CN116157631A - 基于云的hvac&r控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种加热、通风、空气调节和/或制冷(HVAC&R)系统(10)包含一个或多个传感器(40)，所述一个或多个传感器被配置成获取指示所述HVAC&R系统(10)的组件(14)的操作参数的反馈(42)。所述HVAC&R系统(10)包含所述组件(14)的控制单元(32)，所述控制单元被配置成从所述一个或多个传感器(40)接收所述反馈(42)。所述控制单元(32)被配置成根据第一控制方案分析所述反馈(42)以生成第一控制输出且基于所述第一控制输出操作所述组件(14)。所述HVAC&R系统(10)包含远程服务器(44)，所述远程服务器被配置成提供云计算环境(48)，其中所述远程服务器(44)经由网络(46)以通信方式耦接到所述控制单元(32)。所述远程服务器(44)被配置成接收所述反馈(42)且根据第二控制方案分析所述反馈以生成第二控制输出且基于所述第二控制输出操作所述组件(14)。

Description

基于云的HVAC＆R控制系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年7月6日提交的名为“基于云的HVAC&R控制系统和方法(CLOUD-BASED HVAC&R CONTROL SYSTEMS AND METHODS)”的第63/048,576号美国临时申请的优先权和权益，所述临时申请出于所有目的而以全文引用的方式并入本文中。

背景技术

本章节旨在向读者介绍可能与下文所描述和/或要求保护的本技术的各种方面相关的技术的各种方面。此论述被认为有助于向读者提供背景信息以促进更好地理解本公开的各种方面。因此，应理解，应鉴于此来阅读这些陈述，而不是作为对任何种类的认可。

加热、通风、空气调节和/或制冷(HVAC&R)系统通常通过以下方式来维持结构或其它受控制空间中的温度控制：经由压缩机使流体(例如制冷剂)循环通过回路以与另一流体(例如水和/或空气)交换热能。压缩机可包含螺杆压缩机、离心压缩机，或用于使流体循环通过回路且在HVAC&R系统的各种组件(例如热交换器)之间的另一合适压缩机。一般来说，与压缩机一起利用控制面板以基于由HVAC&R系统的传感器获取的反馈来控制压缩机的操作。遗憾的是，现有控制面板可不能充分有效地分析传感器反馈，且因此可以限制或降低压缩机的最优操作效率的方式来控制压缩机。

发明内容

下文概述在范围方面与本公开相称的某些实施例。这些实施例并不旨在限制本公开的范围，而是，这些实施例仅旨在提供本发明实施例的可能形式的简要概述。实际上，本发明实施例可涵盖可类似于或不同于下文所阐述的实施例的各种形式。

在一些实施例中，加热、通风、空气调节和/或制冷(HVAC&R)系统包含一个或多个传感器，一个或多个传感器被配置成获取指示HVAC&R系统的组件的操作参数的反馈。HVAC&R系统还包含组件的控制单元，控制单元被配置成从一个或多个传感器接收反馈。控制单元被配置成根据第一控制方案分析反馈以生成第一控制输出且基于第一控制输出操作组件。HVAC&R系统进一步包含远程服务器，远程服务器被配置成提供云计算环境，其中远程服务器经由网络以通信方式耦接到控制单元。远程服务器还被配置成接收反馈且根据第二控制方案分析反馈以生成第二控制输出且基于第二控制输出操作组件。

在一些实施例中，用于操作加热、通风、空气调节和/或制冷(HVAC&R)系统的方法包含经由HVAC&R系统的一个或多个传感器获取指示HVAC&R系统的组件的操作参数的反馈。方法还包含基于组件的控制单元和HVAC&R系统的远程服务器之间的通信通道的状态而确定是否根据第一控制方案或第二控制方案控制组件。方法进一步包含响应于确定控制单元和远程服务器之间的通信通道中断，经由控制单元且根据第一控制方案分析反馈以生成用于操作组件的第一控制输出。方法还包含响应于确定控制单元和远程服务器之间的通信通道建立，经由远程服务器且根据第二控制方案分析反馈以生成用于操作组件的第二控制输出。

在一些实施例中，加热、通风、空气调节和/或制冷(HVAC&R)系统包含多个控制单元，多个控制单元被配置成控制HVAC&R系统的多个组件中的相应组件的操作。多个控制单元被配置成接收传感器反馈且根据相应第一控制方案分析传感器反馈以生成用于控制相应组件的相应第一控制输出。HVAC&R系统还包含远程服务器，远程服务器被配置成提供云计算环境。远程服务器被配置成经由网络以通信方式耦接到多个控制单元。远程服务器还被配置成接收传感器反馈且根据第二控制方案分析传感器反馈以生成用于控制多个组件中的至少一个组件的第二控制输出。

附图说明

当参考附图阅读以下具体实施方式时，本公开的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在所有附图中相同的标号表示相同的部件，在附图中：

图1是根据本公开的方面的具有基于云的加热、通风、空气调节和/或制冷(HVAC&R)控制系统的HVAC&R系统的实施例的示意图；

图2是根据本公开的方面的用于操作HVAC&R系统的一个或多个组件的基于云的HVAC&R控制系统的实施例的示意图；且

图3是根据本公开的方面的使用基于云的压缩机控制系统操作压缩机的方法的实施例的流程图。

具体实施方式

下文将描述本公开的一个或多个特定实施例。这些描述的实施例仅是当前公开的技术的实例。另外，在努力提供这些实施例的简明说明的过程中，说明书中可能未描述实际实施方案的所有特征。应了解，在任何此类实际实施方案的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须制定大量实施方案特定的决策以实现开发者的特定目标，例如遵守与系统相关和与商业相关的约束条件，这些约束条件可能根据实施方案的不同而不同。此外，应了解，此类开发工作可为复杂且耗时的，但对于受益于本公开的普通技术人员来说不过是设计、制造和生产的例行任务。

在介绍本公开的各种实施例的元件时，冠词“一(a/an)”和“所述”旨在意味着存在一个或多个所述元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在为包含性的且意味着可存在除所列元件之外的额外元件。另外，应理解，对本公开的“一个实施例”或“实施例”的参考并非旨在解释为排除同样并入有所叙述特征的额外实施例的存在。

