2015制冷学会学术年会集car

1、基于 Climatix 云服务的冷水机组保养系统(西门子西伯乐斯电子，100094)摘 要 冷水机组作为商业和公共建筑的空调系统的设备，每年制冷季节开始、结束和运行期间的保养对于保证冷水机组可靠和高效运行。传统的保养现场检查方式，大量的工程师工时浪费于往返用户现场，成本高效率低。随着 IT 网络技术在冷水机组自动控制上应用，查询冷机运行数据成为可能，但由于网环境的复杂性，连通性和安全性存在颇多问题，成本较高，没有成解决方案，实际应用非常有限。基于 Climatix 云服务的冷水机组保养系统，很好的解决了连通性，安全性和经济性的问题，对于降低保养成本，提高响应时间具有重要意义。冷水机组，保养，云

2、服务, ClimatixThe chiller remote maenanystem based on Climatix cloud serviLiang Xiaodong(BeijingCerberus Electronics, Beijing 100094)AbstractAs the core equipment of the air conditioning system inside a commerl or publicbuilding, the regular maenance to the chillers is very important to ensure the rel

3、iable and efficientoperation during the cooling season every year. Traditional way of on-site inspection wastes a lot ofengineer hourshe user field back and forth, it is high cost but low efficiency. With the using ofmore and more IT network technologyhe chiller control system , itssible to remote a

4、cs andquery running data from the chiller, but because of the complexity of the network environment, lead to the bad remote connectivity and security problems and the cost is also less competitiveness, this limitthe development . Based on Climatix cloud servi, the barrier of connectivity, security a

5、nd economyis well solved; this help to reduce the ma.enance cost and fast the response time significantly.Kkeywords Water chiller, Remote maenance, Cloud service, Climatix系统都需要进行的专业的保养，尤其冷水机0 前言组会与专业的公司签订保养协议。通常保养协议里会约定在制冷季节到来之前，由专业冷水机组作为商业和公共建筑空调系统的核心设备，也是空调系统中货值最大的设备，其维护保养水平对于保证空调系统安全可靠和高效运上门做开机前检

6、查并个系统参数；运行中由专业定期上门检查运行状态；制冷季节结束时，再有专业上门做关机检查。转。因此在大楼建成交付使用后，空调当运行中出现故障时，要求在一定时限网上的信息窃取和，保护厂家内赶到现场检查原因，排除故障，对于不能当场排除的确定维修方案和维修时限。而基本的保养费用仅包含工程师上门检查的工时费用，不包含部件的维修更换费用，并且如果用户希望的和设备安全；另一方面是在进行如控制升级时有可靠的机制来保证更改成功或者在更新失败的情况下能够恢复到更新前的状态而不致使现场冷机设备自控系统。响应速度越快，保养的费用就越高。在诸如经济性也包含两个方面，一是实现起来要非常简单，不需要复杂的网络技术知识，简

7、单本身就意味着节省成本。二是实现的成本要足够低，和传统的跑现场维保相比要能大大降低费用，并具有良好的商业模式，使用户、维修保养公司、冷机厂商都有使用的积极性。这样的大城市，一方面冷水机组装机量巨大而相应的有资质能力的保养又不足，另一方面交通又极其拥堵，工程师近一半时间浪费在往返用户现场的路途中，这也使得一方面基础的保养费用高昂，另一方面对故障的响应速度和排除速度提不起来。如某公司 2 台制冷量为600kw 的螺感杆式冷水机组，2013 年维保合同的2 当前市场现状单台冷机费用是 46000 元/年，维保间是 4 小时，而实际上这 4 小时是基于的响应时的交实现检查工作可以在保养，一般性的冷机运

