專(zhuān)利名稱(chēng)：有自我診斷功能的智能化反滲透純水機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制和智能化診斷技術(shù)，特別是涉及一種有自我診斷功能的智能化反滲透純水機(jī)控制器。
背景技術(shù)：
反滲透純水機(jī)是利用半透性反滲透膜的分離功能，將水在施以一定壓力的情況下，通過(guò)反滲透膜，部分水分子透過(guò)反滲透膜流出，即為純水。水中的雜質(zhì)(如無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)物、微生物等)相對(duì)濃縮后流出，技術(shù)上稱(chēng)之為濃水。由于反滲透膜工作時(shí)需要足夠的壓力，一般情況下都需要有增壓水泵提升壓力，以及在濃水出口施以限流裝置，通過(guò)控制濃水流量的方式保證反滲透膜有足夠的滲透壓。同時(shí)為保證反滲透膜能長(zhǎng)期安全的工作，在其前面必須有預(yù)處理的前置濾芯無(wú)論從哪個(gè)角度說(shuō)，反滲透純水機(jī)是凈水器中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、電器部件最多的，加上對(duì)水壓的要求很高，所以反滲透純水機(jī)由于各個(gè)部件原因引起的故障相對(duì)較多，很多故障必須是在帶水和高水壓狀態(tài)下才能判定，這給反滲透純水機(jī)的生產(chǎn)調(diào)試、售后維護(hù)都帶來(lái)了很大的不便，必須是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格長(zhǎng)期培訓(xùn)的人員才能勝任這些工作。給企業(yè)特別是給消費(fèi)者帶來(lái)了很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，是全面推廣反滲透技術(shù)面臨的巨大挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中作為反滲透純水機(jī)在生產(chǎn)調(diào)試和售后維護(hù)中存在的困難，提供一種有自我診斷功能的智能化反滲透純水機(jī)控制器，通過(guò)單片機(jī)處理傳感模塊采集的信號(hào)，對(duì)相應(yīng)的傳感器部件和輸出與執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行智能化自檢診斷，即時(shí)作出提示和警示，方便用戶(hù)使用和判定，提高維護(hù)人員處理的準(zhǔn)確性，還能通過(guò)數(shù)據(jù)端口連接上位計(jì)算機(jī)，達(dá)到生產(chǎn)調(diào)試的直觀化和自動(dòng)化。本發(fā)明提供的有自我診斷功能的反滲透純水機(jī)控制器，包括傳感模塊，控制模塊，執(zhí)行模塊，顯示模塊，其特征在于，核心控制模塊為一單片機(jī)，輸入與傳感模塊相連，輸出與執(zhí)行模塊和顯示模塊相連，傳感模塊包括用于測(cè)量進(jìn)水流量的進(jìn)水流量計(jì)；所述傳感模塊還包括進(jìn)水壓力傳感器、出水壓力傳感器、水傳感器，執(zhí)行模塊包括進(jìn)水電磁閥、水泵、沖洗電磁閥；所述控制模塊能獨(dú)立的控制執(zhí)行模塊的各個(gè)單元的工作，依據(jù)不同執(zhí)行模塊單元組合所得到的傳感模塊信號(hào)，對(duì)傳感模塊和執(zhí)行模塊的各個(gè)部件進(jìn)行診斷；所述有自我診斷功能的反滲透純水機(jī)控制器控制模塊的操作運(yùn)行控制方法是用匯編語(yǔ)言編制其工作程序，主程序的流程如下:(I)開(kāi)機(jī)初始化；(2)讀取故障標(biāo)志并顯示，確認(rèn)反滲透純水機(jī)是否能工作； (3)沖洗及沖洗狀態(tài)自檢程序，對(duì)沖洗狀態(tài)下的流量進(jìn)行判斷，確定相應(yīng)傳感器和執(zhí)行單元是否正常；
(4)制水及制水狀態(tài)自檢程序，對(duì)制水狀態(tài)下的流量進(jìn)行判斷，確定相應(yīng)執(zhí)行單元是否正常；(5)顯示數(shù)值和相關(guān)信息；(6)對(duì)個(gè)單元的狀態(tài)識(shí)別標(biāo)志進(jìn)行修正；(7)對(duì)新的參比數(shù)值進(jìn)行儲(chǔ)存。