專利名稱：用于生成驅動信號的系統和方法
技術領域：
本公開涉及配給機，并且更具體地，涉及食品配給機。
背景技術：
飲料配給機通常將一種或多種濃縮糖漿(例如可樂調味劑和甜味劑)與水(例 如，碳酸水或非碳酸水)組合來形成軟飲料。不幸的是，特定飲料配給機所提供的軟飲料的 種類可能受到該機器中的內部管道的限制，該管道通常為硬管接的并且因此不可配置。因此，典型的飲料配給機可以包括濃縮可樂糖漿的容器、濃縮檸檬酸橙糖漿的容 器、濃縮麥根汽水糖漿的容器、水入口(即，用于附連到市政供水)和碳酸化器(例如，用于 將非碳酸市政水轉換為碳酸水)。不幸的是，這樣的飲料配給機幾乎不支持產品的多樣性/定制。此外，由于這樣的 飲料配給機上的內部管道經常是硬管接的，并且內部電路經常是硬接線的，所以這樣的飲 料配給機提供關于飲料選擇的高水平的多樣性/定制的能力通常有所欠缺。
發明內容
在第一實施方式中，一種方法包括限定具有限定的電壓電勢的PWM驅動信號。所 述PWM驅動信號具有多個“接通”部分和多個“閉合”部分，所述多個“接通”部分和多個“閉 合”部分限定用于至少部分地調節泵部件流動速率的第一占空比。對所述PWM驅動信號的 所述“接通”部分中的至少一部分進行脈寬調制，以限定用于所述PWM驅動信號的所述“接 通”部分中的所述至少一部分的第二占空比。所述第二占空比至少部分地調節施加到所述 泵部件的限定的電壓電勢的百分比。可以包括以下特征中的一個或多個。所述泵部件可以是電磁(solenoid)活塞泵。 所述泵部件可被配置為在飲料配給系統內進行使用。所述泵部件可以被配置成可釋放地接合產品容器。所述泵部件可以剛性地附連到 產品模塊部件。限定的電壓電勢可以為28VDC。所述PWM驅動信號的所述“接通”部分中的至少一個可以具有約15毫秒的持續時間。所述PWM驅動信號的所述“閉合”部分中的至少一個可以具有在15-185毫秒的范圍內 的持續時間。所述第二占空比可以在50-100%的范圍內。在另一實施方式中，一種計算機程序產品駐留在計算機可讀介質上，所述計算機 可讀介質具有存儲在其上的多個指令。當由處理器來執行時，所述指令使得所述處理器執 行操作，包括限定具有限定的電壓電勢的PWM驅動信號。所述PWM驅動信號具有多個“接通”部分和多個“閉合”部分，所述多個“接通”部分和多個“閉合”部分限定用于至少部分 地調節泵部件流動速率的第一占空比。對所述PWM驅動信號的所述“接通”部分中的至少 一部分進行脈寬調制，以限定用于所述PWM驅動信號的所述“接通”部分中的至少一部分的 第二占空比。所述第二占空比至少部分地調節施加到所述泵部件的限定的電壓電勢的百分 比。可以包括以下特征中的一個或多個。所述泵部件可以是電磁活塞泵。所述泵部件 可以被配置為在飲料配給系統內進行使用。所述PWM驅動信號的所述“接通”部分中的至少一個可以具有約15毫秒的持續時 間。所述PWM驅動信號的所述“閉合”部分中的至少一個可以具有在15-185毫秒的范圍內 的持續時間。所述第二占空比可以在50-100%的范圍內。在另一實施方式中，一種方法包括限定具有限定的電壓電勢的PWM驅動信號。所 述PWM驅動信號具有多個“接通”部分和多個“閉合”部分，所述多個“接通”部分和多個“閉 合”部分限定用于至少部分地調節包括在飲料配給系統內的泵部件的流動速率的第一占空 比。對所述PWM驅動信號的所述“接通”部分中的至少一部分進行脈寬調制，以限定用于所 述PWM驅動信號的所述“接通”部分中的至少一部分的第二占空比。所述第二占空比至少 部分地調節施加到所述泵部件的限定的電壓電勢的百分比。
可以包括以下特征中的一個或多個。所述泵部件可以是電磁活塞泵。所述泵部件 可以被配置成可釋放地接合產品容器。所述泵部件可以剛性地附連到產品模塊部件。所述 PWM驅動信號的所述“接通”部分中的至少一個可以具有約15毫秒的持續時間。所述PWM 驅動信號的所述“閉合”部分中的至少一個可以具有在15-185毫秒的范圍內的持續時間。 所述第二占空比可以在50-100%的范圍內。在附圖和以下描述中闡述了一個或多個實施方式的細節。從描述、附圖和權利要 求中，其它特征和優點將變得顯而易見。