加热、通风、空气调节和/或制冷(HVAC&R)系统可包含蒸汽压缩系统，蒸汽压缩系统具有被配置成使流体循环通过蒸汽压缩系统的管道或导管的压缩机(例如螺杆压缩机、离心压缩机)。举例来说，压缩机可通过压缩机入口汲取相对低的压力蒸汽流(例如制冷剂流)且通过压缩机出口排放处于相对高的压力的蒸汽流。因而，压缩机促进通过蒸汽压缩系统的流体循环。举例来说，压缩机可用于使流体在HVAC&R系统的冷凝器和蒸发器之间循环。

一般来说，HVAC&R系统的各种组件，例如压缩机，包含被配置成控制组件的各种操作参数的专用控制面板。举例来说，压缩机通常包含控制面板，控制面板与压缩机一起实施(例如耦接到压缩机)，且被配置成基于从HVAC&R系统的一个或多个传感器接收的传感器反馈(例如数据)控制压缩机的各种操作。举例来说，传感器可以通信方式耦接到控制面板，且被配置成向控制面板提供指示压缩机和/或包含于具有压缩机的蒸汽压缩系统中的其它组件的操作参数的反馈。控制面板通常包含存储处理器可执行例程、进程和/或命令(例如软件代码、压缩机控制算法)的存储器和被配置成运行例程的处理器。处理器可执行例程以分析传感器数据，且基于此类分析的结果调整压缩机的某些操作参数(例如压缩机速度、压缩机容量、另一合适压缩机参数)。

遗憾的是，用于HVAC&R系统的个别组件(例如个别压缩机)的专用控制面板的制造可使生产复杂且增加组件的制造成本。此外，典型的压缩机控制面板可具有有限的处理能力来分析可由HVAC&R系统的传感器获取的传感器反馈。也就是说，控制面板可缺乏足够的计算资源(例如处理能力)来执行高级压缩机控制算法，高级压缩机控制算法实现所收集的传感器反馈的高级评估和基于高级评估的经增强压缩机控制。因此，常规的压缩机控制面板可易于在有限或降低的操作效率下操作压缩机。此外，更新或修改存储于多个压缩机的相应控制面板中的控制例程可为冗长且耗时的。举例来说，更新多个压缩机的控制例程可涉及操作人员行进到压缩机中的每一者的位置且在压缩机的对应控制面板上手动地安装软件更新(例如使用便携式装置，例如膝上型计算机或其它存储器装置)。

现在应认识到，利用基于云的HVAC&R控制系统以控制压缩机的一些或全部操作方面会使得能够用简化且更经济的控制单元替换传统的压缩机控制面板，所述控制单元相比于传统的控制面板利用较少的处理组件(例如硬件组件、软件模块)。也就是说，应认识到，将压缩机控制功能性从传统的压缩机控制面板转移到基于云的HVAC&R控制系统会使得能够在压缩机中使用较少集成控制电路系统进行有效的压缩机操作。因而，基于云的HVAC&R控制系统可降低制造成本和/或生产个别压缩机相关联的制造复杂性。

此外，现在应认识到，利用基于云的HVAC&R控制系统会使得能够根据复杂的压缩机控制算法进行压缩机控制，复杂的压缩机控制算法在执行时增强压缩机的操作效率(例如与当使用常规的压缩机控制面板控制压缩机时可实现的压缩机操作效率相比)。具体地说，应认识到，经由基于云的HVAC&R控制系统的实施，更强大的计算资源可用于执行高级压缩机控制算法，高级压缩机控制算法增加压缩机效率且在其它方面不大适合于与传统的压缩机控制面板一起实施(例如归因于此类控制面板上可用的有限计算资源)。

另外，现在应认识到，单个基于云的HVAC&R控制系统可用于监测和控制多个压缩机的操作。因而，操作者可利用基于云的HVAC&R控制系统以实施跨多个压缩机的软件更新，而不物理地行进到压缩机中的每一者以手动地调整或修改压缩机的对应控制面板的位点处的控制算法。因此，基于云的HVAC&R控制系统可减少对压缩机执行维护所涉及的时间段，和/或可降低与操作压缩机相关联的维护成本。

因此，本公开的实施例涉及基于云的HVAC&R控制系统以更高效地控制一个或多个压缩机和/或HVAC&R系统的其它合适组件的操作。基于云的HVAC&R控制系统包含服务器或多个服务器(例如云服务器)，所述服务器可远离压缩机而定位且被配置成监测、控制或以其它方式调整压缩机和/或具有压缩机的蒸汽压缩系统的其它组件的操作参数。举例来说，远程服务器被配置成提供云计算环境，在本文中被称为“云”，以用于可由压缩机的传感器和/或由蒸汽压缩系统的传感器获取的传感器反馈的存储和/或分析。远程服务器使得能够在云中执行复杂的压缩机控制算法，所述算法可用于分析与压缩机的操作相关的传感器数据且基于此类分析的结果生成用于控制压缩机操作的控制输出(例如控制信号)。为了清楚起见，如本文中所使用，关于处理数据、存储数据、形成控制输出或“在云中”或由“云计算环境”执行其它操作的论述旨在指代可由被配置成提供基于云的计算环境的一个或多个服务器执行的计算操作。也就是说，如本文中所使用，被论述为“在云中”或由“云计算环境”执行的计算操作可指由远程定位的云服务器部分地或完全地执行的计算操作，而非由与压缩机集成的处理组件(例如包含于压缩机的控制单元上的处理组件)执行的计算操作。

在一些实施例中，基于云的HVAC&R控制系统和压缩机的控制单元可合作地控制压缩机的某些方面。在其它实施例中，压缩机的控制单元可为空闲的(例如处于休眠状态、处于非操作状态)，而基于云的HVAC&R控制系统控制基本上全部的压缩机操作。在此类实施例中，控制单元可被配置成在压缩机的设计操作时间段时(例如当控制单元和基于云的HVAC&R控制系统之间的通信通道或通信连接临时中断时)对压缩机采取控制。在任何情况下，如下文详细地所论述，基于云的HVAC&R控制系统可实现更高效的压缩机操作，同时减轻可与常规的压缩机一起利用的传统的压缩机控制面板的前述缺点。此外，如上文简要地所指出和本文中更详细地所论述，基于云的HVAC&R控制系统可用于根据所公开的技术控制HVAC&R系统的多种其它组件。

