一种售水机的水量控制系统及其控制方法与流程

1.本技术涉及售水机技术领域，尤其涉及一种售水机的水量控制系统及其控制方法。


背景技术：

2.社区自动售水机是一种现制现售的自助售卖直饮水设备，主要由制水系统、售水系统、水箱和控制系统组成，具体可参考图1，其中控制系统控制制水系统、售水系统和水箱执行相关操作及各系统之间的数据交互。现有技术中的售水机通常直接以社区自来水为水源，当售水机开始工作时，首先将自来水引入制水系统中，并通过制水系统中的滤芯以及反渗透膜对引入的自来水进行过滤，然后通过控制系统将过滤好的纯净水存储到水箱中，用户通过刷卡、投币或扫码从售水系统中购买过滤好的纯净水。
3.在实际应用中，需要实时获取售水机水箱的水位状态，以此判断是否需要启动制水，或者判断是否需要停止售水。为实现上述效果，现有技术中通常采用两个液位计来进行水位判断，即在水箱的高水位和低水位处各设置一个液位计，通过读取液位计的信号，来判断当前水位所处的具体位置，当水位高于高水位时，停止制水；当水位低于低水位时，停止售水。现有技术中也有采用三个液位计来进行水位判断，设置三个液位计基于设置两个液位计的原理，区别仅为在中水位处增设一个液位计，当水位低于中水位时，开始启动制水。
4.但是，设置多个液位计存在成本高、走线复杂及生产组装不便的问题，而且液位计容易损坏，一旦其中一个液位计损坏，就会影响制水系统和售水系统的正常运行，从而导致整个售水机出现故障而停止运作，影响用户取水。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，解决现有技术中设置多个液位计存在成本高、走线复杂及组装不便的问题，本技术提供一种售水机的水量控制系统及其控制方法，能够降低成本、简化走线以及减少设备故障点，进而降低售水机出现故障的频率。
6.为了实现上述目的，一方面，本技术提供一种售水机的水量控制系统，具体包括：控制装置和一个液位计，所述液位计设置在水箱的高水位处，以表征水箱水量达到水满状态，并将水位信号发送给所述控制装置，所述控制装置被配置执行以下步骤：
7.根据所述液位计的水位信号，判断水箱水位是否达到高水位。
8.如果水箱水位低于高水位，则控制制水系统启动制水。
9.获取制水系统的制水效率和制水时间，根据所述制水效率和所述制水时间，获得制水量。
10.当所述制水量达到预设低量时，控制售水系统启动售水。
11.当所述水箱水位达到高水位时，控制制水系统停止制水，并将此时水箱水量标注为水箱容量。
12.实时获取售水系统的售水量，并根据所述售水量和所述水箱容量，获得实时水箱
水量。
13.如果所述实时水箱水量低于第一预设值，则控制所述制水系统启动制水。
14.如果所述实时水箱水量达到第二预设值，则控制所述制水系统停止制水。
15.进一步的，所述第二预设值等于所述水箱容量。
16.进一步的，当制水过程中没有售水情况发生时，所述获得实时水箱水量的具体方法为：
[0017]vc
＝v
r-vs[0018]
式中，vc为水箱水量，vr为水箱容量，vs为售水量。
[0019]
进一步的，当制水过程中有售水情况发生时，所述获得实时水箱水量的具体方法为：
[0020]vc
＝v
r-vs+λt
[0021]
式中，vc为水箱水量，vr为水箱容量，vs为售水量，λ为制水效率，t为制水时间。
[0022]
进一步的，所述水量控制系统还根据所述售水量与所述制水时间，对所述制水效率进行校正。
[0023]
进一步的，对所述制水效率进行校正的具体方法为：
[0024][0025]
式中，ω为校正制水效率，vs为售水量，t为制水时间。
[0026]
进一步的，所述水量控制系统根据所述液位计所在水位对应的水量，对所述水箱水量进行校正。
[0027]
进一步的，所述售水机初次使用时，默认水箱为空箱状态，即水箱水量为零。
[0028]
进一步的，所述第二预设值小于所述水箱容量，即第二预设值所处的水位低于高水位。
[0029]
第二方面，本技术还提供一种售水机的水量控制方法，具体包括以下步骤：
[0030]
根据液位计的水位信号，判断当前水位是否达到高水位。
[0031]
如果当前水位低于高水位，则制水系统启动制水。