圖1是飲料配給系統的圖示；圖2是包括在圖1的飲料配給系統內的控制邏輯子系統的圖示；圖3是包括在圖1的飲料配給系統內的大體積成分子系統的圖示；圖4A是包括在圖1的飲料配給系統內的微量成分子系統的圖示；圖4B是圖2的控制邏輯子系統所執行的過程的流程圖；圖4C是施加到包括在圖4A的微量成分子系統內的泵部件的驅動信號的圖示；圖5是包括在圖1的飲料配給系統內的管道/控制子系統的圖示；以及圖6是包括在圖1的飲料配給系統內的用戶界面子系統的圖示。相同的附圖標記在各附圖中表示相同元件。
具體實施例方式參考圖1，示出了飲料配給系統10的一般示圖，飲料配給系統10被示為包括多個 子系統，即存儲子系統12、控制邏輯子系統14、大體積成分子系統16、微量成分子系統18、 管道/控制子系統20、用戶界面子系統22和噴嘴24。以上描述的子系統12、14、16、18、20、22的每一個都將在以下更為詳細地進行描述。在飲料配給系統10的使用期間，用戶26可以使用用戶界面子系統22來選擇用于配給(到容器30中)的特定飲料28。經由用戶界面子系統22，用戶26可以選擇用于包括 在這樣的飲料內的一個或多個選項。例如，選項可以包括但不限于，將一種或多種調味劑 (例如，檸檬調味劑、酸橙調味劑、巧克力調味劑和香草調味劑)添加到飲料中；將一種或多 種營養品(例如，維生素A、維生素C、維生素D、維生素E、維生素B6、維生素B12和鋅)添加 到飲料中；將一種或多種其它飲料(例如，咖啡、牛奶、檸檬水和冰茶)添加到飲料中；以及 將一種或多種食品(例如，冰淇淋)添加到飲料中。一旦用戶26經由用戶界面子系統22做出了適當的選擇，用戶界面子系統22就 可以(經由數據總線32)向控制邏輯子系統14發送適當的數據信號。控制邏輯子系統14 可以處理這些數據信號，并且可以(經由數據總線34)檢索從保存在存儲子系統12上的多 個配方36中選取的一個或多個配方。當從存儲子系統12檢索到配方時，控制邏輯子系統 14可以處理該配方并且(經由數據總線38)向例如大體積成分子系統16、微量成分子系統 18和管道/控制子系統20提供適當的控制信號，產生飲料28的生產(其被配給到容器30 中)。還參考圖2，示出了控制邏輯子系統14的圖示。控制邏輯子系統14可以包括微處 理器100 (例如，加利福尼亞Santa Clara的Intel公司生產的ARM 微處理器)、非易失性 存儲器(例如，只讀存儲器102)和易失性存儲器(例如，隨機存取存儲器104)；其每一個 都可以經由一個或多個數據總線106、108進行互連。如以上所討論的，用戶界面子系統22 可以經由數據總線32耦接到控制邏輯子系統14。控制邏輯子系統14還可以包括用于向揚聲器112提供例如模擬音頻信號的音頻 子系統110，其可以并入飲料配給系統10中。音頻子系統110可以經由數據/系統總線114 耦接到微處理器100。控制邏輯子系統14可以執行操作系統，所述操作系統的示例可以包括但不限于， 微軟Windows CE , Redhat Linux , Palm OS 或者設備特定的(即，定制)操作系統。可以存儲在存儲子系統12上的上述操作系統的指令集和子例程可以由并入控制 邏輯子系統14中的一個或多個處理器(例如，微處理器100)和一個或多個存儲器架構(例 如，只讀存儲器102和/或隨機存取存儲器104)來執行。例如，存儲子系統12可以包括，例如，硬盤驅動器、光驅動器、隨機存取存儲器 (RAM)、只讀存儲器(ROM)、CF( S卩，致密閃存)卡、SD(即，安全數字)卡、智能媒體卡、記憶 棒和多媒體卡。如以上所討論的，存儲子系統12可以經由數據總線34耦接到控制邏輯子系統14。 控制邏輯子系統14還可以包括存儲控制器116 (以虛線示出)，該存儲控制器116用于將由 微處理器100提供的信號轉換成可由存儲系統12使用的格式。此外，存儲控制器116可以 將由存儲子系統12提供的信號轉換成可由微處理器100使用的格式。如以上所討論的，大體積成分子系統16、微量成分子系統18和/或管道/控制子 系統20可以經由數據總線38耦接到控制邏輯子系統14。控制邏輯子系統14可以包括總 線接口 118(以虛線示出)，該總線接口 118用于將由微處理器100提供的信號轉換成可由 大體積成分子系統16、微量成分子系統18和/或管道/控制子系統20所使用的格式。此夕卜，總線接口 118可以將由大體積成分子系統16、微量成分子系統18和/或管道/控制子 系統20提供的信號轉換成可由微處理器100使用的格式。