现在转到附图，图1是HVAC&R系统10的实施例的示意图，所述HVAC&R系统包含用于监测和控制HVAC&R系统10的一个或多个组件(例如压缩机14)的操作的基于云的HVAC&R控制系统12。HVAC&R系统10包含蒸汽压缩系统16(例如制冷系统)，其具有冷凝器18、蒸发器20、膨胀装置22(例如电子膨胀阀)和压缩机14，它们经由导管(例如管)彼此流体地耦接以形成回路24(例如制冷剂回路)。压缩机14包含被配置成驱动压缩机14的操作的电机26。为此目的，电机26使压缩机14能够使流体(例如制冷剂)循环通过回路24。因此，压缩机14可促进蒸发器20和冷凝器18之间的热传递。

在一些实施例中，电机26可由变速驱动器(VSD)30供电。VSD 30从交流(AC)电源接收具有特定固定线电压和固定线频率的AC电力，并向电机26提供具有可变电压和频率的电力。在其它实施例中，电机26可直接由AC或直流(DC)电源供电。电机26可包含可由VSD 30供电或直接由AC或DC电源供电的任何类型的电机，例如开关磁阻电机、感应电机、电子整流永磁电机或另一合适电机。

在所示出的实施例中，压缩机14包含控制单元32，如下文详细地所论述，所述控制单元可被配置成监测和/或调整压缩机14的某些操作参数。控制单元32可耦接到压缩机32的结构，例如压缩机32的外壳和/或框架。控制单元32可被配置成将指令发送到VSD 30以调整电机26的速度，和/或发送用于调整压缩机14的各种其它压缩机组件36(例如子组件)的操作参数的指令。作为非限制性实例，压缩机组件36可包含压缩机14的滑动阀组合件和/或压缩机14的平衡活塞组合件(例如在压缩机14是螺杆压缩机的实施例中)、压缩机14的可变几何扩散器(VGD)(例如在压缩机14是离心压缩机的实施例中)，或任何其它合适压缩机组件36。因而，应理解，控制单元32可操作以调整压缩机14的操作速度、容量和/或其它操作参数或特性。

控制单元32可以通信方式耦接到HVAC&R系统10的一个或多个传感器40。传感器40可定位在压缩机14的各种组件36附近和/或沿着蒸汽压缩系统16，且被配置成获取指示压缩机14和/或蒸汽压缩系统16的操作参数的传感器反馈42。举例来说，一个或多个传感器40可包含温度传感器、压力传感器、接近度传感器、振动传感器、声传感器，和/或被配置成获取HVAC&R系统10的各种操作参数的反馈的其它合适传感器。具体地说，此类操作参数可包含压缩机14的抽吸压力或温度、压缩机14的排放压力或温度、压缩机14的滑动阀位置、压缩机14的VGD位置、电机26的温度、压缩机14的轴的振动频率或振幅、入口温度、出口温度、入口压力，和/或在蒸发器20和/或冷凝器18处的出口压力，或HVAC&R系统10的其它合适参数。实际上，所属领域的技术人员将理解，传感器40可被配置成获取指示HVAC&R系统10的除上文所论述的示例性参数之外或代替所述示例性参数的多个其它操作参数的传感器反馈。

应理解，HVAC&R系统10可包含除压缩机14之外或代替所述压缩机的多个其它组件41，所述多个其它组件可各自包含专用控制单元43。控制单元43中的每一者可包含控制单元32的组件中的一些或全部，且可被配置成根据本文中所论述的技术控制HVAC&R系统10的相应组件41。作为非限制性实例，组件41可包含一个或多个蒸发器、一个或多个冷凝器、一个或多个容器、一个或多个泵、一个或多个可变频率驱动器(VFD)、一个或多个卫生空气单元、一个或多个阀，和/或其它合适HVAC&R组件。控制单元43可以通信方式耦接到传感器45(例如一个或多个传感器40中的一些)，所述传感器被配置成向控制单元43提供指示对应组件41的一个或多个操作参数的反馈。应了解，尽管下文在控制压缩机14的上下文中主要描述基于云的HVAC&R控制系统12，但本文中所论述的技术可用于经由除压缩机14之外或代替所述压缩机的基于云的HVAC&R控制系统12而控制组件41中的任一者或组合。

在所示出的实施例中，基于云的HVAC&R控制系统12包含经由网络46和云48(用于存取一个或多个远程服务器、虚拟机等以用于存储、计算或其它功能性的网络界面)以通信方式耦接到控制单元32的远程服务器44(例如一个或多个远程服务器)。如下文所论述，网络46和云48(在本文中统称为云网络50)使远程服务器44能够接收由一个或多个传感器40获取的传感器反馈42，根据压缩机控制算法或方案分析所获取的传感器反馈42，且基于所分析的传感器反馈42的结果生成用于调整压缩机14的操作的控制输出。特别地，远程服务器44可经由云网络50将控制输出(例如控制信号)发送到控制单元32。因而，控制单元32可基于从远程服务器44接收的控制输出而发送指令以调整压缩机14的压缩机组件36。在其它实施例中，远程服务器44可被配置成直接与压缩机组件36通信(例如经由云网络50)，使得远程服务器44可调整压缩机组件36的操作而无需来自控制单元32的输入。远程服务器44可安置于远离压缩机14的位置(例如服务器室或服务器场)处。

在任何情况下，如下文详细地所论述，云网络50使得能够将通常在压缩机14的控制面板上执行的各种计算进程转移到远程服务器44。因而，控制单元32相比于常规的压缩机控制面板可包含较少的硬件组件(例如处理电路系统)和/或软件模块，这可降低控制单元32的制造成本和/或制造复杂性(例如与传统的压缩机控制面板相比)。此外，如下文所论述，远程服务器44的处理能力可显著超过典型的压缩机控制面板的处理能力，且因此使远程服务器44能够执行用于控制压缩机14的更精密的压缩机控制算法(例如与可由传统的压缩机控制面板执行的控制算法相比)。特别地，远程服务器44可执行实现传感器反馈42的更全面的分析(例如与由常规的压缩机控制面板执行的分析水平相比)的压缩机控制算法或方案，且因此使得能够生成增强压缩机控制和操作的控制输出。