所述有自我診斷功能的反滲透純水機(jī)控制器控制模塊的操作運(yùn)行控制功能中有一沖洗及沖洗狀態(tài)自檢的功能，程序如下:(I)開(kāi)啟進(jìn)水電磁閥、沖洗電磁閥；(2)對(duì)進(jìn)水壓力傳感器進(jìn)行判斷，對(duì)進(jìn)水流量計(jì)進(jìn)行判斷；(3)確定源水是否送達(dá)；(4)判定沖洗電磁閥關(guān)閉前后的流量值診斷沖洗電磁閥的工作狀態(tài)；(5)比較當(dāng)前流量值和參比數(shù)值，判斷前置濾芯是否正常；(6)修改進(jìn)水壓力傳感器、進(jìn)水流量計(jì)、沖洗電磁閥、前置濾芯的狀態(tài)識(shí)別標(biāo)志。所述有自我診斷功能的反滲透純水機(jī)控制器控制模塊的操作運(yùn)行控制功能中有一制水及制水狀態(tài)自檢的功能，程序如下:(I)開(kāi)啟水泵進(jìn)入制水狀態(tài)；(2)測(cè)得進(jìn)水流量值；(3)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的判斷公式與對(duì)參比數(shù)值進(jìn)行計(jì)算；(4)依據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷水泵的工作是否正常；(5)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的判斷公式與上次制水時(shí)的流量值進(jìn)行比較，判定反滲透膜的工作狀態(tài)；(6)修改相關(guān)單元的狀態(tài)識(shí)別標(biāo)志；(7)對(duì)新的參比數(shù)值進(jìn)行儲(chǔ)存。所述有自我診斷功能的反滲透純水機(jī)控制器控制模塊中有串行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)功能和串行數(shù)據(jù)端口，利用串行數(shù)據(jù)端口可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取和交換，實(shí)現(xiàn)上位計(jì)算機(jī)調(diào)試和外接輔助診斷設(shè)備。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例有自我診斷功能的反滲透純水機(jī)控制器原理框圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例有自我診斷功能的反滲透純水機(jī)控制器的反滲透純水機(jī)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例有自我診斷功能的反滲透純水機(jī)控制器的主程序流程框圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例有自我診斷功能的反滲透純水機(jī)控制器的沖洗及沖洗狀態(tài)自檢程序流程框圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例有自我診斷功能的反滲透純水機(jī)控制器的制水及制水狀態(tài)自檢程序流程框圖；具體實(shí)施方法以下結(jié)合

對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
參見(jiàn)圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種有自我診斷功能的反滲透純水機(jī)控制器包括:硬件部分，由控制模塊，傳感模塊，執(zhí)行模塊，顯示模塊四部分組成，其中，控制模塊核心是單片機(jī)(STC12LE5410AD)。傳感模塊由進(jìn)水流量計(jì)、進(jìn)水壓力傳感器、出水壓力傳感器、水傳感器以及相關(guān)電路組成，連接至單片機(jī)的輸入端口。執(zhí)行模塊由進(jìn)水電磁閥、水泵、沖洗電磁閥以及相關(guān)驅(qū)動(dòng)電路組成，由單片機(jī)的輸出端口驅(qū)動(dòng)。串行數(shù)據(jù)端口連接至單片機(jī)的相應(yīng)輸入和輸出端口。單片機(jī)及其外圍電路、傳感器相關(guān)電路、執(zhí)行單元驅(qū)動(dòng)電路和顯示模塊顯示屏集中安裝在一塊印刷電路板上。下面是本發(fā)明的工作原理。有自我診斷功能的反滲透純水機(jī)控制器基本數(shù)據(jù)是水的流量值，根據(jù)不同的工作狀態(tài)和不同的部件要求，會(huì)得到不同的基本流量參數(shù):進(jìn)水電磁閥正常開(kāi)啟時(shí)，進(jìn)水壓力傳感器有感知信號(hào)，進(jìn)水流量計(jì)有流量值；沖洗電磁閥正常開(kāi)啟時(shí)，水路中的流量值將大幅增加，可以通過(guò)讀取進(jìn)水流量計(jì)的流量值來(lái)確認(rèn)；水泵啟動(dòng)時(shí)壓力會(huì)增加從而提高了流量值，當(dāng)水泵工作不正常時(shí)水壓就下降，進(jìn)水流量值也就達(dá)不到設(shè)定的要求；前置濾芯正常時(shí)，流入的源水能保證后級(jí)正常工作，當(dāng)前置濾芯堵塞時(shí)進(jìn)水流量值就會(huì)大幅下降；圖2所示的是反滲透純水機(jī)示意圖，水流途徑為:進(jìn)水口 1，進(jìn)水電磁閥2，進(jìn)水壓力傳感器3，進(jìn)水流量計(jì)4，前置濾芯5，水泵6，反滲透膜7，反滲透膜進(jìn)水口 8，反滲透膜純水出水口 9，出水壓力傳感器10，純水出水口 11，反滲透膜濃水出水口 12，沖洗電磁閥13，濃水限流閥14，濃水出水口 15，水傳感器16。