如以下將更為詳細地描述的，控制邏輯子系統14可以執行可以控制飲料配給系 統10的操作的一個或多個控制過程120。可以存儲在存儲子系統12上存儲的控制過程 120的指令集和子例程可以由并入控制邏輯子系統14的一個或多個處理器(例如，微處理 器100)和一個或多個存儲器架構(例如，只讀存儲器102和/或隨機存取存儲器104)來 執行。 還參考圖3，示出了大體積成分子系統16和管道/控制子系統20的圖示。大體積 成分子系統16可以包括用于容納在制造飲料28時快速使用的消費品的容器。例如，大體 積成分子系統16可以包括二氧化碳供給150、水供給152和高果糖玉米糖漿供給154。二 氧化碳供給150的示例可以包括但不限于，壓縮的氣態二氧化碳罐(未示出)。水供給152 的示例可以包括但不限于，市政水供給(未示出)。高果糖玉米糖漿供給154的示例可以包 括但不限于，高度濃縮的高果糖玉米糖漿罐(未示出)。大體積成分子系統16可以包括用于從(二氧化碳供給150所提供的)二氧化碳氣 體和(水供給152所提供的)水生成碳酸水的碳酸化器156。可以將碳酸水158、水160和 高果糖玉米糖漿162提供到冷卻板部件164。冷卻板部件164可以被設計成將碳酸水158、 水160和高果糖玉米糖漿162冷卻到期望的最佳飲用溫度(例如，40 T )。雖然單個冷卻板164被示為冷卻碳酸水158、水160和高果糖玉米糖漿162，但是 由于其它配置是可能的，所以這僅用于說明的目的而并非意在對本公開內容進行限制。例 如，單獨的冷卻板可以用于冷卻碳酸水158、水160和高果糖玉米糖漿162中的每一種。一 旦被冷卻，就可以將冷卻的碳酸水164、冷卻的水166和冷卻的高果糖玉米糖漿168提供到 管道/控制子系統20。出于說明的目的，管道/控制子系統20被示為包括三個流量測量設備170、172、 174，其(分別)測量冷卻碳的酸水164、冷卻的水166和冷卻的高果糖玉米糖漿168的體 積。流量測量設備170、172、174可以(分別)向反饋控制器系統182、184、186 (分別)提 供反饋信號176、178、180。反饋控制器系統182、184、186(其將在以下更為詳細地描述)可以將流量反饋 信號176、178、180與(如分別對冷卻的碳酸水164、冷卻的水166和冷卻的高果糖玉米糖 漿168中的每一種所限定的)期望流量體積進行比較。當對流量反饋信號176、178、180 進行處理時，反饋控制器系統182、184、186 (分別)可以(分別)生成可以(分別)提供 給可變線路阻擋(impedance) 194、196、198的流量控制信號188、190、192。在美國專利 No. 5，755，683 (其通過引用并入這里)、美國專利No. 11/559，792 (其通過引用并入這里) 和美國專利申請No. 11/851，276 (其通過引用并入這里)中公開并且要求保護可變線路阻 擋194、196、198的示例。可變線路阻擋194、196、198可以(分別)調節通過線路206、208、 210提供給噴嘴24和(后續的)容器30的冷卻的碳酸水164、冷卻的水166和冷卻的高果 糖玉米糖漿168的流量。線路206、208、210可以額外地包括(分別)用于在不需要/不希望流體流動時的 時間期間(例如，在運輸、保存過程和停工期間)防止流體流動通過線路206、208、210的二 元閥門 200、202、204。
如以上所討論的，圖3僅提供了管道/控制子系統20的說明性視圖。因此，由于 其它的配置是可能的，所以以其圖示管道/控制子系統20的方式并非意在對本公開進行限 制。例如，反饋控制器系統182、184、186的一些或所有功能可以并入控制邏輯子系統14中。還參考圖4A，示出了微量成分子系統18和管道/控制子系統20的俯視圖。微量 成分子系統18可以包括產品模塊部件250，其可被配置成可釋放地接合一個或多個產品容 器252、254、256、258，所述產品容器可以被配置成容納微量成分以供在生產飲料28時進行 使用。這樣的微量成分的示例可以包括但不限于，可樂糖漿的第一部分、可樂糖漿的第二部 分、麥根汽水糖漿以及冰茶糖漿。產品模塊部件250可以包括被配置成可釋放地接合多個產品容器252、254、256、 258的多個槽部件260、262、264、266。