为了清楚起见，如本文中所使用，关于处理数据、存储数据、形成控制输出或“在云48中”执行其它操作的论述旨在指代可由远程服务器44执行的计算操作，所述远程服务器被配置成生成和提供云48。也就是说，如本文中所使用，被论述为在“云48中”执行的计算操作可指由服务器44部分地或完全地执行的计算操作，而非由与HVAC&R组件集成的处理组件执行的计算操作。

如所示出的实施例中所展示，远程服务器44可包含通信电路系统54、一个或多个处理器56和一个或多个存储器装置58。处理器56可包含微处理器，微处理器可执行用于在云48中分析传感器反馈42以及用于控制HVAC&R系统10的压缩机组件36和/或任何其它合适组件的软件。处理器56可包含多个微处理器、一个或多个“通用”微处理器、一个或多个专用微处理器，和/或一个或多个专用集成电路(ASIC)，或其某组合。举例来说，处理器56可包含一个或多个精简指令集(RISC)处理器。存储器装置58可包含例如随机存取存储器(RAM)的易失性存储器，和/或例如只读存储器(ROM)的非易失性存储器。存储器装置58可存储例如控制软件(例如压缩机控制算法或方案)、查找表、配置数据、通信协议等的信息。

举例来说，存储器装置58可存储包含供处理器56执行的固件或软件的处理器可执行指令，例如用于控制压缩机14的前述组件中的任一者和/或HVAC&R系统10的组件的指令。在一些实施例中，存储器装置58是有形的非暂时性的机器可读介质，其可存储供处理器56执行的机器可读指令。存储器装置58可包含ROM、快闪存储器、硬盘驱动器、任何其它合适的光学、磁性或固态存储介质，或其组合。通信电路系统54促进经由合适的通信通道60(例如有线和/或无线连接)在远程服务器44和控制单元32之间的通信。举例来说，在一些实施例中，有线连接可用于将控制单元32以通信方式耦接到网络46，而无线通信通道(例如云48)可用于将网络46以通信方式耦接到远程服务器44。

在一些实施例中，网络46包含防火墙62和/或代理，其可被配置成跨网络46且在控制单元32和远程服务器44之间调节通信业务。举例来说，防火墙62可被设计成阻止对控制单元32的未经授权的存取，同时准许从控制单元32到远程服务器44的向外通信。

在所示出的实施例中，基于云的HVAC&R控制系统12包含可经由云48以通信方式耦接到控制单元32、远程服务器44或这两者的用户界面64。用户界面64可包含便携式计算系统(例如膝上型计算机、蜂窝装置)或其它合适系统，其使操作者能够查看、修改和/或控制在基于云的HVAC&R控制系统12上发生的进程。特别地，如下文所论述，用户界面64可使操作者能够远程地监测压缩机14的操作参数、修改用于控制压缩机14的控制方案，和/或调整压缩机14的操作。

图2是基于云的HVAC&R控制系统12的实施例的示意图。控制单元32可电耦接到电源70，所述电源被配置成将电力提供到控制单元32、传感器40和/或压缩机14的其它组件。在所示出的实施例中，控制单元32包含模拟板72(例如第一处理板)或多个模拟板和数字板74(例如第二处理板)或多个数字板，其被配置成从传感器40分别接收模拟反馈和数字反馈。举例来说，模拟板72可以通信方式耦接到一个或多个模拟传感器76(例如传感器40的子集)，所述模拟传感器被配置成向模拟板72提供指示压缩机14的各种操作参数的模拟信号。特别地，模拟传感器76可向模拟板72提供指示压缩机14的排放压力和/或温度、压缩机14的抽吸压力和/或温度、沿着压缩机14的各种位置处的油压力和/或温度、压缩机14的过滤器压力、HVAC&R系统10的分离器温度、由电机26汲取的电机安培数和/或HVAC&R系统10的任何其它合适操作参数的反馈(例如实时反馈)。数字板74可以通信方式耦接到一个或多个数字传感器78(例如传感器40的子集)或被配置成向数字板74提供某些压缩机组件36的操作状态(例如开/关)的状态(例如实时状态)的其它数字输出装置。作为实例，数字传感器78可向数字板74提供指示压缩机14是否处于操作或空闲状态、压缩机14的油泵是否处于操作或空闲状态和/或压缩机14中是否检测到油位和/或液位故障的状态信号。

在一些实施例中，模拟板72和数字板74可各自包含对应的处理器80和存储器装置82，其使板72、74能够从传感器76、78接收传感器反馈42且促进将传感器反馈42传输到控制单元32的其它组件和/或传输到云48。举例来说，在一些实施例中，模拟板72和数字板74以通信方式耦接到控制单元32的通信组件84，所述通信组件被配置成将所收集的模拟和数字传感器数据传输到云48(例如经由通信通道60)。另外，模拟板72和数字板74可以通信方式耦接到且被配置成将传感器反馈42的至少一部分传输到控制单元32的处理电路系统86(例如控制电路系统)。应了解，在某些实施例中，模拟传感器76、数字传感器78或这两者可直接以通信方式耦接到处理电路系统86、一个或多个控制单元43和/或云48。在此类实施例中，可从控制单元32省略模拟板72、数字板74或这两者。如下文所论述，处理电路系统86可被配置成基于传感器反馈42的至少一部分的基本或简化分析来调整压缩机14的某些操作参数。

举例来说，处理电路系统86可包含存储器88和被配置成执行存储于存储器88上的指令的处理器90。处理器90可至少以通信方式耦接到压缩机组件36的子集且被配置成调整这些压缩机组件36的操作。存储器88可包含存储用于控制压缩机14和其组件36的原始或基本控制例程或算法的基本控制库92。处理器90可执行原始控制例程或算法以分析传感器反馈42的至少一部分且基于所分析的传感器反馈42的结果控制压缩机14。

举例来说，基本控制库92可包含存储压缩机14的各种操作参数的上限和下限阈值的设定点存储库94。特别地，设定点存储库94可存储压缩机排放温度和/或压力、压缩机抽吸温度和/或压力和/或可由传感器40监测的任何其它合适压缩机参数的上限和下限阈值操作值。

