一种永磁体充磁的控制方法及系统
阅读说明：本技术 一种永磁体充磁的控制方法及系统 (Permanent magnet magnetizing control method and system ) 是由 赵毅 蒋怡航 钱君 于 2021-09-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种永磁体充磁的控制方法及系统,包括相互电性连接的机架、控制系统、充磁装置、高压脉冲电源及工业冷水机。控制系统包括数控模块、上位机通信模块、检测模块、调压整流模块、储能模块、通讯模块。本发明通过充磁系统对充磁头闭合位置,冷却水温度,冷却水流量,冷却水就地流量,变压器温度,充磁压头温度,充电电压等参数实施数字化采集和关联互动,实现系统检测模块对充磁工序关键工艺参数的监控和报警,进而实现对充磁系统的智能控制,保证了充磁设备的稳定性和充磁设备的安全使用条件,提高了产品良品率,降低生产综合成本。同时上位机通信模块从PLC中对多组生产数据进行采集、储存、实时显示,方便员工的可视化生产和远程监控。(The invention discloses a permanent magnet magnetizing control method and a permanent magnet magnetizing control system. The control system comprises a numerical control module, an upper computer communication module, a detection module, a voltage regulation and rectification module, an energy storage module and a communication module. According to the invention, the magnetizing head closing position, the cooling water temperature, the cooling water flow, the cooling water local flow, the transformer temperature, the magnetizing head temperature, the charging voltage and other parameters are digitally acquired and associated and interacted by the magnetizing system, so that the system detection module can monitor and alarm key process parameters of the magnetizing process, the intelligent control of the magnetizing system is further realized, the stability of the magnetizing equipment and the safe use condition of the magnetizing equipment are ensured, the product yield is improved, and the comprehensive production cost is reduced. Meanwhile, the upper computer communication module collects, stores and displays a plurality of groups of production data in real time from the PLC, thereby facilitating visual production and remote monitoring of staff.)
技术领域
本发明涉及永磁体充磁设备技术领域，尤其涉及一种永磁体充磁的控制方法及系统。
背景技术
目前永磁体充磁的普遍充磁方法是进行电能与磁能转换，简单的说就是AC220V的交流电经过升压整流后得到脉动的直流电，储存在电容中，经晶闸管导通后瞬间向充磁压头产生强脉冲电流放电，产生强大磁场对铁磁物质进行磁化。要得到稳定、合格的充磁产品，则充磁电源必须要高效、稳定、精度高。同时充磁夹具、充磁压头的合理设计、布置对生产稳定的充磁产品有着重要作用。目前还没有一种具体的智能控制方法来保证充磁设备的安全、高效、稳定使用，从而导致产品良品率偏低、综合成本偏高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种永磁体充磁的智能控制方法及系统，能够提高永磁体充磁设备的综合控制效果，实现充磁设备的安全、高效、稳定使用和生产数据的可视化。
为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：一种永磁体充磁的控制方法及系统包括机架、控制系统、充磁装置、高压脉冲电源及工业冷水机。