在該特定示例中，產品模塊部件250被示為包括四個 槽部件(即槽260、262、264、266)，并且因此可以被稱為四元產品模塊部件。當將產品容器 252、254、256、258的一個或多個定位在產品模塊部件250內時，產品容器(例如，產品容器 254)可以在箭頭268的方向上滑入槽部件(例如，槽部件262)。出于說明的目的，產品模塊部件250的每個槽部件被示為包括泵部件。例如，槽部 件252被示為包括泵部件270 ；槽部件262被示為包括泵部件272 ；槽部件264被示為包括 泵部件274 ；并且槽部件266被示為包括泵部件276。
泵部件270、272、274、276的每一個都可以包括用于可釋放地接合包括在產品容 器內的產品噴孔的入口端口。例如，泵部件272被示為包括入口端口 278，其被配置成可釋 放地接合包括在產品容器254內的容器噴孔280。入口端口 278和/或產品噴孔280可以 包括一個或多個0形環部件(未示出)來形成防漏密封。泵部件270、272、274、276的一個或多個的示例可以包括但不限于，在每次激勵泵 部件270、272、274、276的一個或多個時提供限定并且恒定量的流體的電磁活塞泵部件。這 樣的泵可以由意大利 Pavia 的 ULKA Costruzioni Elettromeccaniche S. p. A 提供。例如， 每次由控制邏輯子系統14經由數據總線38激勵泵部件(例如，泵部件274)時，泵部件都 可以提供包括在產品容器256內的1. OOmL的麥根汽水糖漿。在美國專利No. 4，808，161 (其通過引用并入這里)、美國專利No. 4，826，482 (其 通過引用并入這里)、美國專利No. 4，976，162(其通過引用并入這里)、美國專利 No. 5，088，515 (其通過引用并入這里)和美國專利No. 5，350，357 (其通過引用并入這里) 中描述了泵部件270、272、274、276的其它示例和各種泵送技術。產品模塊部件250可以被配置成可釋放地接合支架部件282。支架部件282可以 是飲料配給系統10的一部分(并且剛性地固定于其中)。支架部件282的示例可以包括但 不限于，飲料配給系統10內的擱架，該擱架被配置成可釋放地接合產品在模塊250。例如， 產品模塊250可以包括接合設備(例如，夾持部件、槽部件、插銷部件、引腳部件，未示出)， 其被配置成可釋放地接合并入支架部件282中的補充設備。管道/控制子系統20可以包括管線部件284，該管線部件284可以被剛性地固定 到支架部件282。管線部件284可以被配置成包括多個入口端口 286、288、290、292，其被配 置成可釋放地接合并入泵部件270、272、274、276的每一個中的泵噴孔(例如，泵噴孔294、 296、298、300)。當將產品模塊250定位在支架部件282上時，產品模塊250可以在箭頭302 的方向上進行移動，因此允許入口端口 286、288、290、292可釋放地接合泵噴孔294、296、298,300ο入口端口 286、288、290、292和/或泵噴孔294、296、298、300可以包括一個或多 個O型環部件(未示出)來形成防漏密封。管線部件284可以被配置成接合管束304，所述管束304可以(直接地或間接地) 管接到噴嘴24。如以上所討論的，大體積成分子系統16還(直接地或間接地)向噴嘴24 提供冷卻的碳酸水164、冷卻的水166和/或冷卻的高果糖玉米糖漿168形式的流體。因 此，由于控制邏輯子系統14可以調節(在該特定示例中的)例如冷卻的碳酸水164、冷卻的 水166、冷卻的高果糖玉米糖漿168的特定量以及各種微量成分(例如，第一部分的可樂糖 漿、第二部分的可樂糖漿、麥根汽水和冰茶糖漿)的量，所以控制邏輯子系統14可以準確控 制飲料28的配制。