基本控制库92可包含告警存储库96，所述告警存储库包含与某些所监测的压缩机参数相关的告警协议。告警协议可指定将由处理器90响应于压缩机14的特定操作参数超过或降到低于设定点存储库94中指定的其对应上限和下限阈值达预定时间段的确定而生成的告警的类型。换句话说，告警协议可指定处理器90在一个或多个压缩机参数偏离对应可接受操作范围时生成的特定告警。举例来说，在压缩机操作期间，处理器90可将压缩机14的测量操作参数与存储在设定点存储库94中的其对应上限和下限阈值进行比较。在确定压缩机14的操作参数或多个操作参数超过或降到低于设定点存储库94中指定的其对应上限和下限阈值(例如达阈值时间段)后，处理器90就可根据存储于告警存储库96中的告警协议生成特定类型的告警(例如可听、可视)。

基本控制库92还可包含标准控制存储库98，其包含用于分析传感器反馈42或传感器反馈42的一部分且用于基于此类分析的结果控制压缩机14的基本控制算法。举例来说，处理器90可执行基本控制算法以执行传感器反馈42的至少一部分的基本分析，且生成用于根据此类基本分析的结果控制压缩机14的控制输出(例如输出信号)。如下文所论述，处理器90可被配置成在控制单元32和远程服务器44之间的通信连接中断时根据基本压缩机控制算法控制压缩机14。作为非限制性实例，当执行时，基本压缩机控制算法可使处理器90能够开始或暂停压缩机14的操作，增大或减小压缩机14的容量，和/或基于传感器反馈42的分析来检测压缩机14的基本故障状况。

在一些实施例中，控制单元32可包含显示器100，所述显示器被配置成显示由传感器40获取的传感器反馈42和/或使用户能够存取基本控制库92。举例来说，显示器100可包含交互式界面，交互式界面被配置成从用户(例如压缩机14的操作者)接收反馈以使用户能够修改基本控制库92中的信息(例如基于从显示器100的界面发送到控制单元32和/或远程服务器44的输入)和/或调整压缩机14的操作。在其它实施例中，可从控制单元32省略显示器100以降低与控制单元32相关联的制造成本和制造复杂性，以及实现控制单元32的紧凑制造。实际上，如下文所论述，用户界面64可使用户能够查看和/或修改基本控制库92中的信息，查看传感器反馈42，和/或调整压缩机14的操作，使得可从控制单元32省略显示器100。因而，应理解，用户界面64使控制单元32能够合适地安装在压缩机14的空间受约束区域中和/或安装到压缩机14的不容易可由用户存取的结构，这是因为用户无需物理地存取控制单元32以存取基本控制库92中的前述特征。

如上文简要地所论述，通信组件84可被配置成将传感器反馈42中的一些或全部引导到云48。在一些实施例中，压缩机控制模块110被配置成用于在云48上执行，且促进根据存储在云48中的一个或多个高级压缩机控制算法来分析传感器反馈42。举例来说，压缩机控制模块110可包含高级控制库112，所述高级控制库存储可由远程服务器44利用以分析传感器反馈42且生成促进压缩机14的高效操作的控制输出(例如控制信号)的各种算法、例程、查找表等。具体地说，在所示出的实施例中，高级控制库112包含传感器数据存储库114、规范存储库116和高级控制存储库118。传感器数据存储库114可存储由传感器40获取的历史传感器数据或当前传感器数据(例如传感器反馈42)。规范存储库116可存储关于HVAC&R系统10的各种属性或特性的配置数据。作为实例，规范存储库116可存储关于蒸汽压缩系统16中使用的制冷剂的制冷剂属性、关于压缩机14的操作规范(例如压缩机14的容量范围)、关于电机26的操作规范(例如电机26的功率输出范围)，和/或HVAC&R系统10的任何其它合适操作规范。

高级控制存储库118可存储可由远程服务器44检索和执行以分析传感器反馈42的高级压缩机控制算法。高级压缩机控制算法可使远程服务器44能够经由执行存储于基本控制库92中的基本控制算法以比处理器90能够分析传感器反馈42的粒度和/或取样速率更精细的粒度和/或更高的取样速率评估传感器反馈42。

举例来说，在一些实施例中，基本压缩机控制算法可使处理器90能够以第一取样速率(例如相对低的取样速率)分析传感器反馈42的子集，以生成用于以第一效率水平(例如相对低的效率水平)控制压缩机14的第一控制输出(例如输出信号)。与此对比，高级压缩机控制算法可使远程服务器44能够以第二取样速率(例如相对高的取样速率)分析所有传感器反馈42或相比于处理器90分析传感器反馈42的较大部分，以生成用于以第二效率水平(例如相对高的效率水平)控制压缩机14的第二控制输出(例如控制信号)。

此外，在某些实施例中，高级控制存储库118可包含用于由远程服务器44执行的不包含于基本控制库92中的额外算法或例程。作为实例，高级控制算法可包含可不包含于基本控制库92中的电机控制算法、滑动阀控制算法、VGD控制算法、VSD控制算法和/或各种其它辅助算法(例如用于计算蒸汽压缩系统16的过冷和过热值的算法)。这些额外算法的执行可使远程服务器44能够以超过处理器90能够使用存储于基本控制库92中的基本压缩机控制算法操作压缩机14的效率水平的效率水平操作压缩机14。在一些实施例中，高级控制库112还可包含告警存储库96和/或设定点存储库94。因而，当一个或多个压缩机参数偏离对应目标操作范围时(例如达阈值持续时间)，远程服务器44可根据上文所描述的告警协议生成告警。

在一些实施例中，压缩机控制模块110可包含算法管理模块120，其使远程服务器44能够基于存储于高级控制库112中的算法中的一者或多者选择性地控制压缩机14。举例来说，在一些实施例中，算法管理模块120可基于压缩机14的类型(例如螺杆、离心)、基于蒸汽压缩系统16中使用的制冷剂的类型(例如基于氢氟碳化物(HFC)的制冷剂的制冷剂，例如R-410A、R-407、R-134a、氢氟烯烃(HFO)、比如氨(NH3)的“天然”制冷剂、R-717、二氧化碳(CO2)、R-744或基于烃的制冷剂)或基于HVAC&R系统10的参数组合的任何其它合适参数而选择供远程服务器44执行的特定控制算法。