[0032]
获取制水系统的制水效率和制水时间，根据所述制水效率和所述制水时间，获得制水量。
[0033]
当所述制水量达到预设低量时，售水系统启动售水。
[0034]
当水位达到高水位时，制水系统停止制水，并将此时水箱水量标注为水箱容量。
[0035]
实时获取售水系统的售水量，并根据所述售水量和所述水箱容量，获得实时水箱水量。
[0036]
如果所述实时水箱水量低于第一预设值，则制水系统启动制水。
[0037]
如果所述实时水箱水量达到第二预设值，则制水系统停止制水。
[0038]
本技术提供一种售水机的水量控制系统及其控制方法，只需在高水位处设置一个液位计，通过售水机制水系统参数以及水箱容量的设置，由水量控制系统实现水量计算，进而控制制水和售水进程。相较于现有技术，本技术减少了液位计的设置数量，从而成本更低，走线更方便，设备组装工艺更简单，液位计损坏的概率更低。
[0039]
本技术提供一种售水机的水量控制系统及其控制方法，本技术只需在水箱高水位
处设置一个液位计，以表征水箱水量达到水满状态，并将水位信号发送给控制装置，通过售水机制水系统参数以及水箱容量，由控制装置实现水量计算，进而控制制水和售水进程。相较于现有技术，本技术减少了液位计的设置数量，从而成本更低，走线更方便，设备组装工艺更简单，液位计损坏的概率更低。
附图说明
[0040]
为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]
图1为现有技术中售水机结构示意图；
[0042]
图2为本技术实施例提供的一种售水机结构示意图；
[0043]
图3为本技术实施例提供的一种售水机的水量控制系统工作流程示意图。
具体实施方式
[0044]
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行完整、清楚的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0045]
为便于理解本技术实施例的技术方案，以下首先对本技术实施例所涉及到的一些概念进行说明。
[0046]
制水效率指制水系统每小时的产水量，是一个系统参数，具体与售水机设备的反渗透膜参数以及泵有关。具体的，制水效率可简单表示为：制水效率＝制水量
÷
制水时间，由此，可以根据此公式，计算得到制水量。
[0047]
售水量是指售水机设备中售水系统销售的直饮水体积，单位为升。
[0048]
参考图1，目前，市场上常规的售水机水箱一般采用在高水位、中水位和低水位处设置液位计来测量水位情况，并通过水位判断制水、售水等逻辑。但是，设置多个液位计的方案，存在以下缺点：故障隐患多、布线复杂、成本高。参考图2，为本技术实施例提供的售水机结构示意图，从图上可以看出，本技术实施例只在高水位处设置一个液位计，且由于水箱容量与制水效率是售水机设备的固定参数，本技术实施例正好利用这两个参数，再根据制水时间，通过cpu计算，模拟实现水箱水量的计算，从而判断出水箱中的实时水位；当制水达到预设低量，类似于达到低水位就开始恢复销售，达到高水位则恢复水量为水箱容量，并与液位计相互校正，更好地完成售水机设备制水和销售等流程。
[0049]
需要说明的是，本技术实施例并不限定将液位计设置在高水位处，也可以设置在中水位处，高水位部分也能通过cpu计算得出，具体的实现原理和实现步骤与将液位计设置在高水位处均是类似的。
[0050]
参见图3，为本技术实施例提供的一种售水机的水量控制系统工作流程示意图。本技术实施例第一方面提供一种售水机的水量控制系统，具体包括：控制装置和一个液位计，该液位计设置在水箱的高水位处，以表征水箱水量达到水满状态，并将水位信号发送给控制装置，而控制装置被配置执行以下步骤：
[0051]
步骤s11：根据液位计的水位信号，判断水箱水位是否达到高水位。本技术实施例中，默认水箱为空箱状态，即水箱水量为零。需要说明的是，这里存在一种情况，比如售水机初次使用时，当前水位状态是无法得知的，这种情况就默认水箱为空箱状态，即水箱水量为零。
[0052]
步骤s12：如果水箱水位低于高水位，则控制制水系统启动制水。
