实现商用餐饮净水器及其故障降级供水控制的系统、方法、装置、处理器及其可读存储介质与流程

本发明涉及商用净水设备及其控制，尤其涉及具有故障自适应降级供水功能的商用餐饮净水器领域，具体是指一种实现商用餐饮净水器及其故障降级供水控制的系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。

背景技术：

1、餐厅、连锁饮品店、中央厨房、食堂及烘焙门店通常在营业期间持续使用净水设备向开水机、制冰机、蒸箱、清洗装置、饮料调配装置或其他用水终端供水。此类商用餐饮净水器通常采用增压泵配合反渗透膜或纳滤膜进行深度净化。为满足大流量和连续运行要求，设备内还可设置前置过滤器、活性炭过滤器、阻垢单元、储水单元及多种检测元件。

2、主净化支路中的膜元件或前置滤芯在长期运行后可能发生污染或堵塞；增压泵可能出现不启动、空转、过流、转速异常或升压不足；膜元件破损、密封失效、旁通泄漏或水质传感器检测到异常时，主支路的出水tds值或脱盐率可能超出设定范围。上述故障往往造成设备停机或出水中断，影响餐饮门店的连续经营。

3、部分现有设备设置手动旁通管路，在主净化支路故障时由人员打开旁通阀维持供水；也有设备设置两条过滤支路并通过多个电磁阀进行切换。然而，现有方案仍普遍存在故障误判、阀门动作次序不确定、两支路串水、备用支路长期滞水、切换后未验证以及应急出水用途不明确等问题。

4、现有技术存在的缺陷如下：

5、第一，单一参数瞬时越限容易引起误切换。tds传感器受温度、气泡和启停初期陈水影响，压力和流量也会随门店瞬时用水量变化，仅依靠一个瞬时值难以区分真实故障与短时扰动。

6、第二，常见并联水路采用相互独立的多个阀门，控制器或阀门发生异常时，可能出现主净化支路与备用支路同时连通、未处理水倒灌或故障支路出水混入公共出水管路的问题。

7、第三，备用精滤支路若长期处于停用状态，其内部可能存在滞水。发生故障时直接将该支路接入公共出水口，不利于保证切换初期出水的稳定性。

8、第四，增压泵故障时，若备用支路仍与增压泵串联或位于增压泵下游，切换后仍无法依靠原水压力供水，不能真正实现故障降级运行。

9、第五，精滤处理通常不具备与反渗透或纳滤处理相同的脱盐能力。当主支路因tds异常而退出时，若不对备用精滤出水进行状态标识和用途管理，容易使使用人员误认为应急出水仍为深度脱盐水。

10、第六，现有设备在维修后通常由人员直接切回主净化支路，缺少主支路预冲洗、连续合格确认及切换回退机制，可能再次将异常水引入公共出水管路。

11、因此，需要一种将故障诊断、机内阀路隔离、备用支路预处理、应急用途管理及故障恢复控制结合起来的商用餐饮净水器，以提高故障期间的供水连续性和切换安全性。

12、现有的固定盘与转动盘式进、出水联动关断结构，通常针对同一滤芯回路在拆装或排水时的维护隔离，其关闭位置属于停水维护状态；该类结构并未解决两个替代供水支路之间的互补选通，也未解决从正常供水切换至应急供水过程中故障水、备用支路初始水或两支路混合水进入公共出水管路的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足连续性好、安全性高、适用范围较为广泛的实现商用餐饮净水器及其故障降级供水控制的系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。

2、为了实现上述目的，本发明的实现商用餐饮净水器及其故障降级供水控制的系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质如下：

3、该实现商用餐饮净水器及其故障降级供水控制的系统，其主要特点是，所述的系统包括机壳、原水入口、公共出水口、主净化支路、备用精滤支路、检测组件和控制器，所述主净化支路包括主支路过滤组件、增压泵和深度净化组件，