還參考圖4Β和圖4C并且如以上所討論的，泵部件270、272、274、276的一個或多 個可以是電磁活塞泵，其在每次控制邏輯子系統14(經由數據總線38)激勵泵部件270、 272、274、276的一個或多個時提供限定的并且恒定量的流體。此外并且如以上所討論的，控 制邏輯子系統14可以執行可以控制飲料配給系統10的操作的一個或多個控制過程120。 因此，控制邏輯子系統14可以執行用于生成驅動信號306的驅動信號生成過程122，所述驅 動信號306可以從控制邏輯子系統14經由數據總線38提供到泵部件270、272、274、276。如以上所討論的，一旦用戶26經由用戶界面子系統22進行了一個或多個選擇，用 戶界面子系統22就可以(經由數據總線32)向控制邏輯子系統14提供適當的數據信號。 控制邏輯子系統14可以處理這些數據信號，并且可以(經由數據總線34)檢索從保存在存 儲子系統12上的多個配方36中選取的一個或多個配方。當從存儲子系統12檢索到配方 時，控制邏輯子系統14可以處理該配方并且(經由數據總線38)向例如大體積成分子系統 16、微量成分子系統18和管道/控制子系統20提供適當的控制信號，產生飲料28的生產 (其被配給到容器30中)。因此，泵部件270、272、274、276(經由數據總線38)所接收到的 控制信號可以限定要包括在飲料28內的微量成分的特定量。特定地，由于泵部件270、272、 274、276(如以上所討論的)在每次激勵泵部件時都提供限定的并且恒定量的流體，所以通 過控制激勵泵部件的次數，控制邏輯子系統14可以控制包括在飲料28內的流體(例如，微 量成分)的量。當生成驅動信號306時，驅動信號生成過程122可以限定308具有限定的電壓電 勢的脈寬調制的(即，PWM)驅動信號320。這樣的限定的電壓電勢的示例為28VDC。PWM驅 動信號320可以包括多個“接通”部分(例如，部分322、324、326)和多個“閉合”部分(例 如，部分328、330)，其限定用于至少部分地調節泵部件(例如，泵部件270、272、274、276)流 動速率的第一占空比。在該特定示例中，“接通”部分的持續時間為“X”，并且“閉合”部分 的持續時間為“Y”。“X”的典型值可以包括但不限于約15毫秒。“Y”的典型值可以包括但 不限于15-185毫秒。因此，PWM驅動信號320的占空比的示例的范圍可以從50.0% (即， 15ms/30ms) |lj 7.5% (即，15ms/200ms)。因此，如果泵部件(例如，泵部件 270、272、274、 276)需要15ms的能量來提供1. OOmL的麥根汽水糖漿(如以上所討論的)，則50. 0%的占 空比可以引起泵部件具有每秒33. 33ml的流動速率。然而，將占空比下調到7. 5%可以引起 泵部件具有每秒5. OOml的流動速率。因此，通過改變PWM驅動信號320的占空比，可以改 變泵部件(例如，泵部件270、272、274、276)的流動速率。由于一些流體比其它流體更加黏稠，所以一些流體可能在泵送時需要額外的能量。因此，驅動信號生成過程122可以對PWM驅動信號320的“接通”部分的至少一部分進 行脈寬調制310，以限定用于PWM驅動信號320的“接通”部分的至少一部分的第二占空比， 由此生成驅動信號306。如以下將要討論的，第二占空比可以至少部分地調節施加到泵部件 的限定的電壓電勢的百分比。
例如，假設泵部件(例如，泵部件270、272、274、276)正在泵送低黏度的流體(例 如，香草提取液)。如以上所討論的，需要泵部件執行的工作量少于泵送較黏稠流體(例 如，麥根汽水糖漿)所需要的工作量。因此，驅動信號生成過程122可以將“接通”部分 (例如，“接通”部分322、324、326)的占空比減小到例如50 %，由此將有效電壓降低到約 14. OVDC( S卩，滿28. OVDC電壓電勢的50% )。替代地，當泵送具有較高黏度的流體時，可 以增加“接通”部分(例如，“接通”部分322、324、326)的占空比，由此將有效電壓提高到 14. OVDC 和 28. OVDC 之間。第二脈寬調制過程所產生的“接通”部分的持續時間可能基本上小于第一脈寬調 制過程所產生的“接通”部分的持續時間。例如，假設“接通”部分324具有15毫秒的持續 時間，則“接通”部分322 (其處于“接通”部分324內)在該說明性示例中被示為具有15/16 毫秒的持續時間。還參考圖5，示出了管道/控制子系統20的圖示。雖然以下描述的管道/控制子 系統關于用于控制添加到飲料28中的冷卻的碳酸水164的量的管道/控制子系統，但是由 于其它配置是可能的，所以這僅是出于說明的目的而并非意在對本公開內容進行限制。