[0053]
步骤s13：获取制水系统的制水效率和制水时间，并根据制水效率和制水时间，获得制水量。具体的，制水量为制水效率和制水时间的乘积，即简单表示为：
[0054]
q＝λt
[0055]
式中，q为制水量，λ为制水效率，t为制水时间。
[0056]
步骤s14：当制水量达到预设低量时，控制售水系统启动售水。
[0057]
具体的，此处预设低量可根据具体情况和具体需要进行设置，没有限定为某一固定取值。比如，本技术实施例将该预设低量设置为30升，假设制水效率为60升每小时，那么制水0.5小时后，水箱内的储水量必定是大于或者等于30升的，此时就可以开启售水，也不会因储水量不足而影响到售水机的正常运行。
[0058]
步骤s15：当水箱水位达到高水位时，控制制水系统停止制水，并将此时水箱水量标注为水箱容量。
[0059]
具体的，当制水系统持续制水时，经过一定的制水时间，水箱水位达到高水位，此时设置在高水位处的液位计即将此时表示水满状态的水位信号发送给控制装置，控制装置收到水位信号后，就控制制水系统停止制水动作。而且，当水箱水位达到高水位时，此时的水箱就被判定为满箱状态，可以认为此时的水箱水量即为水箱容量，并通过cpu进行实时标注。
[0060]
步骤s16：实时获取售水系统的售水量，并根据售水量和水箱容量，获得实时水箱水量。
[0061]
具体的，当制水过程中没有售水情况发生时，获得实时水箱水量的具体方法为：
[0062]vc
＝v
r-vs[0063]
式中，vc为水箱水量，vr为水箱容量，vs为售水量。
[0064]
而当制水过程中有售水情况发生时，获得实时水箱水量的具体方法为：
[0065]vc
＝v
r-vs+λt
[0066]
式中，vc为水箱水量，vr为水箱容量，vs为售水量，λ为制水效率，t为制水时间。
[0067]
步骤s17：如果实时水箱水量低于第一预设值，则控制制水系统启动制水。
[0068]
本技术实施例中，第一预设值是根据具体情况进行调整设定的。假设水箱容量为100升，那么第一预设值可以设定为低于高水位对应水量的任意值，比如为了在取水高峰期时也能保证充足的储水量，可以将第一预设值设定为80升，即当储水量低于80升时，控制装置就发出制水信号，制水系统接收到制水信号后，就启动制水；当然，又考虑到储水量太大容易造成水质不新鲜的情况，则可以将第一预设值设定为50升，即当售水量达到50升，储水量也只有50升的时候，才启动制水，这样既能保证一定的储水量，又不会因储水过多而影响水质新鲜度。因此，第一预设值是根据具体情况灵活设置的。
[0069]
步骤s18：如果实时水箱水量达到第二预设值，则控制制水系统停止制水。具体的，第二预设值可设置为大于或等于第一预设值。
[0070]
本技术实施例中，第二预设值可设置为等于水箱容量，即第二预设值所处的水位正好位于设置液位计的高水位处，当水箱水量所处水位达到高水位时，水箱则为水满状态，即可停止制水。每次售水以后，均需制水到高水位处，才停止制水，每次制水都会制满水箱，即水箱水量等于水箱容量，那么水箱水量就相当于是固定参数，便于作为后续计算的依据，以及便于作为校正制水效率及水箱水量的基准点。
[0071]
当然，本技术实施例的第二预设值也可以小于水箱容量，即第二预设值所处的水位低于高水位，这样水箱水量就不长期处于满箱状态，而是可以根据实际情况进行具体设定，进一步保证了水箱内水质的新鲜度。比如，假设水箱容量为100升，在取水频繁的时间段，可以将第二预设值设为100升，以满足用户都能取到直饮水；在取水频率一般的时间段，可以将第二预设值设为70升，这样只要水箱水量达到70升，就停止制水，而不需要制满到100升；在取水频率最低的时间段，比如半夜时分，取水量大都很小，就可以将第二预设值直接设定为第一预设值50升，这样不管多少用户取水，只要售水量不超过50升，就不制水，只有当水箱水量低于50升才启动制水，而制水达到50升就停止制水。这样通过自适应调整第二预设值，就可以自适应调整水箱水量，从而减少了储水量，最大程度地保证水质新鲜度。
[0072]
进一步的，本技术实施例还能根据售水量和制水时间，对制水效率进行校正，具体表示为：
