种类型的可控制电力供应器,可控制电压电力供应器和可控制电流电力供应器。可控制电压电力供应器输送由电力供应器控制器控制的电压。用于EDI模块10的可控制电力供应器的示范性电压范围为:5到100V ;10到180V ;20到240V ;60到600V。可控制电流电力供应器输送由电力供应器控制器110控制的电流。可控制电流供应器的示范性电流范围为:5到80mA ;10到120mA ;1到120mA ;1到1A ;0.1到10A。两种类型的可控制电力供应器可结合电力供应器控制器110来使用。
[0077]因为电流是在EDI模块中驱动净化工艺的一个物理参数,所以可控制电流电力供应器有助于较简单且较能作出响应的控制。当然,当结合电流计来使用时,可用可控制电压电力供应器实现相同程度的响应性和控制。通常,可使用可控制电流电力供应器与可控制电压电力供应器两者。
[0078]在步骤450,使用包含基线电流的所保存的系统状态的软启动操作通过将基线电流施加到EDI模块10而重新启动EDI模块10。在一个实施例中,在停止水净化系统之后,可选地即刻保存基线电流,这是因为(例如)水箱变满,从而使系统处于“待机”或“空闲”模式。可在系统100的操作期间在任何时间发生软启动。通常,当系统由于其正常操作而停止时,发生软启动状态。相比之下,当系统由于并非水净化系统的正常操作的部分的显著事件而启动时,例如,当系统首次安装时,当EDI模块10被替换时,当RO模块被替换时,等等,发生硬启动状态。
[0079]现参看图5,流程图500详述若干选项以处置步骤430的硬启动操作。在步骤505中,控制系统通过以预定探测电流运行EDI模块10持续某预定时间且测量净化水的WQ 11来建立EDI模块10的状态。在一个实施例中,如果WQ测量值11超过水质的所接收的范围的上限,那么确定模块处于过再生状态;或如果WQ测量值11处于所接收的范围内,那么确定模块处于接近平衡状态。在步骤510,将预定最大初始电力和预定最小初始电力施加到EDI模块10直到WQ处于所接收的范围内为止。
[0080]在步骤520,确定供水的离子负载。在知道供水的离子负载之后,通过预定EDI模块10的电力要求与供水的离子负载之间的关系且将电力施加到EDI模块10以供应所计算的初始电流,而确定初始基线电流。该预定关系考量净化水系统的所有净化因素,包含RO预处理和EDI模块10的性能的先验假设,以便优化初始基线电流的估计。
[0081]步骤530详述通过以下方式来确定供水的离子负载的一种方式:向EDI模块提供大致上已知的过量能力;施加最小电力;以及测量WQ传感器16测量净化水20的改变的时间间隔;以及根据时间间隔、EDI模块10的大致上已知的过量能力和所施加的电力而预定供水的离子负载的关系。在一个实施例中,EDI模块10大致上处于完全再生的状态。
[0082]步骤520描述基于供水14的离子负载来估计初始基线电流的“硬启动”状态的另一实施例。根据这个实施例,基于水净化系统14的离子负载与EDI模块10的基线电流之间的(预定)关系来确定初始基线电流。该预定关系考量净化水系统的所有净化因素,包含以下的先验假设:(a) RO预处理的性能,(b) EDI模块10的性能、以及(c)来自电力供应器的电力与EDI模块10的电流之间的关系。步骤510计算初始基线电流与电力供应器所供应的EDI模块10的电力,且以设置为该预定电平的EDI模块10的电力启动水净化系统。在某预定延迟时间之后,如果WQ处于指定水质范围内,那么电力供应器控制器110继续步骤320中的操作。替代地,如果WQ处于水质的所接收的范围外,那么系统状态转变为WQ处于范围外状态312且进行到步骤430以使WQ处于所接收的范围内。
[0083]步骤530描述基于EDI模块10的离子负载来估计初始基线电流的“硬启动”状态310的另一实施例。根据这个实施例,基于EDI模块10的已知的(预定)过量能力、用于驱动EDI模块10的电流与用于消耗该过量能力的时间间隔之间的(预定)关系来确定EDI模块10的离子负载。步骤530以低电力启动系统,其中该低电力低于获得目标WQ所需要的预期电力。因为模块处于过再生状态,所以WQ将高于指定水质范围。电力供应器控制器110进行到监视净化水的WQ 11直到净化水的WQ 11 (例如)改变到指定水质范围内的值为止,且测量发生这改变的时间间隔。电力供应器控制器110接着计算所估计的基线电流和EDI模块10的电力,且进行到将电力设置为该电平。在WQ处于指定水质范围内的实施例中,系统进行到图6中的步骤440。
[0084]现参看图6,流程图600图示了电力供应器控制器110连续地调整电力以维持WQ接近所接收的目标水质的其它细节。在步骤610,控制系统基于所测量的WQ和所接收的目标水质,来预定传递函数以将电力的改变施加到EDI模块10,以及使用所预定的传递函数而在闭环操作中操作EDI模块10。在步骤620,通过探测EDI模块10以根据施加到EDI模块10的电力的探测改变而确定所测量的WQ的改变,而在将电力供应到EDI模块10的同时调整传递函数。在步骤640,公开了传递函数是比例积分导数(PID)函数或传递函数为导函数。常规系统通常使用比例控制系统。使用导函数会提供对电力供应器12的较准确的控制,以达到且维持目标水质。