4、所述备用精滤支路包括独立于所述主支路过滤组件设置的精滤组件，所述备用精滤支路的进水端与位于所述增压泵上游的水路连通；

5、所述系统还包括设置于机壳内的切换阀组件，所述切换阀组件包括阀体、进水分配部、出水选择部、联动执行器和位置传感器，所述阀体设有原水接口、主支路进水接口、备用支路进水接口、主支路回水接口、备用支路回水接口和公共出水接口，所述进水分配部与所述出水选择部连接于同一联动轴并由所述联动执行器驱动；

6、所述切换阀组件具有正常位置、应急位置、位于所述正常位置与所述应急位置之间的过渡位置以及全关闭位置，在所述正常位置，所述原水接口与所述主支路进水接口连通，所述主支路回水接口与所述公共出水接口连通，所述备用支路回水接口与所述公共出水接口隔离；在所述应急位置，所述原水接口与所述备用支路进水接口连通，所述备用支路回水接口与所述公共出水接口连通，所述主支路回水接口与所述公共出水接口隔离；在所述过渡位置，所述主支路回水接口和所述备用支路回水接口均与所述公共出水接口隔离；

7、所述检测组件用于检测所述主净化支路的水质参数、过滤组件压差参数、主支路流量参数以及所述增压泵的电参数和水力响应参数中的至少两类参数；

8、所述控制器分别与所述检测组件、所述联动执行器和所述位置传感器连接，用于根据与故障类型相对应的检测参数确认所述主净化支路发生出水水质异常、过滤组件堵塞或增压泵故障中的至少一种故障，并在所述备用精滤支路满足启用条件时驱动所述切换阀组件从所述正常位置经所述过渡位置切换至所述应急位置；

9、所述控制器还用于在接收到所述位置传感器输出的应急位置到位信号后，根据所述备用精滤支路的压力参数、流量参数或水质参数中的至少一种确认降级供水是否建立，并在接收到所述应急位置到位信号但降级供水确认条件未满足时，驱动所述切换阀组件转至所述全关闭位置并输出切换失败信号。

10、较佳地，所述的进水分配部包括第一定阀片和第一动阀片，所述出水选择部包括第二定阀片和第二动阀片，所述第一动阀片和所述第二动阀片固定在所述联动轴上；所述第一动阀片设有进水导通槽，所述第二动阀片设有出水导通槽，所述进水导通槽与所述出水导通槽按照预设角度关系布置，使所述联动轴位于所述过渡位置时，所述第二动阀片同时遮蔽所述主支路回水接口和所述备用支路回水接口；

11、所述过渡位置所对应的角度区间的角宽不小于根据所述联动执行器的定位误差、所述第一动阀片和所述第二动阀片的装配误差以及允许磨损量确定的安全角宽，以使任一支路回水接口开始与所述公共出水接口连通前，另一支路回水接口已与所述公共出水接口完全隔离。

12、较佳地，所述的主支路进水接口与所述主净化支路的进水端连通，所述主支路回水接口与所述深度净化组件的产水端连通；所述备用支路进水接口与所述备用精滤支路的进水端连通，所述备用支路回水接口与所述精滤组件的出水端连通；所述精滤组件包括pp棉滤芯、活性炭滤芯、微滤组件、超滤组件、抑菌滤芯和紫外杀菌单元中的至少一种，并由所述原水入口的压力或者独立于所述增压泵的备用泵驱动。

13、较佳地，所述的检测组件包括原水tds传感器和主支路出水tds传感器；所述控制器根据原水tds值c_in和主支路出水tds值c_out计算表观脱盐率r，在主支路出水tds值c_out大于预设出水阈值且r小于预设脱盐率阈值的状态持续达到水质异常确认时间时，确认所述出水水质异常；当c_out大于预设安全上限时，所述控制器不等待所述水质异常确认时间届满而确认所述出水水质异常。

14、较佳地，所述的检测组件包括设置在待检测过滤组件上游和下游的压力传感器以及主支路流量传感器；所述控制器在所述公共出水口存在用水需求、原水入口压力处于预设允许范围内且所述增压泵处于运行状态时执行堵塞判定，并在所述待检测过滤组件的上下游压差大于预设压差阈值且所述主净化支路的流量低于预设流量阈值的状态持续达到堵塞确认时间时，确认所述过滤组件堵塞。