8、行状态完成，大大减少工程师到用通和服务距现场的距离而作出的到达现场时户现场的次数，提高工作效率，降低成本，间的承诺，与排除故障好不相关。而且随着无论对最终用户还是同时考虑长期的冷机保养，都是双赢的。的在建建筑投入使用，人口的化和在用建筑保养成本，具备维空调的“速度这一需求和化”，降低费用和提高相应护保养能力的冷机也会是业主在选择冷机设备的重要参考之一。如果商业模式合理，冷机厂商也可以从巨大的维保市场获得稳定可靠的收益。但目前由于现有技术上的不成熟和商业模式上的问题，虽然部分冷机厂商提供的冷机自身已具备网会更加突出，冷水机组保养的费用会进一步增加，由此可见维保市场是一块潜力巨大的蛋糕，如何提前布

9、局，从中获得的收益值得深思。随着 IT 技术的和冷水机组自动控制技术的发展，越来越多的冷机控制器预留有网络接口，络接口也集成了多数可供的数据，但真正实现的很少。使得有可能冷机控制器取得冷提供帮助。冷机厂家系统运行相关参首先是冷水机组自动控制器的支持问题。冷机的运行参数，为故障机厂商的业务在于制冷机组的设计制造，所在自控程序设计中也增加了用自动控制器本身多数为第制造商提供的可数和数据断和方便查询系统运行状态，为故障诊编程控制器，冷机厂商的技术在于自己的冷保养提供参考。但是由于网络环境的复机控制逻辑。这些自动控制器本身只是提供了一个标准的TCP/IP 端口，主要为局域网内联网与大楼内 BMS 系统

10、集成使用， 支持的协议以et/IP、Modbus/IP 等楼宇自控协议为主，部分杂性，仅仅在控制器短留出网络接口远远不够，要实现真正的和还很多问题。1保养功能的要求集成 webserver 功能，要实现互连网不简单。其次当前网络环境的复杂性。要实现并实现冷水机组的保养主要有面的要求，即可能性、可靠性、和经济性。维可能性即要能通过互连网冷机的智保服务必须能够通过互连网到冷机自动能控制器，并得到检保养所需的必要信控制器。这就需要双方必须有一方具有公网固定IP（或在同一个内网中），否则就需要在路由器上息，如实时制冷系统各布温度压力参数，主要部件的累积工作时间，一定时间内的主要运行参数做端口。但以地区

11、中国电信 8 兆带企业固定 IP 宽带 3 万多的价格，用户不可能为冷机开通公网 IP，用户企业办公网络基于安全性考虑也很少能够允许空调系统接入。即便允许接入企业，用户参数修改的，信息以及前机组的各参数状态等等，能够起到与派场查看相似的效果。去可靠性包含两个方面，一是冷机控制器要保证网络上传输数据的安全性，能够防范来自互连内部网络，账户以互连网登陆也只会授予任的连接方式登陆，电脑需要申Unrestricted请用户企业的账户和安装客户端，具体来非常简单，为设备厂商、保养服务和操作起来需要各方进行安全评估，也不容易。而对于冷机制造企业来说，虽可以组建数据服务中心，使用公网固定 IP，用户现场机组

12、以普通的非公网固定 IP 方式向服务中心服务器传输数据，维冷机用户建立了完整、可靠、高效、低成本的共赢模式。Climatix 云服务系统的网络拓扑如图 1。护工程师通过互连网企业数据中心的方式，实现与用户现场的通操控。但是一方面冷机自动控制器的操作系统层是否能够支持，另一方面运营这么一个数据中心投入不小，如何实现增值也是不可回避的问题，特别是超出保修期后，冷机的保养不受厂商控制，难以实现。对于方便尽管存在上面的，但工程师的工作提高响应速度确有不少好处，部分项目确有需求，也有一些在运行的方案。比如在冷机控制器本身支持 WebServer 内置网页的情况下，可以向动态服务提供商如花生壳网（h）申请