[0073][0074]
式中，ω为校正制水效率，vs为售水量，t为制水时间。
[0075]
制水效率为每小时的制水量，具体表示为：制水效率＝制水量
÷
制水时间。由于制水效率会随着设备老化和温度变化而发生改变，本技术实施例还能实现制水效率的自动校正功能。
[0076]
具体的，在自动售水机等类似设备上，制水量可近似看做等于售水量。而售水量可以通过销售数据换算出来，也就是通过计算一段时间范围内的售水量和总的制水时间，就可以大致计算出制水效率，也就是说这段时间内制水效率也就等于售水量除以制水时间。cpu在水满状态下会统计一段时间内的售水量与制水总时间，因为当前状态为水满状态，有液位计控制，因此没有误差。
[0077]
但是，由于售水量并不完全等于制水量(可能受水箱制水控制的调整，销售量大于或小于制水量都存在可能)，因此在实际应用中时，将时间长度拉长，就会越接近真实的数值，误差也会变得更小。比如，本技术实施例可采用7天为一个计算周期，计算7天的制水总时长和7天的售水量，从而计算出近7天的平均制水效率。通过近几个月的数值对比，给用户参考是否有设备故障或其他情况。
[0078]
本技术实施例中，水量控制系统还能够根据液位计所在水位对应的水量，对水箱水量进行校正。
[0079]
本技术实施例中，液位计所在水位即为高水位，而高水位就是水箱水位的一个状态，也是水箱水位的一个校准点。因为通过模拟计算水位存在一定的误差，如果不做校正，误差会越来越大，因此高水位的状态也同时是水位校正的一个校准点。
[0080]
具体的，由于制水效率会受设备老化温度等外界参数影响，因此通过制水效率计算出来的制水量会有一定的误差。本技术实施例保留了一个液位计，而该液位计在水箱的
位置是固定的，水箱容量也是固定的。在控制装置中，有一个参数记录的是水箱当前水量，在水量低于高水位时，水量的计算都是通过制水量模拟计算得出的，当水量达到高水位，这时候就能够得知真实的当前水量。这时候需要将计算出的当前水量校正为真实水量，也就是液位计所在位置的水量，即水箱容量。
[0081]
比如，水箱容量是500升，当前水箱容量为300升，制水1个小时后，假设制水效率为200升每小时，那么一小时后水箱就应该处于水满状态，即水位达到高水位。但是制水效率有一定的误差，这时候水位还没达到高水位，这种情况cpu会按照低于500升计算，持续制水，直到水位达到高水位后，cpu再将当前水量设置为水满状态，即500升。
[0082]
由此可见，通过液位计对水箱水位进行校正，能够保证长时间地使用本技术提供的技术方案，也不会造成误差越来越大的问题。
[0083]
本技术实施例中，去掉了低水位，只采用高水位。水位计算方式如下：
[0084]
用户设置好设备的制水效率(400加仑，800加仑，1600加仑等)，设备自动转化为升每分钟，并设置好水箱容量。假设水箱总水量为500升，制水效率为2升每分钟。
[0085]
当水量达到高水位后，控制装置记录当前水量为水箱容量，即500升，水箱处于水满状态，通过售水系统的消费记录，用户每消费一笔，水箱水量相应减少这次消费的升数。控制装置可以通过用户设置的启动制水升数来判断是否启动制水，比如用户设置的启动制水升数为10升，则当消费量达到10升后，开始启动制水，制水到高水位停止。
[0086]
如果用户消费量(也可看做售水系统的售水量)大于制水效率，则有可能消耗比制水更快。这种情况，如果用户消费量减去制水量接近用户设置的低水位水量，则售水系统停止销售，待制水达到一定范围再恢复销售，实现与低水位类似的功能。
[0087]
与现有技术相比，本技术实施例具有下述有益效果：
[0088]
第一，减少了液位计的设置数量，降低了成本；
[0089]
第二，布线方便，设备组装工艺简化；
[0090]
第三，减少到只有一个液位计的故障点(液位计损坏的概率降低)；
[0091]
第四，液位计损坏可以通过软件算法校正保护。
[0092]
本技术实施例第二方面提供一种售水机的水量控制方法，用于指导操作本技术实施例第一方面提供的一种售水机的水量控制系统，对于本技术实施例第二方面提供的一种售水机的水量控制方法中未公开的细节，请参见本技术实施例第一方面提供的一种售水机的水量控制系统。该水量控制方法，具体包括：