15、较佳地，所述的检测组件包括泵电参数检测器、泵转速检测器、泵前压力传感器、泵后压力传感器和主支路流量传感器；所述控制器在向所述增压泵发送运行指令后建立升压观察窗口，并按照以下至少一种对应关系确认所述增压泵故障：泵电流低于断路阈值且泵后压力增量低于升压阈值；泵电流高于过流阈值且泵转速低于转速阈值；泵转速达到转速阈值而泵后压力增量和主支路流量均低于对应阈值。

16、较佳地，所述的备用精滤支路设有备用支路传感器和冲洗排水阀；所述控制器在驱动所述切换阀组件前，判断原水入口压力、所述精滤组件的剩余寿命、机内漏水检测结果和所述备用支路传感器的检测参数是否满足预设启用条件，并在所述预设启用条件满足时使所述备用精滤支路与排水通路连通，直至达到预设冲洗时间、预设冲洗体积或预设水质稳定条件后，驱动所述切换阀组件；在所述备用精滤支路与所述排水通路连通期间，所述备用支路回水接口保持与所述公共出水接口隔离。

17、较佳地，所述的控制器在所述切换阀组件到达所述应急位置后，关闭所述冲洗排水阀，并根据所述应急位置到位信号以及备用支路压力和备用支路流量中的至少一项确认降级供水建立。

18、较佳地，所述的控制器还用于在所述主净化支路处于正常供水状态期间，按预设周期使所述备用精滤支路与所述排水通路连通进行保鲜冲洗，并在达到预设冲洗时间、预设冲洗体积或预设水质稳定条件后停止冲洗；所述预设周期根据环境温度、上次冲洗时间和备用支路存水容积中的至少一种确定；在所述保鲜冲洗期间，所述备用支路回水接口保持与所述公共出水接口隔离。

19、较佳地，所述的公共出水口的上游设置有止回阀和稳压储水组件，所述稳压储水组件用于在所述切换阀组件经过所述过渡位置期间向所述公共出水口释放水，以减小出水压力波动。

20、较佳地，所述的系统还包括状态输出组件和用水权限执行组件，所述状态输出组件在所述切换阀组件处于所述应急位置时输出降级供水状态信号；所述用水权限执行组件包括分别设置在第一类用水终端和第二类用水终端的供水管路上的控制阀，所述控制器在降级供水状态下关闭所述第一类用水终端的控制阀，并允许所述第二类用水终端的控制阀在预设授权条件下开启。

21、较佳地，所述的切换阀组件还包括弹性复位机构和手动操纵部；所述弹性复位机构用于在失电时使所述切换阀组件返回所述应急位置或所述全关闭位置，所述手动操纵部用于在断电状态下驱动所述联动轴转动，并具有与所述正常位置、所述过渡位置和所述应急位置分别对应的机械阀位标记。

22、该实现商用餐饮净水器及其故障降级供水控制的方法，所述商用餐饮净水器包括主净化支路、备用精滤支路以及具有正常位置、过渡位置、应急位置和全关闭位置的切换阀组件，所述切换阀组件的阀体设有主支路回水接口、备用支路回水接口和公共出水接口，所述公共出水接口与公共出水口连通，所述备用精滤支路的进水端连接于所述主净化支路的增压泵上游，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

23、在所述切换阀组件处于正常位置时，采集所述主净化支路的水质参数、过滤组件压差参数、主支路流量参数以及增压泵的电参数和水力响应参数中的至少两类参数；

24、根据所采集的参数，在与各参数对应的有效检测工况下形成水质异常标志、堵塞异常标志和泵异常标志中的至少一种异常标志，并对所形成的异常标志执行持续时间确认或重复采样确认；