在一些实施例中，压缩机控制模块110可包含安全模块122，所述安全模块被配置成限制对云48或对位于云48上的各种模块的存取。举例来说，安全模块122可与防火墙62合作以限制未经授权的用户对某些信息和/或基于云的HVAC&R控制系统12的功能性的存取。在一些实施例中，压缩机控制模块110可包含网络服务模块124，所述网络服务模块使操作者能够经由输入装置和/或显示装置(例如用户界面64)存取云48。网络服务模块124可引导通过防火墙62的云存取，且因此使防火墙62能够阻止未经授权的人员存取压缩机控制模块110。在某些实施例中，压缩机控制模块110包含趋势模块126，所述趋势模块连续地或间歇地将模拟和数字输入和/或输出值保存到云48且以可由包含在云48中的各种服务(例如模块)存取的方式组织此数据。在一些实施例中，压缩机控制模块110包含可基于HVAC&R系统10的容量要求或其它参数协调压缩机群组的操作的排序模块128。

图3是用于使用基于云的HVAC&R控制系统12操作压缩机14的方法130的实施例的流程图。应注意，下文所论述的方法130的步骤可以任何合适次序执行，且不限于图3的所示出的实施例中所展示的次序。此外，应注意，可执行方法130的额外步骤，且可省略方法130的某些步骤。再者，应了解，方法130的某些步骤可与其它步骤同时执行。方法130包含确定在控制单元32和远程服务器44之间(例如在控制单元32和例如压缩机控制模块110的设置于云48中的模块之间)是否建立通信连接或通信通道，如由框132所指示。举例来说，在一些实施例中，控制单元32的处理电路系统86(例如处理器90)可连续地或周期性地监测在控制单元32的通信组件84和云48之间是否建立通信连接。如由框134所指示，如果处理电路系统86确定在控制单元32和远程服务器44之间建立通信连接，则处理电路系统86可转变到休眠状态，其中处理电路系统86不控制压缩机14的操作，或其中处理电路系统86控制压缩机14的操作的有限子集，而远程服务器44控制压缩机14的操作方面的全部或大部分。因而，应了解，在某些实施例中，处理电路系统86和远程服务器44可共同地(例如同时地)控制压缩机14的操作。

举例来说，在休眠状态中，处理电路系统86可不分析传感器反馈42(例如使用基本压缩机控制算法)。代替地，传感器反馈42可被推送到云48且由远程服务器44使用存储于高级控制库112中的高级压缩机控制算法来分析。因而，远程服务器44可生成控制输出以根据高级压缩机控制算法且以提高的效率水平操作压缩机14，如由框136所指示。如由框138所指示，远程服务器44可监测传感器反馈42以确保压缩机14的测量操作参数不超过对应告警协议中指定的相应上限和/或下限阈值(例如如从告警存储库96和/或设定点存储库94所导出)。在一些实施例中，远程服务器44可在确定压缩机14的特定操作参数超过对应上限或下限阈值达至少阈值时间段(例如5秒)后就生成告警。

在某些实施例中，处理电路系统86可监测和/或调整压缩机14的某些操作参数，甚至在处于休眠状态时也是如此。举例来说，当处于休眠状态时，除远程服务器44之外或代替所述远程服务器，处理电路系统86也可监测传感器反馈42或传感器反馈42的子集，以确保压缩机14的某些测量操作参数不超过告警协议中指定的相应上限和/或下限阈值。因而，远程服务器44、处理电路系统86或这两者可被配置成在压缩机14的操作参数或操作参数的组合偏离相应目标操作范围时生成告警。

在一些实施例中，如果处理电路系统86确定控制单元32和远程服务器44之间的通信连接已中断，则处理电路系统86可转变到活动状态以建立压缩机14的控制，如由框139所指示。举例来说，处理电路系统86在确定控制单元32和远程服务器44之间的通信连接已中断(例如连续地中断)达至少第一阈值时间段后就可转变到活动状态。另外或替代地，处理电路系统86可在确定控制单元32和远程服务器44之间的通信连接的信号强度降到低于下限阈值达第二阈值时间段后就转变到活动状态，第二阈值时间段可等于或不同于第一阈值时间段。

在转变到活动状态后，处理电路系统86就可根据存储于基本控制库92中的基本压缩机控制算法来控制压缩机14，如由框141所指示。因而，处理电路系统86可生成可使压缩机14以标准效率水平操作的控制输出，所述标准效率水平可小于压缩机14可在由远程服务器44控制时操作的提高的效率水平。处理电路系统86可再次监测传感器反馈42或传感器反馈42的子集，以确保压缩机14的测量操作参数不超过告警协议中指定的相应上限和/或下限阈值，如由框138所指示。因而，即使当控制单元32和远程服务器44之间的通信连接中断时，处理电路系统86也可实现压缩机操作。在一些实施例中，处理电路系统86可在确定压缩机14的特定操作参数超过对应上限或下限阈值达至少阈值时间段(例如5秒)后就生成告警。

在一些实施例中，处理电路系统86和/或远程服务器44可在存储器88和/或云48中(例如在告警存储库96的存储模块中)记录(例如存储)可在压缩机操作期间生成的告警。在某些实施例中，用户可利用用户界面64来查看记录在告警存储库96中的告警和/或远程地清除所记录的告警。在一些实施例中，处理电路系统86和/或远程服务器44可被配置成在所记录的告警仍未被清除达至少阈值时间段的情况下取消激活压缩机14。

当处于活动状态时，处理电路系统86可连续地或周期性地评估控制单元32和远程服务器44之间的通信连接是否重新建立。在一些实施例中，处理电路系统86可将压缩机14的控制释放到远程服务器44，且在确定控制单元32和远程服务器44之间的通信连接已重新建立达至少第一阈值时间段后就返回到休眠状态。另外或替代地，处理电路系统86可在确定控制单元32和远程服务器44之间的通信连接的信号强度超过下限阈值达第二阈值时间段后就将压缩机14的控制释放到远程服务器44。因而，远程服务器44可根据存储于高级控制库112中的高级压缩机控制算法恢复压缩机14的控制。如上文所论述，在某些实施例中，处理电路系统86和远程服务器44可共同地(例如同时地)控制压缩机14的操作。作为实例，在此类实施例中，处理电路系统86可根据基本压缩机控制算法的至少一部分控制压缩机14，且远程服务器44可根据高级压缩机控制算法的至少一部分同时地控制压缩机14。