所述的控制系统包括数控模块、上位机通信模块、检测模块、调压整流模块、储能模块、通讯模块。所述检测模块包括充磁压头到位检测回路、冷却水温报警回路、冷却水低流量报警回路、冷却水就地低流量报警回路、变压器温度检测回路、充磁线圈温度检测回路、充电电压检测回路。所述数控模块与检测模块形成反馈电路；所述的整流模块是通过调节双向可控硅调节升压变压器的电压，然后经过桥式整流得到脉动的直流电压；所述的储能模块是通过电容储存电能，在晶闸管导通后瞬间向充磁压头产生强脉冲电流放电。
所述的充磁装置包括升降气缸、支撑导柱、上部气缸固定板、上部压头安装板、上部充磁压头、下部压头安装板、下部充磁压头、对射型光电传感器、流量开关，下部压头安装板固定安装在机架底板上，下部充磁压头固定安装下部压头安装板上，四根支撑导柱固定安装在下部压头安装板上，上部气缸固定板安装在支撑导柱顶端，升降气缸固定安装在上部气缸固定板上，上部压头安装板通过支撑导柱安装在上部气缸固定板和下部压头安装板之间，上部充磁压头固定安装在上部压头安装板下，对射型光电传感器固定安装在下部充磁压头两侧，流量开关安装于充磁压头进出水口。
所述的工业冷水机主要包括电源模块、水泵、温度控制器、压缩机、流量开关、温度传感器，包含两个主要回路：制冷回路和流体回路，工业冷水机能够向充磁装置的充磁压头提供恒温、恒流、恒压的冷冻水，带走充磁压头产生的热量，保证充磁压头处在允许的温度范围内运行。
优选地，所述的控制系统分别与充磁装置、高压脉冲电源及工业冷水机电性连接，所述的控制系统中的数控模块、上位机通信模块、检测模块、整流模块、储能模块互相电性连接。
优选地，所述的数控模块中的PLC模块对多组生产数据进行编辑处理，而所述的上位机通信模块从PLC中对多组生产数据进行采集、储存、实时显示。
优选地，所述的充磁装置的充磁压头，包括壳体和设置在壳体内的充磁线圈，所述壳体内设有冷却腔，所述冷却腔内注入有冷水，且所述壳体上设有两个进出水口，两个进出水口分别与工业冷水机的进出水口连接，保证冷却腔内冷却水的温度在设定的数值。
优选地，所述数控模块用于根据控制指令控制冷水机运行模式及温度参数、数字电位器调整参考电压、双向可控硅调节、单晶闸管导通、充磁装置的充磁动作。
优选地，所述的充电电压检测回路依靠采样电路进行电压采样，将采样结果反馈到数控模块，然后在调压整流模块中进行稳压控制。
优选地，所述的充磁压头到位检测回路依靠充磁装置中的对射型光电传感器及气缸到位传感器输出的开关控制信号反馈到数控模块，然后在充磁装置和储能模块中进行充磁动作控制。
优选地，所述的冷却水温报警回路、冷却水低流量报警回路依靠工业冷水机内置的温度传感器和流量传感器反馈模拟量结果到数控模块，经过AD转换，依据采集数据对工业冷水机运行参数、充磁装置和储能模块充磁动作进行控制。
优选地，所述的冷却水就地低流量报警回路依靠设置在充磁装置的充磁压头进出水口的流量开关对冷却水的流量情况进行二次检测控制。
优选地，所述的变压器温度检测回路、充磁压头温度检测回路依靠整流模块和充磁压头内置的温度传感器反馈模拟量结果到数控模块，经过AD转换，依据采集数据对高压脉冲电源运行参数和充磁动作进行控制。
本发明还提供一种永磁体充磁的控制方法，包括如下步骤：
（1）分别打开充磁装置、高压脉冲电源及工业冷水机的总电源开关，接通升降气缸气源，设置冷水机温度控制器参数，冷水机处于工作状态，向充磁装置充磁压头提供冷却水；
（2）在充磁装置的上位机通信模块设定参考冷却水温度、参考冷却水流量、参考充磁压头温度报警值、参考充磁电压，整个控制系统处于工作状态，充磁装置、高压脉冲电源及工业冷水机通过通讯模块进行联机控制；
（3）充磁装置上位机通信模块的设置参数分别输入至充磁装置的数控模块和高压脉冲电源的数控模块，在数控模块中对传输数据进行编辑处理，触发相应程序动作；
（4）充磁装置的升降气缸带动上部充磁压头下压到位，充磁准备动作就绪；
（5）高压脉冲电源经过电源输入、整流模块的升压整流、储能模块的电容储能得到准备向充磁压头导通的充磁电能，充磁电源准备就绪；
（6）经过检测模块多重检测回路对相应检测参数采集/传送至相应数控模块，符合充磁允许条件后，触发晶闸管导通，高压脉冲电源瞬间向充磁压头产生强脉冲电流放电，完成充磁动作，否则需根据上位机通信模块所示报警参数，对相关设备进行调整；
（7）系统重复上述四至六动作，对多组永磁体进行充磁，同时上位机通信模块从数控模块PLC中对多组生产数据进行采集、储存、实时显示，方便操作人员的可视化生产。
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明通过充磁系统对充磁工序中充磁头闭合位置，冷却水温度，冷却水流量，冷却水就地流量，变压器温度，充磁压头温度，充电电压等关键工艺参数实施数字化采集和关联互动，从而实现系统检测模块对充磁工序关键工艺参数的监控和报警，进而实现对充磁系统的智能控制，保证了充磁设备的稳定性和充磁设备的安全使用条件，从而提高了产品良品率，降低了生产综合成本。同时上位机通信模块从PLC中对多组生产数据进行采集、储存、实时显示，方便操作人员的可视化生产和管理人员的远程监控。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1为本发明实施例中整机的结构示意图；
图2为本发明实施例中充磁装置的结构示意图；
图3为本发明实施例中结构原理示意图；
