机组合的一个实施例。

图6为本实用新型的充磁机组多机组合的另一个实施例。

图7为本实用新型的充磁机组在单机状态下的一个操作页面的示意图。

图8为本实用新型的充磁机组在联机状态下的一个主机界面的示意图。

图9为本实用新型的充磁机组在联机状态下的一个分机界面的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。当然，下文描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，不具有限制性。

实施例一

图1展示了本实用新型的充磁机组中的单个充磁机，还未通过电缆或信号线连接的状态。图1中的若干个充磁机被分别标号为1-充磁机一，2-充磁机二，3-充磁机三，以及n-充磁机n。实践中，该充磁机组中的充磁机数量为一个以上，没有具体的数量限制，用户可以依据生产需求，将任意若干个充磁机进行联机。

在没有与其他充磁机联机的时候，本实用新型的单个充磁机可以独自工作。在工作时，充磁机一1通过电缆11与外接的充磁夹具51相连，为充磁夹具提供电流。充磁机一1同时通过控制线21与控制器61相连，用户通过控制器61输入电压，容量等指令信息。

类似地的，充磁机二2和充磁机三3具有和充磁机一1类似的结构和功能，等等。

作为另一个更具体的实施例，图4展现了各个充磁机内部更具体的结构组成。

比如，充磁机一1中具有储能系统和控制信号系统。该储能系统主要由一组储能电容31组成。该控制信号系统优选使用可编程逻辑控制器PLC711（Programmable LogicController, PLC）。具体地，PLC711会通过充电控制器721对充电电路821进行控制，并通过放电控制器731对放电电路831进行控制。

该PLC可连接各种兼容的控制面板实现指令输入，并连接显示界面显示状态信息。在图4所示的实施例中，该控制面板和显示界面是触摸屏61。

优选的，在该控制信号系统的作用下，该充磁机能够自动识别接入各自本机的充磁夹具的电容、电压、温度等信息，并根据充磁夹具的信息自动调整最大充磁电压、容量等参数，同时，用户也可以根据需求手动更改或设置充磁电压、电容等参数。

在一个实施例中，该充磁机一1的工作状态如图4中标示的，电源811将输入的交流电升压整流后，输出直流电。直流电经充电电路821处理后对储能电容31充电，将能量储存起来，此时，PLC711通过控制充电控制器721来控制充电电路821工作，当系统监测到储能电容31两端的电压达到设定值之后，PLC711控制放电电路831，为充磁夹具51输出直流电流，从而进行充磁。此外，该充磁机一1一般优选设置有保护电路41。

在图1所示的这种情况下，各个充磁机之间是相互独立的状态，分别对各自的充磁夹具进行电流供应。

图7展示了单机状态下的一个操作页面的实施例。单机状态下的操作页面与现有技术类似，可以设置充磁电压和容量，也会监视汇报当前电压。

实施例二

在图2所示的情况下，两个充磁机，即充磁机一1和充磁机二2，通过电缆和信号线进行了硬件相连。

在图3所示的情况下，四个充磁机，即充磁机一1、充磁机二2、充磁机三3和充磁机四4，通过电缆和信号线进行了硬件相连。

图5展示了一个具体的四机相连的实施例。在图5所示的每个充磁机中，其储能系统相对于现有技术中的充磁机有做相应的电路改造，并增加了至少两个电缆接口。分别是一个上游电缆接口和一个下游电缆接口。

图5中，充磁机一1中，与其储能系统相连的上游电缆接口连接着电缆111，电缆111的另一端接着充磁机二2的下游电缆接口，与充磁机二2的储能系统相连。类似地，电缆121的一端接着充磁机二2的储能系统的上游电缆接口，另一端接着充磁机三3的储能系统的下游电缆接口。

该上游或下游电缆接口优选现有技术中已有的各种可以快速插拔的电缆接口，以实现电缆和充磁机之间的快速插拔。

在某一个实施例中，该充磁机能够自动感应上游或下游接口中是否已经接入电缆，并向控制系统反馈相关信息。

为了实现联机后提升最大充磁容量的效果，本实用新型优选在联机状态时，各个充磁机的储能电容以并联的方式连接。

在联机状态下，所有充磁机的储能电容并联形成一个大容量的储能电容，通过“主机”的放电电路，为“主机”相连的充磁夹具51提供电流。

此外，在图5所示的实施例中，各个充磁机之间的控制信号系统有通过信号线相连。

当控制信号系统使用PLC的时候，控制信号系统之间的信号相连仍然有多种可能性。比如PLC组网，或PLC之间直接232/485信号连接，或HMI组网，或与网络中上位机组网等。从而实现各个充磁机之间的信号通讯和数据传输等。