25、在确认所述主净化支路发生故障后，检测所述备用精滤支路是否满足预设启用条件；

26、在所述预设启用条件满足时，使所述备用精滤支路与排水通路连通以进行预充水或冲洗；

27、驱动所述切换阀组件由所述正常位置经过使主支路回水接口和备用支路回水接口均与公共出水接口隔离的过渡位置到达所述应急位置；

28、在接收到应急位置到位信号后，切断所述备用精滤支路与所述排水通路之间的连通，并检测备用支路压力、备用支路流量或备用支路水质中的至少一种；

29、在检测结果满足降级供水确认条件时输出降级供水状态信号，在检测结果不满足所述降级供水确认条件时将所述切换阀组件转至所述全关闭位置并输出切换失败信号；

30、其中，在所述备用精滤支路进行所述预充水或冲洗期间，所述备用支路回水接口保持与所述公共出水接口隔离。

31、较佳地，所述的水质异常标志在主支路出水tds值大于预设出水阈值且表观脱盐率小于预设脱盐率阈值时形成，或者在所述主支路出水tds值大于预设安全上限时直接形成；所述堵塞异常标志在过滤组件上下游压差大于预设压差阈值且主支路流量低于预设流量阈值时形成；所述泵异常标志根据泵电流或泵转速与泵后压力增量及主支路流量之间的对应关系形成。

32、较佳地，在所述主净化支路完成维护或故障条件消失后，保持所述备用精滤支路与公共出水口连通，并使所述主净化支路的产水进入排水通路或回流通路；当所述主净化支路的水质参数、压力参数和流量参数在恢复确认时间内持续满足恢复阈值时，驱动所述切换阀组件从所述应急位置经所述过渡位置返回所述正常位置；若返回所述正常位置后在观察时间内再次确认故障，则重新切换至所述应急位置并记录重复故障事件，其中所述恢复阈值与相应故障阈值之间设置有回差；在所述主净化支路的产水进入所述排水通路或回流通路期间，所述备用精滤支路保持与所述公共出水口连通。

33、较佳地，在降级供水状态下，向本机显示器、远程管理平台或下游用水终端输出应急精滤水标识，并关闭对深度脱盐水具有强制要求的第一类用水终端的供水管路，仅向满足预设授权条件的第二类用水终端供水。

34、较佳地，在所述主净化支路处于正常供水状态期间，按预设周期使所述备用精滤支路与所述排水通路连通进行保鲜冲洗，并在达到预设冲洗时间、预设冲洗体积或预设水质稳定条件后停止冲洗；所述预设周期根据环境温度、上次冲洗时间和备用支路存水容积中的至少一种确定；在所述保鲜冲洗期间，所述备用支路回水接口保持与所述公共出水接口隔离。

35、该实现商用餐饮净水器及其故障降级供水控制的装置，其主要特点是，所述的装置包括：

36、处理器，被配置成执行计算机可执行指令；

37、存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的实现商用餐饮净水器及其故障降级供水控制的方法的各个步骤。

38、该实现商用餐饮净水器及其故障降级供水控制的处理器，其主要特点是，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的实现商用餐饮净水器及其故障降级供水控制的方法的各个步骤。

39、该计算机可读存储介质，其主要特点是，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现上述的实现商用餐饮净水器及其故障降级供水控制的方法的各个步骤。

40、采用了本发明的实现商用餐饮净水器及其故障降级供水控制的系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，通过在主净化支路发生出水水质异常、滤芯堵塞或增压泵故障时经多参数交叉确认后切换至独立备用精滤支路，并将备用支路进水端设于增压泵上游，使增压泵故障时仍可利用原水压力持续供水，从而降低设备单点故障造成的整体停水风险；进水分配部与出水选择部由同一联动轴驱动并在过渡位置形成双路隔离，以通道几何关系保证先隔离后导通，避免多阀动作不同步引起的串水和故障水混入；备用支路在隔离状态下先行冲洗并在切换后经阀位信号与压力流量参数双重验证，防止滞水进入公共出水端并使应急供水状态可确认；配合异常持续确认、阈值回差、恢复预冲洗及失败回退机制，减少误切换和往复切换，提高故障恢复可靠性；同时通过降级状态标识与用水权限联锁，明确应急水质等级，在保证餐饮供水连续性的同时改善用水安全管理与设备运行可靠性。