参考图2继续以下论述。在一些实施例中，用户界面64使用户(例如压缩机14的操作者)能够存取压缩机控制模块110(例如经由发送到远程服务器44的指令)且修改包含于高级控制库112或压缩机控制模块110的其它模块中的信息。举例来说，用户可修改存储于高级控制库112中的高级压缩机控制算法以将软件更新并入到控制算法或将额外控制算法添加到高级控制存储库118。

在一些实施例中，压缩机控制模块110可被配置成控制以通信方式耦接到云48的多个额外压缩机140的操作。举例来说，额外压缩机140中的每一者可包含对应控制单元142，所述控制单元包含上文所论述的控制单元32的特征中的一些或全部。在一些情况下，当控制单元32、142以通信方式耦接到云48时，远程服务器44可被配置成根据高级控制库112的控制算法控制压缩机14、140中的每一者。因此，通过存取高级控制库112(例如经由用户界面64)，用户可快速且容易地更新用于操作若干或全部压缩机140的控制算法，而不必个别地更新各种控制单元32、142上的软件代码。为此目的，用户可利用用户界面64来同时更新用于控制压缩机14、140或压缩机14、140的指定子集的操作的控制算法，而无需物理地行进到压缩机14、140的一个或多个位置。换句话说，用户可经由用户界面64远程地调整用于操作以通信方式耦接到云48的压缩机14、140中的任一者的控制算法。此外，用户可利用用户界面64来修改与额外压缩机140中的每一者相关联的对应规范存储库116和/或更新云48上的与额外压缩机140相关的任何其它信息。在一些实施例中，用户可通过经由用户界面64接收的输入选择性地启用或停用压缩机14、140中的任一者的某些功能性。因此，用户可基于客户规范和/或将实施压缩机14、140的工作场所而远程地调适个别压缩机14、140的功能性。

在一些实施例中，用户可利用用户界面64来存取云48以个别地查看和/或修改与压缩机14、140中的每一者相关的信息。举例来说，压缩机14、140中的每一者可作为用户可选图标150显示在用户界面64上。在选择对应图标150后，用户就可查看和/或修改存储于特定压缩机14、140的控制单元32、142的基本控制库92和/或存储于与特定压缩机14、140相关联的压缩机控制模块110中的信息。作为另一实例，用户可利用用户界面64来查看由对应压缩机控制单元32、142的模拟板72和数字板74推送到云48的实时传感器反馈42，以在休眠和活动状态之间转变特定压缩机14、140的处理电路系统86或以执行另一合适动作。在一些实施例中，基于云的HVAC&R系统12可包含相比于用户界面64可包含高级功能性的额外用户界面(例如诊断用户界面)。特别地，额外用户界面可操作以促进特定压缩机14、140的初始安设或安装和其与云48的通信。

在某些实施例中，用户界面64可包含被配置成在检验例如压缩机14的特定压缩机期间由用户穿戴的扩增现实装置(例如头戴式显示器)。在此类实施例中，用户界面64可被配置成将与压缩机14相关的实时操作数据或其它信息叠加到用户的视场上。作为非限制性实例，在检测到用户正查看压缩机14的电机26后，用户界面64就可被配置成将电机26的实时操作温度、电机26的实时安培数汲取或电机规范(例如电机马力)叠加到用户的视场上。

如上文所阐述，本公开的实施例可提供可用于降低压缩机控制面板的制造成本和复杂性的一个或多个技术效果。尤其是，所公开的基于云的HVAC&R控制系统使得能够用简化且更经济的控制单元替换传统的压缩机控制面板，所述控制单元相比于传统的压缩机控制面板包含较少的组件。此外，所公开的基于云的HVAC&R控制系统使得能够经由经调适以增强压缩机的操作效率的远程服务器执行高级压缩机控制算法。实际上，基于云的HVAC&R控制系统使得能够利用压缩机的更高级和/或复杂的分析、处理和控制，这些是传统的压缩机控制面板无法执行的。应理解，本说明书中的技术效果和技术问题是实例而非限制。实际上，应注意，本说明书中所描述的实施例可具有其它技术效果且可解决其它技术问题。

虽然仅示出和描述某些特征和实施例，但所属领域的技术人员可在不实质上脱离权利要求书中所叙述的主题的新颖教示和优点的情况下想到许多修改和改变，例如各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值(例如温度和压力)、安装布置、材料的使用、颜色、定向等的变化。任何过程或方法步骤的顺序或次序可根据替代实施例而变化或重新排序。因此，应理解，所附权利要求书旨在涵盖如属于本公开的真实精神内的所有此类修改和改变。

此外，在努力提供示例性实施例的简洁描述的过程中，可能未描述实际实施方案的所有特征，例如与当前预期的最佳模式不相关的特征或与启用不相关的特征。应了解，在任何此类实际实施方案的开发中，如同在任何工程技术或设计项目中，可制定众多实施方案特定的决策。此类开发努力可能是复杂且耗时的，但对于受益于本公开的一般技术人员来说，这些都是设计、制造和生产中的常规任务，而无需过度的实验。

本文中提出且主张的技术参考且应用于具有实践本质的实质对象和具体实例，所述实质对象和具体实例以可论证方式改进本发明的技术领域且因此不是抽象的、无形的或纯理论的。另外，如果随附于本说明书的末尾的任何权利要求项含有表示为“用于[执行][功能]的构件…”或“用于[执行][功能]的步骤…”的一个或多个要素，则预期将依照35U.S.C.112(f)解释此类要素。然而，对于含有以任何其它方式指定的要素的任何权利要求项，希望将不会依照35U.S.C.§112(f)解释此类要素。

Claims (20)

1.一种加热、通风、空气调节和/或制冷(HVAC&R)系统，其包括：

一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置成获取指示所述HVAC&R系统的组件的操作参数的反馈；