比如图5展现了三个充磁机（充磁机一1，充磁机二2，充磁机三3）的PLC之间通过信号线连接的情况。

在一个实施例中，图5中的信号线211是485通讯线，三个充磁机的PLC通过485通讯线与MODBUS集线器连接。

在另一个实施例中，图5中的信号线211是网线，三个充磁机的PLC通过网线组网，比如连接着交换机20。

在另一个实施例中，图5中的信号线211是网线，三个充磁机的PLC通过网线组网，并与外部控制平台（例如云平台）上的控制系统相连。当任意一个充磁机被选择设定为联机模式时，该充磁机接收从外部控制平台发来的控制指令，并按照外部平台的控制指令工作。

图6展示了另一个信号线连接的实施例。

在图6中，充磁机之间信号线的接口不是像图5那样直接与PLC相连，而是从控制面板（触摸屏）上引出来。比如，充磁机一1的触摸屏61相对现有技术做出改装，然后通过网线211，接入交换机20。改装后的触摸屏61能够接受外部指令，并向外反馈信息。同时，每个充磁机的PLC接收的仍然是来自各自控制面板（触摸屏）的控制。通过类似的操作，充磁机二2，充磁机三3也被接入联机网络。与图5的方案相比，图6中的方案对主电路（PLC电路）的改动较小，主要的控制信息系统的改装都在控制面板（如触摸屏）上完成。据此，现有技术中已有的充磁机通过较为方便的改装就能成为本实用新型的具有联机功能的充磁机组。

此外，在一个优选实施例中，本实用新型还对信号采集做了一定的优化。比如优选在电缆连接完成之后，通过感应开关接收到本机联动组合电缆接口占用，并将该信号传至本机PLC。比如，因为联动组合后充磁机容量增加，充磁机可释放能量变大，因此优选检测并反馈充磁夹具能承受的最大容量及最大电压，以防止充磁能量过大损坏充磁夹具。

由上所述，通过电缆和信号线的连接，完成了本实用新型的多个充磁机单机组成的充磁机组的硬件联机。

实施例三

本实用新型的充磁机组除了在硬件上有改造之外，在软件系统上也做了相配的设计。

比如，在图5的实施例中，当充磁机一1和充磁机二2完成了硬件相连时，充磁机一1和充磁机二2的自动硬件检测系统检测到和其他充磁机联网，于是PLC指示控制面板（如触摸屏61）变换对话界面。

在一个实施例中，该充磁机的控制面板（如触摸屏61）上跳出对话框，询问“是否将本机切换到联机模式。”。如果接到指示“是”，该充磁机切换到联机工作模式。如果接到指示“否”，该充磁机留在独立的单机工作模式。

在另一个实施例中，并不会跳出“是否将本机切换到联机模式。”的对话框，而是在硬件信号线完成连接后自动进行系统检测，检查连接状态是否正常，并在检测通过后，自动进入联机模式。在这样的实施例中，充磁机电缆信号线连接正常即是自动切换到联机模式，电缆拔出即是自动切换到单机模式。

在一个实施例中，当切换到联机工作模式后，用户可任意选择将任意一个充磁机指定为“主机”，然后其他联机的充磁机则自动成为“从机”。

在另一个实施例中，用户需要手动确认每一个充磁机为“主机”还是“从机”。当系统内出现一个以上“主机”时，会有提示信息。实践情况中，优选只有一个“主机”，但是仍然不排除两个或多个“主机”联合控制的可能性。

在一个实施例中，当一个充磁机被指定为“主机”时，该充磁机的PLC将作为主PLC工作，向其他从机发送指令，比如要求从机向其传送所有控制信息，包括容量，工作状态等信息，并在工作过程中，一直监视控制从机工作状态。

在一个优选实施例中，当一个充磁机被指定为“主机”时，该“主机”会读取目前进入联动组合状态的充磁机数量及总容量，监视各分机状态，发送给各分机电压设定情况，识别主机所接充磁夹具所能承受的最大容量及电压并作比较，以防止能量过大损坏充磁夹具，控制各分机充电动作。