[0085]在步骤660,通过使用至少一个净化因素来计算传递函数而预定传递函数。在670,公开了至少一个净化因素包含以下中的至少一个:供水离子负载;供水的反渗透(RO)预处理的性能;以及EDI模块性能。
[0086]在步骤680,确定或预定对EDI模块10施加的电力的改变与所测量的WQ值的改变之间的滞后时间,且当调整电力以维持WQ接近所接收的水质目标时调整传递函数以补偿滞后时间。用于补偿滞后时间的技术包含(但不限于)无差拍控制、滞后补偿器和史密斯预测器。
[0087]现参看图7,流程图700详述预定或确定维持电力且接着在EDI模块10处于待机或空闲状态时施加维持电力的步骤710。维持电力的施加抵消反向扩散的效果,而反向扩散干扰EDI模块10的平衡状态,如上文所描述。步骤720描述模块的冲洗,如果气体积聚过量且影响维持电力的有效施加,那么可需要模块的冲洗。在这种状况下,控制系统引起低流量,或高间隙性流量。冲洗循环可由控制系统预定或确定。
[0088]图8、图9和图10示出电力供应器控制器使用电导率(例如,以纳西/厘米[nS/cm]为单位)而非电阻率来测量净化水的WQ 11的替代实施例。根据公式电导率=1+电阻率,电导率是电阻率的倒数。使用该公式,电阻率1M Ω.cm等于导电率100nS/cm。
[0089]图8示出电力供应器控制器的控制逻辑的整体流程图800,且EDI模块10产生净化水的操作被示出。在这个实施例中,当系统处于硬启动状态时,电力供应器控制器施加80mA的初始电流(而不是电力供应器的最高的可能电流120mA),其中最小电流设置为60mA(而不是最低的可能电流1mA)。此处,净化水的水质值的所接收的范围和该范围内的所接收的目标组合为目标。在这个实施例中,首先将电力施加到EDI模块10以使WQ处于所接收的目标内,且接着通过探测来连续地调整电力以维持WQ接近所接收的目标水质范围。过程始于处理框810,其中以施加到EDI模块10的80mA进行硬启动,或始于处理框812,其中以施加到EDI模块10的预先存储的电流进行软启动。
[0090]在处理框420中,从净化水的水质传感器接收水质测量值(WQ)(即,监视从EDI模块10产生的净化水20),且确定水质是否低于所接收的目标值。如果水质低于目标,那么处理在增加EDI模块10的电流的处理框中继续,否则,处理在处理框840中继续。
[0091]在处理框832中增加电流之后,使用滞后时间2而发生延迟,这会实现处理框832中的电流增加以影响水质,且处理在处理框830中继续。
[0092]在处理框840中,发生延迟(滞后时间I)以继续在处理框830中检查水质,且当计时器(滞后时间I)期满时,在处理框850中,比较电流与预定电流,此处为60mA。如果供应到EDI模块10的电流大于或等于预定值,那么处理在处理框830中继续,否则,在处理框860中减小电流,且处理在再次比较供应到EDI模块10的电流与预定值的处理框870中继续,且如果电流小于预定值,那么处理在确定水质是否低于目标的处理框880中继续,否则处理在处理框830中继续。
[0093]参看图9,在流程图900中给流程图800作注解以在上文结合图8所描述的实施例中进一步解释控制系统100。在三个环路或循环910、920和930中示出控制系统进程,这取决于WQ低于(水质的)目标(循环910)还是高于(水质的)目标(循环920)且还取决于标记为“有限探测”的探测循环(循环930)。对滞后时间的引用分别指示在测试水质是否低于目标之前和在测试电流电平之前的预定延迟。预定滞后时间(滞后时间I和滞后时间2)用于补偿对EDI模块10施加的电力的改变与所测量的WQ值的改变之间的延迟。在一个实施例中,调整传递函数以补偿该延迟而维持WQ接近所接收的水质目标。
[0094]图10为图8和图9所描述的实施例的变体。在这实施例中,硬启动810和软启动812的操作组合为“初始启动”1010。对滞后时间的引用指示在测试水质是否低于目标之前的预定延迟。相对于图8中的过程800的其它变体包含比较电流与基线电流的处理框1070。
[0095]图11示出由图3B中的框图340描述的一个实施例的流程图1100。系统在步骤1110中启动,接着在步骤1120中接收范围和目标的值,且在步骤1122中检索、估计或计算基线电流参数。取决于在启动步骤1110之前的系统的状态,通过预定公式(由安装人员输入到系统存储器中)来估计基线电流参数或从前一次运行计算基线电流参数。
[0096]在步骤1122之后,系统立即进入步骤1124,其目的是尽可能快地使水质处于范围内。因此,电力供应器控制器110将最大电流或最小电流供应到EDI模块10 ;如果水质低于该范围,那么供应最大电流;如果水