[0093]
步骤s21：根据液位计的水位信号，判断当前水位是否达到高水位。
[0094]
步骤s22：如果当前水位低于高水位，则制水系统启动制水。
[0095]
步骤s23：获取制水系统的制水效率和制水时间，根据制水效率和制水时间，获得制水量。
[0096]
步骤s24：当制水量达到预设低量时，售水系统启动售水。
[0097]
步骤s25：当水位达到高水位时，制水系统停止制水，并将此时水箱水量标注为水箱容量。
[0098]
步骤s26：实时获取售水系统的售水量，并根据售水量和水箱容量，获得实时水箱水量。
[0099]
步骤s27：如果实时水箱水量低于第一预设值，则制水系统启动制水。
[0100]
步骤s28：如果实时水箱水量达到第二预设值，则制水系统停止制水。
[0101]
综上所述，从售水机设备整体结构上，本技术实施例不仅减少了设置在低水位或者中水位的液位计数量，还减少了液位计与控制装置的连接线，这样设备在组装时就减少了布线数量，同时也减少了故障点数量。
[0102]
本技术实施例中，由于去掉了低水位和中水位，售水机水箱水位的确定主要通过cpu计算来实现。水箱容量与制水效率是设备固定的参数，通过将这两个参数发送给控制装置，从而实现软件模拟售水机水箱水位的计算，具体方法简单概括为：
[0103]
当售水机第一次启动，cpu默认水箱为空箱状态，此时制水系统启动制水；当制水量达到预设低量，比如30升水，允许售卖。当制水达到高水位后，制水系统停止制水，同时校正当前的水箱水位为水满状态，即水满状态下的水箱水量等于水箱容量。
[0104]
售水系统启动后，若水箱水位低于高水位，则此时的水箱水量＝水箱容量-售水量。可以根据具体情况进行启动设置，比如，可设置为水箱水量低于水箱容量10升，cpu启动制水，达到高水位后，停止制水，同时校正水箱水位为水满状态。
[0105]
当售水量比较大时，水箱水量＝水箱容量-售水量+(制水效率
×
制水时间)。
[0106]
由于制水效率会随着老化温度等因素变化，本技术实施例还会根据售水量与制水时间对制水效率重新校准。
[0107]
本技术提供一种售水机的水量控制系统，具体包括控制装置和一个液位计，所述液位计设置在水箱的高水位处，以表征水箱水量达到水满状态，并将水位信号发送给所述控制装置，所述控制装置被配置执行以下步骤：
[0108]
根据所述液位计的水位信号，判断水箱水位是否达到高水位。
[0109]
如果水箱水位低于高水位，则控制制水系统启动制水。
[0110]
获取制水系统的制水效率和制水时间，根据所述制水效率和所述制水时间，获得制水量。
[0111]
当所述制水量达到预设低量时，控制售水系统启动售水。
[0112]
当所述水箱水位达到高水位时，控制制水系统停止制水，并将此时水箱水量标注为水箱容量。
[0113]
实时获取售水系统的售水量，并根据所述售水量和所述水箱容量，获得实时水箱水量。
[0114]
如果所述实时水箱水量低于第一预设值，则控制所述制水系统启动制水。
[0115]
如果所述实时水箱水量达到第二预设值，则控制所述制水系统停止制水。
[0116]
由以上技术方案可知，本技术提供一种售水机的水量控制系统及其控制方法。本技术只需在水箱高水位处设置一个液位计，以表征水箱水量达到水满状态，并将水位信号发送给控制装置，通过售水机制水系统参数以及水箱容量，由控制装置实现水量计算，进而控制制水和售水进程。相较于现有技术，本技术减少了液位计的设置数量，从而成本更低，走线更方便，设备组装工艺更简单，液位计损坏的概率更低。
[0117]
以上结合具体实施方式和范例性实例对本技术进行了详细说明，使本领域技术人员能够理解或实现本技术，不过这些说明并不能理解为对本技术的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本技术精神和范围的情况下，可以对本技术技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本技术的范围内。本技术的保护范围以所附权利要求
为准。