例 如，以下所描述的管道/控制子系統還可以用于控制，例如，添加到飲料28的冷卻的水166 和/或冷卻的高果糖玉米糖漿168的量。如以上所討論的，管道/控制子系統20可以包括反饋控制器系統182，其從流量測 量設備170接收流量反饋信號176。反饋控制器系統182可以將流量反饋信號176與(如 由控制邏輯子系統14經由數據總線38所限定的)期望的流量體積進行比較。當對流量反 饋信號176進行處理時，反饋控制器系統182可以生成可以提供給可變線路阻擋194的流 量控制信號188。反饋控制器系統182可以包括軌跡成形控制器350、流量調節器352、前饋控制器 354、單位延遲356、飽和控制器358和步進控制器360，其每一個都將在以下更為詳細地進 行描述。軌跡成形控制器350可以被配置成經由數據總線38從控制邏輯子系統14接收控 制信號。該控制信號可以針對管道/控制子系統20預期以其傳遞用于飲料28中使用的流 體(在該情況下，冷卻的碳酸水164)的方式來限定軌跡。然而，控制邏輯子系統14所提供 的軌跡可能需要在由例如流量控制器352處理之前進行修改。例如，控制系統往往難以處 理由多個線性線段所構成的控制曲線(即，其包括步進改變)。例如，由于控制曲線370由 三條不同線性分段所構成，即分段372、374、376，所以流量調節器352可能難以處理控制曲 線370。因此，在轉換點處(例如，轉換點378、380)，流量控制器352特定地(并且管道/ 控制子系統20通常)將需要立即從第一流動速率改變為第二流動速率。因此，軌跡成形控 制器350可以對控制曲線30進行濾波，以形成更容易由尤其是流量控制器352 (通常管道 /控制子系統20)處理的平滑的控制曲線382，因為不再需要從第一流動速率即刻轉換為第 二流動速率。
此外，軌跡成形控制器350可以允許噴嘴24的填充前濕潤和填充后清洗。特定地， 在添加糖漿前用IOmL的水對噴嘴24進行填充前潤濕和/或用IOmL的水對其進行填充后 清洗的情況下，一旦停止添加糖漿，軌跡成形控制器350可以通過在填充過程期間提供額 外量的糖漿來補償在填充前潤濕和/或填充后清洗期間所添加的水。特定地，當用飲料28 填充容器30時，填充前清洗的水可能導致飲料28初始地為欠加糖的(under sweetened)。 軌跡成形控制器350然后可以以高于所需的流動速率來添加糖漿，使得飲料30從欠加糖的 轉換成適當加糖的，再轉換為過加糖的。然而，一旦已經添加了適當量的糖漿，填充后清洗 過程就可以添加額外的水，使得飲料28再次成為“適當加糖的”。流量控制器352可以被配置為比例積分(PI)循環控制器。流量控制器352可以 執行以上通常描述為由反饋控制器系統182執行的比較和處理。例如，流量控制器352可 以被配置成從流量測量設備170接收反饋信號176。流量控制器352可以將流量反饋信號 176與(如控制邏輯子系統14所限定的并且由軌跡成形控制器350所修改的)期望的流量 體積進行比較。當處理流量反饋信號176時，流量控制器352可以生成可以提供給可變線 路阻擋194的流量控制信號188。前饋控制器354可以提供涉及對可變線路阻擋194的初始位置的“最佳猜 測”估計。特定地，假設以所限定的恒定壓力，可變線路阻擋具有(用于冷卻的碳酸水 164) 0. OOmL/秒和120. OOmL/秒之間的流動速率。此外，假設在用飲料28填充容器30時需 要40mL/秒的流動速率。因此，前饋控制器354可以(在前饋線路384上)提供前饋信號， 該信號初始地將可變線路阻擋194打開至其最大開口的33. 33% (假設可變線路阻擋194 以線性方式來操作)。
當確定了前饋信號的值時，前饋控制器354可以利用查找表(未示出)，該查找表 可以 依經驗來開發，并且可以限定要對各種初始流動速率提供的信號。這樣的查找表的示 例可以包括但不限于，以下表格 再次假設在用飲料28填充容器30時需要40mL/秒的流動速率，前饋控制器354 可以利用上述查找表，并且可以(使用前饋線路384)將步進電機搏動到60.0度。