13、动态账号，在本地上网的路由起器上做端口，由于动态服务商在公网中的 IP 是固定的，冷机控制器联网后与交换数据，承担数据中心的任务，使用者通过互连网页面。这里登陆花生壳冷机的给登陆用户和冷机控制图 1 Climatix 云服务网络拓扑Climatix 云服务系统的基本概念用户站点 启用云服务功能并连接到互联网的冷机控制器会自动与云服务器建立连接，并反馈是否连接成功。每一个控制器在云端有唯一的识别名称，称为一个站点。冷机控制器在于云服器之间提供了连接通道，由于不需要冷机控制器侧和用户侧固定公网IP 地址，费用大大降低。但所能提供的服务内容依赖网页的内容，一般仅使用简单的数据查询和设定点修改，以监视

14、为主，安全性也无法保证，达不到的要求。务器连接时无须公网固定 IP，任何能互联网另有一些专门的系统和设备集成商提供完整的方案，可以针对大的工的网络环境都可以，冷机厂商无须设立服务器和数据中心。云账户识别码 这是为冷机设备制造商分配的识别码，在联网的冷机控制器中输入相应的云账户识别码，在云服务器中相同账户识别码的控制器站点会被归在同一云账户下。冷机厂商可以设置自己的云账户主页的显示内容和语言。云用户 在开通云账户时可以为云账户指定账户管理员，以电子邮件地址为账户名。账户登程项目，或者空调厂商组建网络。其也是建立服务中心，使用固定 IP 公网接入，设置中心服务器，提供服务工程师登陆。当然这种的投入

15、费用不低，其本身的运营成本也不可忽视。3 Climatix云服务系统Climatix 控制器是西门子楼宇科技面向制冷记邮箱会收到包含初始云服务器，登陆云服空调设备厂家开发的可编程控制器，带有务器后可以更改。管理员账户可以添加和删TCP/IP 端口，内嵌 ClimatixIC 云服务器连接，支持 HTTP/FTP/TFTP 互联网标准协议，该控制器在全球的暖通空调制冷厂商中得到广泛应用。Climatix 云服务器是西门子楼宇科技在全球范围除普通的其他云用户，并管理其他云用户的使用权限。应用描述 对于安装现场的每一个冷水机组或者应用程序相同的一类机组建立一个应用描述，可以把相应的最新版控制器操作系

16、统固件，应用程序发布在该应用描述下，也可以把相关冷内建立的专门服务于Climatix 用户的服务系统，提供专业的服务功能，而其使用起Unrestricted机产品文档发布于该应用描述之间。账户和站点管理 现场冷机安装完成控制器连接互连网后，云账户的管理员用户即可创建应用描述并把新接入的控制器站点与相应的应用描述建立连接。并可以为该站点添加云用户，并给产权的保护，二是如何保证升级服务的可靠性。，三是的保护方面，Climatix 控制对厂家器里运行的是二进制可执行文件，该文件由编程编译工具生成，不支持反编译，只能向控制器下载，不支持上传，同时允许客户定制专属的 UUID，只有当控制器的 UUID

17、号和厂家程序中设置的UUID 号匹配才能运行。这就使得无法从控制器添加的用户分配相应的权限，配合等级可以为新用户定义不同的脚色如工程师，业主，站点操作员等，分配权限如查看某个站点，更改数据，升级程序，添加用户等。所有用户都是以邮箱为云服务账户名，新添加的用户都会收到包中获得厂家的控制程序，即使获得了应用程序没有 UUID 匹配的控制器也无法运行，更无法从该程序反向编译获得原代码。含初始云服务登陆的邮件，当某用户被赋予使用某站点时也会收到包含站点名称和权限的通知邮件。Climatix 云服务系统的实现的基本功能冷机控制器连如云服务器后，根据冷机应用从性来讲，一是所有的连接都是基于加密的HTTPS