在一个实施例中，当一个充磁机被设定为“从机”时，该充磁机的控制界面被锁定，面板上的所有按钮失效。从机的控制信号系统向主机发送本机状态，如容量、报警状态等信息。同时，从机的控制信号系统接收主机向本机发送控制指令，如电压设定信息，并根据主机发送的指令为本机设定工作时的充电电压等。

在一个优选实施例中，当一个充磁机被设定为“从机”时，该机该所有反馈信息都直接汇报到主机PLC，由主机PLC进行处理，同时也直接接收主机的指令。

在一个优选实施例中，当一个充磁机被设定为“从机”时，该从机除保护系统、充电系统、储能系统外其他系统将停止工作，尤其是从机的放电系统停止工作。从机的储能电容与主机的储能电容相连，为主机的放电系统提供电容容量，而从机的放电系统不再工作。

图8展示了联机状态下的一个主机操作页面的实施例。在这个实施例中，联机状态下的主机为充磁机一1，从机为充磁机二2，充磁机三3，和充磁机四4。图8展示的是主机充磁机一1的操作界面，当充磁机二2以联动状态接入时，主机充磁机1上出现图标“2#”，表示参与联动的分机编号。 类似地，出现“3#”图标表示充磁机三3参与联动，出现“4#”图标表示充磁机四4参与联动。

在一个实施例中，在主机操作页面下，用户输入此次充磁任务的充磁电压和总容量，该总容量会被自动分配给各个参与工作的分机。比如，此次充磁任务被设定为3000V，10000µF，而每个充磁分机的最大充磁容量为6000µF。 于是，系统自动为各个分机分配任务，比如充磁容量优先分配给主机，多余的依次分配给分机。此时，主机充磁机一1被分配的任务信息是3000V，6000µF，从机充磁机二2被分配的任务信息是3000V，4000µF。

在另一个实施例中，在主机操作页面上，用户可以手动为各个分机设置充磁任务。例如，在默认页面下，显示的是主机充磁机一1的工作信息，用户可以在这个页面上为充磁机一1设置充磁电压和容量。当触摸屏点选“2#”按钮时，主页面切换到充磁机二2的控制页面，用户可以在这个页面上为充磁机二2设置充磁电压和容量。类似地，当触摸屏点选“3#”或“4#”按钮时，主页面切换成充磁机三3或充磁机四4的控制页面。

在实践中，手动设置分机任务仅为附加功能，优选使用系统自动为各个分机分配任务。

充磁任务分配或设置完成后，主机将分机电压和容量等任务信息发送到相应的分机，分机接受到任务指令后，自动按主机的要求进行调整。此时，分机无法进行任何操作，包括关机。分机完成调整准备后，将信息反馈回主机。主机在分机准备完成后才可以进行下一步操作。

在某一个实施例中，主机页面上的图标“2#”在分机没有准备好的时候依然显示暗色，如灰色；在分机的准备动作完成之后切换成亮色，如绿色。

图9的实施例展示了联机状态下的一个从机充磁机二2的显示页面。在联机状态下，从机本身的操作功能关闭，只接受主机的指令信息。在某个实施例中，从机本身的显示页面也关闭，全部集中通过主机的显示设备来显示工作状态。但是在图9的实施例中，从机保留了一个状态显示页面，用以显示当前电压，本机容量等当前状态信息。从机的状态显示的功能的保留能够方便用户直接快速的监视各个机器的工作状态，并能够快速找出和排除故障。

根据本实用新型的联机机组，其主机能够读取目前进入联动状态的充磁机的数量和容量，计算出所有联动充磁机的总容量；能够识别主机所接充磁夹具所能承受的最大容量及电压，为分机分配任务时避免总能量过大损坏充磁夹具；能根据充磁任务为各充磁机分机分配容量，设定分机电压，将设定电压等指示发生给各个分机；在各个分机工作时，主机可以监视分机状态，并接受分机的报警信号等故障信息。

根据本实用新型，形成联动充磁机组后，该机组的最大充磁容量成为了各个分机的充磁容量的总和，与其主机连接的充磁夹具因此能够提供大容量的充磁。当两个同样型号的充磁机被联动组成本实用新型的充磁机组时，其最大充磁容量是单机的两倍：当四个同样型号的充磁机被联动组成本实用新型的充磁机组时，其最大充磁容量是单机的四倍：以此类推，在电缆和信号线承载允许的范围内，最大容量没有上限，而且可以自由组合。