單位延遲356可以形成反饋路徑，通過該路徑先前版本的(提供給可變線路阻擋 194的)控制信號被提供給流量控制器352。飽和控制器358可以被配置成在可變線路阻擋194被(步進控制器360)設置成 最大流動速率時使得反饋控制器系統182 (如以上所討論的，其可被配置為PI循環控制器) 的積分控制無效，由此通過減少流動速率突增和系統振蕩來提高系統的穩定性。步進控制器360可以被配置成將由飽和控制器358(在線路386上)提供的信號 轉換成可由可變線路阻擋194使用的信號。可變線路阻擋194可以包括用于調節可變線路 阻擋194的噴孔大小(并且因此，流動速率)的步進電機。因此，控制信號188可以被配置 成控制包括在可變線路阻擋內的步進電機。還參考圖6，示出了用戶界面子系統22的圖示。用戶界面子系統22可以包括觸摸 屏界面400，其允許用戶26選擇涉及飲料28的各種選項。例如，用戶26(經由“飲品大小” 欄402)能夠選擇飲料28的大小。可選擇的大小的示例可以包括但不限于“12盎司”、“16 盎司，，、“ 20盎司，，、“ 24盎司，，、“ 32盎司，，和“48盎司”。用戶26能夠(經由“飲品類型”欄404)選擇飲料28的類型。可選擇類型的示例 可以包括但不限于“可樂”、“檸檬酸橙”、“麥根汽水”、“冰茶”、“檸檬水”和“果汁噴趣酒”。用戶26還能夠(經由“添加品”欄406)選擇用于包括在飲料28內的一種或多種 調味劑/產品。可選擇的添加品的示例可以包括但不限于“櫻桃口味”、“檸檬口味”、“酸橙 口味”、“巧克力口味”、“咖啡口味”和“冰淇淋”。此外，用戶26能夠(經由“營養品”欄408)選擇用于包括在飲料28內的一種或多 種營養品。這樣的營養品的示例可以包括但不限于，“維生素A”、“維生素 ”、“維生素B12”、 “維生素C”、“維生素D”和“鋅”。一旦用戶26已經做出了適當選擇，用戶26就可以選擇“GO ！ ”按鈕410，并且用戶 界面子系統22可以(經由數據總線32)向控制邏輯子系統14提供適當的數據信號。一旦 被接收，控制邏輯子系統14就可以從存儲子系統12檢索適當的數據，并且可以向例如大體 積成分子系統16、微量成分子系統18和管道/控制子系統20提供適當的控制信號，所述 控制信號可以(以上所討論的方式)被處理來準備飲料28。替代地，用戶26可以選擇“取 消(Cancel)”按鈕412，并且觸摸屏界面400可以被重置到缺省狀態(例如，沒有按鈕被選 擇)。用戶界面子系統22可以被配置成允許與用戶26進行雙向通信。例如，用戶界面 子系統22可以包括信息屏414，該信息屏414允許飲料配給系統10向用戶26提供信息。 提供給用戶26的信息類型的示例可以包括但不限于，廣告、涉及系統故障/警告的信息以 及涉及各種產品花費的信息。全部或一部分的以上所描述的脈寬調制技術可以用于保持噴嘴(例如，噴嘴24) 處的恒定速度。例如，可以(使用例如可變線路阻擋或電磁閥門)對高果糖玉米糖漿的供 應進行脈寬調制，使得高果糖玉米糖漿以高速噴發被注入噴嘴24，因此使得在高果糖玉米 糖漿和飲料的其它成分之間進行高水平的混合。雖然所述系統在以上被描述為在飲料配給系統內利用，但是由于其它配置是可能 的，所以這僅是出于說明的目的而并非意在對本公開進行限制。例如，上述系統可以用于處 理/配給其它消費產品(例如，冰淇淋和酒精飲品)。此外，上述系統可以在食品工亞之外的領域中利用。例如，上述系統可以用于處理/配給維生素、營養品、醫療產品、清潔產品、潤滑劑、涂料/染色產品以及其它非消費品的液體/半液體/顆粒狀固體。
已經描述了多種實施方式。然而，所要理解的是可以進行各種修改。因此，其它實 施方式也落入下述權利要求的范圍內。
權利要求
一種方法，包括限定具有限定的電壓電勢的PWM驅動信號，其中，所述PWM驅動信號具有多個“接通”部分和多個“閉合”部分，所述多個“接通”部分和多個“閉合”部分限定用于至少部分地調節泵部件流動速率的第一占空比；以及對所述PWM驅動信號的所述“接通”部分中的至少一部分進行脈寬調制，以限定用于所述PWM驅動信號的所述“接通”部分的所述至少一部分的第二占空比，其中，所述第二占空比至少部分地調節施加到所述泵部件的所述限定的電壓電勢的百分比。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述泵部件是電磁活塞泵。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述泵部件被配置為在飲料配給系統內進行使用。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述泵部件被配置成可釋放地接合產品容器。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述泵部件剛性地附連到產品模塊部件。