18、 协议，防止和中间人。二是通过严格的用户和站点权限配合本地控制器设置的等级，用户只能看到获得的站点，程序的设置，在服务器端可以运行数据，如并根据所限进行相应的操作。云系统提供了供回水温度是变化曲线，重要参数的修改，高安全等级的由字母数字和特殊字符组合的密，对产生的可以自动邮件通知指定码，并账户的操作内容。管理员可以方便的的。通过服务器可以更改操控冷机，更添加、删除用户账户，修改用户权限。如某改参数设置。可以进行功能升级。更新操作系统和应用程序保养离职，可以迅速删除其站点的权限。程序升级服务的安全保证。对经常升级ROM 的发烧友来说，最担心的是升级对于冷机用户说，通过云服务可以查的运行数据如供回

19、水温度，温度压力等参数，可以进行设备开关和设置调整，可以查看云端的历史数据曲线。智能不成变板砖，尤其这种升级，更是为冷机用户和升级最担心的。Climatix 云服务采用可靠的机制来保证升级服务的安全性。首先Climatix 控制器的操作系统和应用程序（冷机控对于保养工程师来说，无须到现场即可检查冷机运行参数，查看历史运行，提制程序）在上完全分离，升级操作系统不会前做出有针对性的保养计划，减少往返用户现场破坏应用程序。其次在发出升级指令后会首的次数。当有故障发生时，在用户保修之前先对比现场控制器内操作系统和应用程序版本和云系统发布版本的是否一致，对于需要升级的内就能事先得到邮件来自云系统的邮件通

20、知。通过到控制器RAM 或扩展 SD 卡，并云系统的历史数据和时刻的参数，容首先可以预先对故障原因进行分析，有些故障可能不做完整性的判断。任何不完整的操作系统或应用用到现场就可通过云系统排除。即使必须到现场处理的解决或者指导客户保养工作也可程序都会中止升级。完成升级程序后，询问现场控制器是否允许进行升级，得到肯定答复后，备份当前的所有运行参数并上传服务器，然后启动升级操作。升级完成后恢复备份的参数，保证参数设置与升级前一致。所有步骤完成会邮以通过事先的作到有针对性的准备处理方案，大大减少往返现场的次数和进行现场处理的时间。对于冷机厂商而言，无须自己搭建服务件通知启动升级服务的账户，升级过程会在

21、网络中心，可以利用云服务系统发布产品的功能云系统当中。完成的升级过程见表 1，这一升级升级程序，可以提供功能升级服务，可以通过程除了最初的升级任务启动是由云系统发过通过云系统发布产品的技术说明文档。通过云系统收集分布在各地冷机运行数据，为分析改进提供数据来源。使用Climatix 云服务系统的安全性问题安全性包含多个方面，一是对冷机厂家知识起外，后续步骤由控制器操作系统本地自动执行，云系统其进度，以保证升级的可靠性。Unrestricted务模式，冷机厂商可以方便的利用用户账户权限进行管理。a)厂商直接服务图 2 云服务商业模式b)第服务通过 Climatix 云服务的保养，使冷机厂商、保养服

22、务商、终端用户各方受益，也促进了云控制器的销售，实现了共赢。4 结论基于 Climatix 云服务的保养解决方案，技术方案成熟，安全可靠，商业模式可持续，表 1 云系统程序升级过程提高了冷水机组保养的效率，降低了成Climatix 云服务系统的增值商业模式使用 Climatix 云服务系统冷机上网会产生网络费用，由于连接云系统对网络要求不高，无须公网固定 IP，上网冷机只是一个大楼众多上网终端的一个，费用基本可忽略不计。即便冷机单独使用 2G/3G 移动网络上网，其极低的数据流量与本，对于应对城市拥堵和人口化，建筑空调“化”具有重要意义，值得进行进一步发展的推广。参考文 献数万元的保养费用相比，流量费用也是极低1度2空调系统2010 年 8 月 30 日江苏大学 2010 年的。另外云服务提供商会对冷机企业的云账户收取费用，费用依据连入云系统的控制器数量和接入时间收取，约和数百元每站点每年。考虑到多数地区冷机仅夏季使用约 5 个月，其它时间关机断电与服务器断开连接不产生费用，