与现有技术中的多台小容量充磁机相比，本实用新型的单机的状态类似于现有技术中的多台小容量单机，在客户需要小容量充磁时完全能够实现互换使用；然而，当客户需要大容量充磁时，现有技术中的多台单机完全没有办法使用，而本实用新型的联动组合设计充磁机组能够任意组合为容量更大的充磁机组，以满足大容量的使用要求。

与现有技术中单台大容量充磁机相比，本实用新型的联动机组和现有技术的大容量单机都能提供较大容量来满足客户的大容量充磁需求，在客户需要大容量充磁时两者能够实现互换使用；然而，在客户需要小容量充磁时，现有技术中的大容量单机可以通过降低电容组合来满足使用要求，但只能提供一路输出来进行充磁，其他容量闲置；而本实用新型的多台联动组合充磁机拆分后可以作为多台可独立工作充磁机，分为多个工位独立进行工作，设备利用率更高。

综上所述，本实用新型突破了现有技术的偏见，提出了联动充磁机组的思路，通过硬件和软件的改装，在单机操作的基础上增加多机联动功能，实现电容共用，单机独立使用时完全满足标准充磁机功能，在需要容量更大的容量来提高磁场时，通过一定的线路连接和设定，能够实现多台充磁机组合使用，主机与从机组合使主机能够借用从机的充电系统、储能系统、保护系统，从而形成一个容量更大的充磁机。

以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可联动式充磁机组，其特征在于，由一个以上的充磁机组成，每一个充磁机都含有储能系统和控制信号系统，每一个充磁机的储能系统之间通过电缆相连，每一个充磁机的控制信号系统通过信号线相连，该一个以上的充磁机与电缆和信号线被如此设置以实现以下功能：

任意一个充磁机都可以被选择设定为联机模式，当处于联机模式时，所有处于联机模式的充磁机的储能系统一起组合工作；而且，

任意一个充磁机都可以被选择设定为单机模式，当处于单机模式时，该充磁机独立进行充磁工作，不受机组内其他充磁机的影响。

2.如权利要求1所述的一种可联动式充磁机组，其特征在于，当任意一个充磁机被选择设定为联机模式时，可以选择设定该充磁机为主机模式或者从机模式；当设置为主机模式时，该充磁机的控制信号系统能够控制机组内同时联机的其他充磁机，并向其他联机的充磁机发送指令信号；当设置为从机模式时，该充磁机的控制界面被锁定，接收从主机发来的控制指令。

3.如权利要求2所述的一种可联动式充磁机组，其特征在于，当该充磁机被设置为主机时，该主机会读取目前进入联机状态的所有充磁机的数量及总容量，并识别主机所接充磁夹具所能承受的最大容量及电压，防止能量过大损坏充磁夹具。

4.如权利要求2所述的一种可联动式充磁机组，其特征在于，当该充磁机被设置为从机时，从机除了接收从主机发来的控制指令外，还向主机发送本机容量、报警状态的信息。

5.如权利要求2所述的一种可联动式充磁机组，其特征在于，当该充磁机被设置为从机时，该从机的放电系统停止工作，从机的储能电容与主机的储能电容相连，为主机的放电系统提供电容容量。

6.如权利要求1所述的一种可联动式充磁机组，其特征在于，在联机状态时，各个充磁机的储能电容以并联的方式连接。

7.如权利要求1所述的一种可联动式充磁机组，其特征在于，各个充磁机的控制信号系统含有可编程逻辑控制器PLC，在联机状态时，各个充磁机的PLC之间通过232/485信号线连接或者通过网线组成网络，从而实现各个充磁机之间的信号通讯和数据传输。

8.如权利要求1所述的一种可联动式充磁机组，其特征在于，各个充磁机的控制信号系统含有可编程逻辑控制器PLC，在联机状态时，各个充磁机的PLC之间通过网线组网，并与云平台上的控制系统相连，服从云平台的控制。

9.如权利要求1所述的一种可联动式充磁机组，其特征在于，各个充磁机的控制信号系统含有控制器，用户通过控制器输入控制指令；各个充磁机的控制器之间通过信号线连接组成网络。