6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述限定的電壓電勢為28VDC。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述PWM驅動信號的所述“接通”部分中的至少 一個具有約15毫秒的持續時間。
8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述PWM驅動信號的所述“閉合”部分中的至少 一個具有在15-185毫秒的范圍內的持續時間。
9.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第二占空比在50-100%的范圍內。
10.一種計算機程序產品，所述計算機成產品駐留在計算機可讀介質上，所述計算機可 讀介質具有存儲在其上的多個指令，當所述指令由處理器來執行時，使得所述處理器執行 包括以下步驟的操作限定具有限定的電壓電勢的PWM驅動信號，其中，所述PWM驅動信號具有多個“接通”部 分和多個“閉合”部分，所述多個“接通”部分和多個“閉合”部分限定用于至少部分地調節 泵部件流動速率的第一占空比；以及對所述PWM驅動信號的所述“接通”部分中的至少一部分進行脈寬調制，以限定用于所 述PWM驅動信號的所述“接通”部分中的所述至少一部分的第二占空比，其中，所述第二占 空比至少部分地調節施加到所述泵部件的所述限定的電壓電勢的百分比。
11.根據權利要求10所述的計算機程序產品，其中，所述泵部件是電磁活塞泵。
12.根據權利要求10所述的計算機程序產品，其中，所述泵部件被配置為在飲料配給 系統內進行使用。
13.根據權利要求10所述的計算機程序產品，其中，所述PWM驅動信號的所述“接通” 部分中的至少一個具有約15毫秒的持續時間。
14.根據權利要求10所述的計算機程序產品，其中，所述PWM驅動信號的所述“閉合” 部分中的至少一個具有在15-185毫秒的范圍內的持續時間。
15.根據權利要求10所述的計算機程序產品，其中，所述第二占空比在50-100%的范 圍內。
16.一種方法，包括限定具有限定的電壓電勢的PWM驅動信號，其中，所述PWM驅動信號具有多個“接通”部 分和多個“閉合”部分，所述多個“接通”部分和多個“閉合”部分限定用于至少部分地調節包括在飲料配給系統內的泵部件的流動速率的第一占空比；以及對所述PWM驅動信號的所述“接通”部分中的至少一部分進行脈寬調制，以限定用于所 述PWM驅動信號的所述“接通”部分中的所述至少一部分的第二占空比，其中，所述第二占 空比至少部分地調節施加到所述泵部件的所述限定的電壓電勢的百分比。
17.根據權利要求16所述的方法，其中，所述泵部件是電磁活塞泵。
18.根據權利要求16所述的方法，其中，所述泵部件被配置成可釋放地接合產品容器。
19.根據權利要求16所述的方法，其中，所述泵部件剛性地附連到產品模塊部件。
20.根據權利要求16所述的方法，其中所述PWM驅動信號的所述“接通”部分中的至少一個具有約15毫秒的持續時間； 所述PWM驅動信號的所述“閉合”部分中的至少一個具有在15-185毫秒的范圍內的持 續時間；以及所述第二占空比在50-100%的范圍內。
全文摘要
一種用于限定具有限定的電壓電勢的PWM驅動信號的方法和計算機程序產品。PWM驅動信號具有多個“接通”部分和多個“閉合”部分，其限定用于至少部分地調節泵部件的流動速率的第一占空比。PWM驅動信號的“接通”部分的至少一部分被脈寬調制以限定用于PWM驅動信號的“接通”部分的至少一部分的第二占空比。第二占空比至少部分地調節施加到泵部件的限定的電壓電勢的百分比。
文檔編號B67D7/08GK101842311SQ200880113881
公開日2010年9月22日 申請日期2008年9月5日 優先權日2007年9月6日
發明者拉塞爾·赫伯特·比維斯, 詹姆斯·賈森·多特勒 申請人:德卡產品有限公司