當(dāng)滿(mǎn)足制水條件時(shí)反滲透純水機(jī)制水過(guò)程開(kāi)始，控制器先開(kāi)啟進(jìn)水電磁閥2，源水經(jīng)進(jìn)水口 I流入，正常時(shí)進(jìn)水壓力傳感器3有感知信號(hào)、進(jìn)水流量計(jì)4有流量值。當(dāng)進(jìn)水電磁閥2出現(xiàn)故障或無(wú)源水輸入時(shí)，進(jìn)水壓力傳感器3無(wú)感知信號(hào)、進(jìn)水流量計(jì)4無(wú)流量值。當(dāng)進(jìn)水壓力傳感器3或進(jìn)水流量計(jì)4出現(xiàn)故障時(shí)，雖有源水輸入但進(jìn)水壓力傳感器3無(wú)感知信號(hào)或進(jìn)水流量計(jì)4無(wú)流量值。此時(shí)就能判定這個(gè)部件出現(xiàn)故障，由于進(jìn)水壓力傳感器3或進(jìn)水流量計(jì)4出現(xiàn)故障并不會(huì)影響制水，所以我們只將其認(rèn)定為一級(jí)故障作出維修提示，但不停止 反滲透純水機(jī)工作。制水前先進(jìn)行沖洗，目的是沖走反滲透膜7內(nèi)部殘留的雜質(zhì)。沖洗電磁閥13和濃水限流閥14是并聯(lián)連通的，當(dāng)沖洗電磁閥13關(guān)閉時(shí)從反滲透膜濃水出水口 12流出的濃水僅經(jīng)過(guò)濃水限流閥14從濃水出水口 15流出，此時(shí)的流量值LP較小，沖洗電磁閥13正常開(kāi)啟時(shí)，水路中的流量值LC將大幅增加，可以通過(guò)讀取進(jìn)水流量計(jì)4的流量值來(lái)確認(rèn)。如果沖洗電磁閥13不能開(kāi)啟時(shí)，雖然不能進(jìn)行反滲透膜7的沖洗但不影響反滲透純水機(jī)的制水，我們只將其認(rèn)定為一級(jí)故障作出維修提示，不停止反滲透純水機(jī)工作。如果沖洗電磁閥13不能關(guān)閉時(shí)，就不能保證足夠的壓力以維持反滲透膜7的制水，我們將其認(rèn)定為二級(jí)故障作出維修警示，同時(shí)停止反滲透純水機(jī)工作等待修理。反滲透膜純水出水口 9的純水流經(jīng)出水壓力傳感器10從純水出水口 11輸出，出水壓力傳感器10可以作為啟動(dòng)反滲透純水機(jī)制水的信號(hào)。反滲透膜7制水需要足夠高的水壓力，市政自來(lái)水無(wú)法達(dá)到需要水泵6進(jìn)行增壓，水泵6啟動(dòng)時(shí)壓力會(huì)增加從而達(dá)到較高的流量值LB，當(dāng)水泵6工作不正常時(shí)水壓就下降，進(jìn)水流量值也就達(dá)不到設(shè)定的要求。根據(jù)反滲透膜7的特性和水泵6的工作特點(diǎn)，我們?cè)O(shè)定了幾種狀態(tài)，正常制水的進(jìn)水流量值應(yīng)該滿(mǎn)足240ml/min，達(dá)不到作為一級(jí)故障處理；LB >
1.5LP(LP是水泵6未啟動(dòng)時(shí)的進(jìn)水流量值)，如果達(dá)不到說(shuō)明水泵6沒(méi)有工作或出現(xiàn)故障不能保證反滲透膜7制水，作為二級(jí)故障處理；鑒于整個(gè)水路的流量值不會(huì)發(fā)生突變的原則此次進(jìn)水流量值LB不會(huì)大于上次制水時(shí)進(jìn)水流量值LBC的1.2倍。前置濾芯5是源水水流通路，正常時(shí)應(yīng)該能確保流量值LC大于210ml/min，如果達(dá)不到這個(gè)數(shù)值說(shuō)明前置濾芯5堵塞，但因?yàn)檫@個(gè)變化是不會(huì)突變的，我們只將其認(rèn)定為一級(jí)故障作出維修提示，不 停止反滲透純水機(jī)工作。水傳感器16的任務(wù)是感知是否存在漏水現(xiàn)象，它的權(quán)重是最大的，控制器一旦感知就會(huì)立即關(guān)閉進(jìn)水電磁閥2，停止反滲透純水機(jī)工作。