所述组件的控制单元，所述控制单元被配置成从所述一个或多个传感器接收所述反馈，其中所述控制单元被配置成根据第一控制方案分析所述反馈以生成第一控制输出且基于所述第一控制输出操作所述组件；以及

远程服务器，所述远程服务器被配置成提供云计算环境，其中所述远程服务器被配置成经由网络以通信方式耦接到所述控制单元，且其中所述远程服务器被配置成接收所述反馈且根据第二控制方案分析所述反馈以生成第二控制输出且基于所述第二控制输出操作所述组件。

2.根据权利要求1所述的HVAC&R系统，其中所述组件包括压缩机、蒸发器、冷凝器、容器、泵、可变频率驱动器(VFD)、卫生空气单元、阀或其组合。

3.根据权利要求1所述的HVAC&R系统，其中所述控制单元被配置成确定在所述控制单元和所述远程服务器之间是否建立通信通道，且在确定所述通信通道建立后就在所述远程服务器基于所述第二控制输出控制所述组件时转变到休眠状态。

4.根据权利要求3所述的HVAC&R系统，其中在确定所述控制单元和所述远程服务器之间的所述通信通道中断后，所述控制单元就被配置成转变到活动状态以基于所述第一控制输出控制所述组件。

5.根据权利要求1所述的HVAC&R系统，其中所述控制单元和所述远程服务器被配置成基于所述第一控制方案的一部分和所述第二控制方案的一部分同时控制所述组件的操作。

6.根据权利要求1所述的HVAC&R系统，其中所述控制单元耦接到所述组件的结构，且所述远程服务器安置于远离所述组件的位置处。

7.根据权利要求1所述的HVAC&R系统，其包括经由所述网络以通信方式耦接到所述控制单元、所述远程服务器或这两者的用户界面。

8.根据权利要求7所述的HVAC&R，其中所述用户界面被配置成接收用户输入，且基于所述用户输入发送指令以修改所述第二控制方案。

9.根据权利要求7所述的HVAC&R系统，其中所述用户界面被配置成显示由所述一个或多个传感器获取的所述反馈。

10.根据权利要求1所述的HVAC&R，其包括具有多个额外控制单元的多个额外HVAC&R组件，其中所述多个额外控制单元中的每一额外控制单元被配置成根据相应第一控制方案控制所述多个额外HVAC&R组件中的对应额外HVAC&R组件，且其中所述远程服务器被配置成根据相应第二控制方案操作所述多个额外HVAC&R组件中的每一额外HVAC&R组件。

11.一种用于操作加热、通风、空气调节和/或制冷(HVAC&R)系统的方法，其包括：

经由所述HVAC&R系统的一个或多个传感器获取指示所述HVAC&R系统的组件的操作参数的反馈；

基于所述HVAC&R系统的所述组件的控制单元和远程服务器之间的通信通道的状态而确定是否根据第一控制方案或第二控制方案控制所述组件；

响应于确定所述控制单元和所述远程服务器之间的所述通信通道中断，经由所述控制单元且根据所述第一控制方案分析所述反馈以生成用于操作所述组件的第一控制输出；以及

响应于确定所述控制单元和所述远程服务器之间的所述通信通道建立，经由所述远程服务器且根据所述第二控制方案分析所述反馈以生成用于操作所述组件的第二控制输出。

12.根据权利要求11所述的方法，其包括响应于确定所述通信通道建立，基于所述第一控制方案的一部分和所述第二控制方案的一部分控制所述组件的操作。

13.根据权利要求11所述的方法，其包括：

响应于确定所述通信通道建立，将所述控制单元转变到休眠状态且通过由所述远程服务器执行所述第二控制方案而生成所述第二控制输出；以及

响应于确定所述通信通道中断，将所述控制单元转变到活动状态且通过由所述控制单元执行所述第一控制方案而生成所述第一控制输出。

14.根据权利要求11所述的方法，其包括：

经由所述HVAC&R系统的用户界面从所述HVAC&R系统的用户接收用户输入；以及

基于所述用户输入修改所述第一控制方案、所述第二控制方案或这两者。

15.根据权利要求11所述的方法，其中确定所述通信通道中断包括：

确定所述控制单元和所述远程服务器之间的所述通信通道已连续地中断达至少第一阈值时间段；或

确定所述通信通道的信号强度低于阈值达第二阈值时间段；或这两者。

16.一种加热、通风、空气调节和/或制冷(HVAC&R)系统，其包括：

多个控制单元，所述多个控制单元被配置成控制所述HVAC&R系统的多个组件中的相应组件的操作，其中所述多个控制单元被配置成接收传感器反馈且根据相应第一控制方案分析所述传感器反馈以生成用于控制所述相应组件的相应第一控制输出；以及

远程服务器，所述远程服务器被配置成提供云计算环境，其中所述远程服务器被配置成经由网络以通信方式耦接到所述多个控制单元，且其中所述远程服务器被配置成接收所述传感器反馈且根据第二控制方案分析所述传感器反馈以生成用于控制所述多个组件中的至少一个组件的第二控制输出。

17.根据权利要求16所述的HVAC&R系统，其包括用户界面，所述用户界面经由所述网络以通信方式耦接到所述云计算环境且被配置成接收用户输入，其中所述多个控制单元被配置成经由所述网络接收所述用户输入且基于所述用户输入调整所述相应第一控制方案。

18.根据权利要求17所述的HVAC&R系统，其中所述远程服务器被配置成经由所述网络从所述用户界面接收额外用户输入且基于所述额外用户输入调整所述第二控制方案。

19.根据权利要求16所述的HVAC&R系统，其中对应于所述多个组件中的第一组件的所述多个控制单元中的第一控制单元被配置成确定在所述第一控制单元和所述远程服务器之间是否建立通信通道，且在确定所述通信通道建立后就在所述远程服务器基于所述第二控制输出控制所述第一组件时转变到休眠状态。

20.根据权利要求19所述的HVAC&R系统，其中在确定所述第一控制单元和所述远程服务器之间的所述通信通道中断后，所述第一控制单元就被配置成基于对应于所述第一控制单元的所述相应第一控制输出而转变到活动状态以控制所述第一组件。

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