图示说明：1-机架，2-控制系统，3-充磁装置，4-高压脉冲电源，5-工业冷水机，21/22-数控模块，23/24-上位机通信模块，25-检测模块，26-调压整流模块，27-储能模块，28-通讯模块，2501-充磁压头到位检测回路，2502-冷却水温报警回路，2503-冷却水低流量报警回路，2504-冷却水就地低流量报警回路，2505-变压器温度检测回路，2506-充磁压头温度检测回路，2507-充电电压检测回路，301-升降气缸，302-支撑导柱，303-上部气缸固定板，304-上部压头安装板，305-上部充磁压头，306-下部压头安装板，307-下部充磁压头，308-对射型光电传感器，309-流量开关，501-电源模块、502-水泵、503-温度控制器、504-压缩机。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
结合附图1、2、3所示，一种永磁体充磁的控制方法及系统，包括机架1、控制系统2、充磁装置3、高压脉冲电源4及工业冷水机5。
所述的控制系统2包括数控模块21/22、上位机通信模块23/24、检测模块25、调压整流模块26、储能模块27、通讯模块28，所述上位机通信模块23/24用于接收上位机发出的控制指令并传输至数控模块，所述控制指令包括冷水机参数调整指令、充电电压调整指令、充磁动作指令。所述检测模块25包括充磁压头到位检测回路2501、冷却水温报警回路2502、冷却水低流量报警回路2503、冷却水就地低流量报警回路2504、变压器温度检测回路2505、充磁压头温度检测回路2506、充电电压检测回路2507。所述数控模块21/22与检测模块25形成反馈电路。所述的整流模块26是通过调节双向可控硅调节升压变压器的电压，然后经过桥式整流得到脉动的直流电压。所述的储能模块27是通过电容储存电能，在晶闸管导通后瞬间向充磁压头305/307产生强脉冲电流放电。
所述的充磁装置3包括升降气缸301、支撑导柱302、上部气缸固定板303、上部压头安装板304、上部充磁压头305、下部压头安装板306、下部充磁压头307、对射型光电传感器308、流量开关309，下部压头安装板306固定安装在机架1底板上，下部充磁压头307固定安装下部压头安装板306上，四根支撑导柱302固定安装在下部压头安装板306上，上部气缸固定板303安装在支撑导柱302顶端，升降气缸301固定安装在上部气缸固定板303上，上部压头安装板304通过支撑导柱302安装在上部气缸固定板和下部压头安装板303/306之间，上部充磁压头305固定安装在上部压头安装板304下，对射型光电传感器308固定安装在下部充磁压头307两侧，流量开关309安装于充磁压头305/307进出水口。
所述的工业冷水机5主要包括电源模块501、水泵502、温度控制器503、压缩机504、冷水流量开关、温度传感器，包含两个主要回路：制冷回路和流体回路，工业冷水机能够向充磁装置3的充磁压头305/307提供恒温、恒流、恒压的冷冻水，带走充磁压头305/307产生的热量，保证充磁压头305/307一处在允许的温度范围内运行。
一种永磁体充磁的控制方法，所述的充磁装置3、高压脉冲电源4及工业冷水机5接通电源后，在上位机通信模块23/24设定参考冷却水温度、参考冷却水流量、参考充磁压头温度报警值、参考充磁电压，首先工业冷水机5恒温模式控制冷却水温度；再经过所述的高压脉冲电源4的电源输入、调压整流模块26的升压整流、储能模块27的电容储能得到准备向充磁压头导通的充磁脉动直流电压；根据所述的检测模块25的充磁压头到位检测回路、冷却水温报警回路、冷却水低流量报警回路、变压器温度检测回路、充磁压头温度检测回路、充电电压检测回路的输出控制信号结果，反馈至数控模块PLC，经数据编辑处理，给予触发信号至储能模块27，晶闸管导通后瞬间向充磁压头305/307产生强脉冲电流放电，同时充电电压、充磁电流、充磁时间、永磁体充磁计数生产数据被上位机通信模块采集、储存、实时显示。
具体的，一个完整的永磁体充磁步骤包括：
一、分别打开充磁装置3、高压脉冲电源4及工业冷水机5的总电源开关，接通升降气缸301气源。设置冷水机温度控制器503参数，冷水机处于工作状态，向充磁装置充磁压头305/307提供冷却水。
二、在充磁装置3的上位机通信模块24设定参考冷却水温度、参考冷却水流量、参考充磁压头温度报警值、参考充磁电压，整个控制系统处于工作状态，充磁装置3、高压脉冲电源4及工业冷水机5通过通讯模块28进行联机控制。
三、充磁装置上位机通信模块24的设置参数分别输入至充磁装置的数控模块22和高压脉冲电源的数控模块21，在数控模块中对传输数据进行编辑处理，触发相应程序动作。
四、充磁装置的升降气缸301带动上部充磁压头305下压到位，充磁准备动作就绪。
五、高压脉冲电源4经过电源输入、整流模块的升压整流、储能模块的电容储能得到准备向充磁压头305/307导通的充磁脉动直流电压，充磁电源准备就绪。
六、经过检测模块25多重检测回路对相应检测参数采集/传送至相应数控模块，符合充磁允许条件后，触发可控硅导通，高压脉冲电源4瞬间向充磁压头305/307产生强脉冲电流放电，完成充磁动作，否则需根据上位机通信模块23/24所示报警参数，对相关设备进行调整。
七、系统重复上述四至六动作，对多组永磁体进行充磁，同时上位机通信模块23/24从数控模块PLC中对多组生产数据进行采集、储存、实时显示，方便操作人员的可视化生产。
以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。
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