圖3所示的是本發(fā)明實(shí)施例的主程序流程框圖，使用匯編語(yǔ)言編制，通過(guò)單片機(jī)對(duì)硬件電路進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)各種功能；(I)開(kāi)機(jī)初始化；(2)讀取故障標(biāo)志并顯示，確認(rèn)反滲透純水機(jī)是否能工作:無(wú)故障執(zhí)行下面的程序，一級(jí)故障也可繼續(xù)執(zhí)行程序，有二級(jí)故障則停止執(zhí)行下面程序等待維修；(3)從其它傳感器(如出水壓力傳感器10)感知是否需要制水，如果需要進(jìn)入下面程序；(4)，在沖洗狀態(tài)下完成對(duì)進(jìn)水電磁閥2、進(jìn)水壓力傳感器3、進(jìn)水流量計(jì)4、沖洗電磁閥13、前置濾芯5的自檢；(5)執(zhí)行《制水及制水狀態(tài)自檢程序》，在制水狀態(tài)下完成對(duì)水泵6、反滲透膜7的自檢；(6)顯示數(shù)值和功能相關(guān)信息；(7)對(duì)個(gè)單元的狀態(tài)識(shí)別標(biāo)志進(jìn)行修正，以備以后使用或串行數(shù)據(jù)端口調(diào)用；(8)對(duì)新的參比數(shù)值進(jìn)行儲(chǔ)存，以備以后使用或串行數(shù)據(jù)端口調(diào)用。圖4是本發(fā)明實(shí)施例有自我診斷功能的反滲透純水機(jī)控制器的沖洗及沖洗狀態(tài)自檢程序流程框圖當(dāng)主程序進(jìn)入制水時(shí)就進(jìn)入本程序:(I)開(kāi)啟進(jìn)水電磁閥2、沖洗電磁閥13 ；(2)對(duì)進(jìn)水壓力傳感器3進(jìn)行判斷，對(duì)進(jìn)水流量計(jì)4進(jìn)行判斷；(3)其中一個(gè)出現(xiàn)故障作一級(jí)故障標(biāo)志，繼續(xù)執(zhí)行下面程序；如果二個(gè)都沒(méi)有感知作為無(wú)源水處理；(4)判定沖洗電磁閥13關(guān)閉前流量值LC和沖洗電磁閥13關(guān)閉后的流量值LP，診斷沖洗電磁閥13的工作狀態(tài)；(5)比較沖洗電磁閥13關(guān)閉前流量值LC和參比數(shù)值，判斷前置濾芯5是否正常；(6)修改進(jìn)水壓力傳感器3、進(jìn)水流量計(jì)4、沖洗電磁閥13、前置濾芯5的狀態(tài)識(shí)別ο圖5是本發(fā)明實(shí)施例有自我診斷功能的反滲透純水機(jī)控制器的制水及制水狀態(tài)自檢的功能，程序如下:(I)開(kāi)啟水泵6進(jìn)入制水狀態(tài)；(2)測(cè)得進(jìn)水流量值LB ；(3)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的判斷公式與對(duì)參比數(shù)值進(jìn)行計(jì)算；(4)將LB與LP比較，依據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷水泵6的工作是否正常；(5)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的判斷公式與上次制水時(shí)的流量值LBC進(jìn)行比較，判定反滲透膜7的工作狀態(tài)；(6)修改相關(guān)單元的狀態(tài)識(shí)別標(biāo)志；(7)對(duì)新的參比數(shù)值進(jìn)行儲(chǔ)存。水 傳感器16的任務(wù)是感知是否存在漏水現(xiàn)象，它的權(quán)重是最大的，控制器在執(zhí)行程序的過(guò)程中不斷的利用中斷來(lái)檢測(cè)，一旦感知就會(huì)立即關(guān)閉進(jìn)水電磁閥2，停止反滲透純水機(jī)工作。
權(quán)利要求
1.一種有自我診斷功能的反滲透純水機(jī)控制器，包括傳感模塊，控制模塊，執(zhí)行模塊，顯示模塊，其特征在于，核心控制模塊為一單片機(jī)，輸入與傳感模塊相連，輸出與執(zhí)行模塊和顯示模塊相連，傳感模塊包括用于測(cè)量進(jìn)水流量的進(jìn)水流量計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有自我診斷功能的反滲透純水機(jī)控制器，其特征在于，所述傳感模塊還包括進(jìn)水壓力傳感器、出水壓力傳感器、水傳感器，執(zhí)行模塊包括進(jìn)水電磁閥、水泵、沖洗電磁閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有自我診斷功能的反滲透純水機(jī)控制器，其特征在于，控制模塊能獨(dú)立的控制執(zhí)行模塊的各個(gè)單元的工作，依據(jù)不同執(zhí)行模塊單元組合所得到的傳感模塊信號(hào)，對(duì)傳感模塊和執(zhí)行模塊的各個(gè)部件進(jìn)行診斷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有自我診斷功能的反滲透純水機(jī)控制器，其特征在于，控制模塊的操作運(yùn)行控制方法是用匯編語(yǔ)言編制其工作程序，主程序的流程如下: (1)開(kāi)機(jī)初始化； (2)讀取故障標(biāo)志并顯示，確認(rèn)反滲透純水機(jī)是否能工作； (3)沖洗及沖洗狀態(tài)自檢程序，對(duì)沖洗狀態(tài)下的流量進(jìn)行判斷，確定相應(yīng)傳感器和執(zhí)行單元是否正常； (4)制水及制水狀態(tài)自檢程序，對(duì)制水狀態(tài)下的流量進(jìn)行判斷，確定相應(yīng)執(zhí)行單元是否正常； (5)顯示數(shù)值和相關(guān)信息； (6)對(duì)個(gè)單元的狀態(tài)識(shí)別標(biāo)志進(jìn)行修正； (7)對(duì)新的參比數(shù)值進(jìn)行儲(chǔ)存。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有自我診斷功能的反滲透純水機(jī)控制器，其特征在于其控制功能中有一沖洗及沖洗狀態(tài)自檢的功能，程序如下: (1)開(kāi)啟進(jìn)水電磁閥、沖洗電磁閥； (2)對(duì)進(jìn)水壓力傳感器進(jìn)行判斷，對(duì)進(jìn)水流量計(jì)進(jìn)行判斷； (3)確定源水是否送達(dá)； (4)判定沖洗電磁閥關(guān)閉前后的流量值診斷沖洗電磁閥的工作狀態(tài)； (5)比較當(dāng)前流量值和參比數(shù)值，判斷前置濾芯是否正常； (6)修改進(jìn)水壓力傳感器、進(jìn)水流量計(jì)、沖洗電磁閥、前置濾芯的狀態(tài)識(shí)別標(biāo)志。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有自我診斷功能的反滲透純水機(jī)控制器，其特征在于其控制功能中有一制水及制水狀態(tài)自檢的功能，程序如下: (1)開(kāi)啟水泵進(jìn)入制水狀態(tài)； (2)測(cè)得進(jìn)水流量值； (3)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的判斷公式與對(duì)參比數(shù)值進(jìn)行計(jì)算； (4)依據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷水泵的工作是否正常； (5)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的判斷公式與上次制水時(shí)的流量值進(jìn)行比較，判定反滲透膜的工作狀態(tài)； (6)修改相關(guān)單元的狀態(tài)識(shí)別標(biāo)志； (7)對(duì)新的參比數(shù)值進(jìn)行儲(chǔ)存。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有自我診斷功能的反滲透純水機(jī)控制器，其特征在于其控制功模塊中有串行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)功能和串行數(shù)據(jù)端口，利用串行數(shù)據(jù)端口可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取和交換，實(shí)現(xiàn)上位計(jì)算機(jī)調(diào)試和外 接輔助診斷設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種有自我診斷功能的反滲透純水機(jī)控制器，包括傳感模塊，控制模塊，執(zhí)行模塊，顯示模塊，其特征在于，核心控制模塊為一單片機(jī)，傳感模塊包括用于測(cè)量進(jìn)水流量的進(jìn)水流量計(jì)、進(jìn)水壓力傳感器、出水壓力傳感器、水傳感器，執(zhí)行模塊包括進(jìn)水電磁閥、水泵、沖洗電磁閥?？刂颇K能獨(dú)立的控制執(zhí)行模塊的各個(gè)單元的工作，依據(jù)不同執(zhí)行模塊單元組合所得到的傳感模塊信號(hào)，對(duì)傳感模塊和執(zhí)行模塊的各個(gè)部件進(jìn)行智能化自檢診斷，即時(shí)作出提示和警示，方便用戶(hù)使用和判定，提高維護(hù)人員處理的準(zhǔn)確性，還能通過(guò)數(shù)據(jù)端口連接上位計(jì)算機(jī)，達(dá)到生產(chǎn)調(diào)試的直觀化和自動(dòng)化。
文檔編號(hào)G05B19/042GK103246222SQ20121002692
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月8日
發(fā)明者陸景浩 申請(qǐng)人:陸景浩