用于空调系统的故障诊断系统和方法与流程

本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种用于空调系统的故障诊断系统以及一种用于空调系统的故障诊断方法。

背景技术：

大型水机的运行和维护管理，无论对于客户还是设备制造商都显得十分重要。相关技术中通常通过上位机监控屏监控机组数据，只能记录常规运行数据和报警。但是，实际应用中，特殊的应用场景，不同情况的工况条件，机组在运行过程中可能出现非常规的故障现象，非常规的故障现象具有特定条件下产生、不连续、难追踪、不好定位等特点。上位机监控屏无法监测到非常规的故障现象，导致现场环境下很难在有限的时间内找到原因解决问题，售后运维中，曾出现工程师多次赶赴现场，却不能复现出故障现象，这样会使售后品质降低，用户体验差，产品口碑下降。

相关技术还提出一种采用网络上传数据到云服务器进行远程监控的方法，但是，该方法受限于网络的稳定性，如果网络出现问题，则监控系统陷于瘫痪。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于空调系统的故障诊断系统，该系统能够进行可靠的、独立的数据记录，实现快速的故障诊断。

本发明的另一个目的在于提出一种用于空调系统的故障诊断方法。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种用于空调系统的故障诊断系统，包括存储模块、数据采集模块和上位机，所述数据采集模块与所述空调系统进行通信，且所述数据采集模块与所述上位机进行通信，其中，所述数据采集模块用于获取所述空调系统的运行数据并将所述运行数据存储至所述存储模块，以及将所述存储模块存储的运行数据发送给所述上位机；所述上位机接收到所述存储模块存储的运行数据后对所述存储模块存储的运行数据进行分析处理以进行故障诊断。

根据本发明实施例提出的用于空调系统的故障诊断系统，数据采集模块获取空调系统的运行数据并将运行数据存储至存储模块，以及将存储模块存储的运行数据发送给上位机，上位机接收到存储模块存储的运行数据后对存储模块存储的运行数据进行分析处理以进行故障诊断。由此，该系统可对空调系统例如中央空调大型机现场进行独立的、连续的、不受其他因素影响地完整数据采集和记录，并进行快速的诊断故障，从而便于制定策略以解决问题，提高维护的高效性和用户的体验，同时保证产品口碑。

根据本发明的一个实施例，所述数据采集模块包括：第一通信单元，所述第一通信单元用于与所述空调系统进行通信；第二通信单元，所述第二通信单元用于与所述上位机进行通信；处理器，所述处理器与所述第一通信单元和所述第二通信单元相连，所述处理器用于通过所述第一通信单元获取所述空调系统的运行数据并将所述运行数据存储至所述存储模块，并通过所述第二通信单元将所述存储模块存储的运行数据发送给所述上位机；电源芯片，所述电源芯片用于为所述处理器进行供电。

根据本发明的一个实施例，所述数据采集模块还包括：时钟单元，所述时钟单元用于为所述数据采集模块提供同步时钟；状态指示单元，所述状态指示单元用于指示所述数据采集模块的工作状态。

根据本发明的一个实施例，所述存储模块以TXT文本格式存储所述运行数据。

根据本发明的一个实施例，在所述数据采集模块进行工作前，所述上位机还用于对所述数据采集模块进行参数配置。

根据本发明的一个实施例，所述数据采集模块根据预设规约对所述存储模块存储的运行数据进行打包以生成运行数据报文，并将所述运行数据报文发送给所述上位机，所述上位机根据对应的所述预设规约对所述运行数据报文进行解析以获取所述存储模块存储的运行数据。

根据本发明的一个实施例，所述上位机还用于将所述存储模块存储的运行数据按照时间戳顺序存入数据库，并对存入数据库的运行数据按照参数类型进行分类，以及根据每种参数类型对应的运行数据生成运行曲线，以根据所述运行曲线进行故障诊断。

根据本发明的一个实施例，所述上位机还用于获取故障点对应的时间戳，并根据所述故障点对应的时间戳生成故障时间段，以及从所述数据库中提取所述故障时间段对应的运行数据，并根据所述故障时间段对应的运行数据进行故障诊断。

根据本发明的一个实施例，所述上位机进一步用于获取故障点参数类型，并根据所述故障时间段内所述故障点参数类型对应的运行数据生成故障运行曲线，以进行故障诊断。

根据本发明的一个实施例，所述上位机进一步用于，获取故障点参数类型和与所述故障点参数类型关联的参数类型，并根据所述故障时间段内所述故障点参数类型关联的参数类型对应的运行数据进行故障诊断。

根据本发明的一个实施例，所述上位机还用于在对所述运行数据报文进行解析之前根据对应的所述预设规约对所述运行数据报文进行第一次校验，并对第一次校验成功的所述运行数据报文进行CRC校验，以及根据对应的所述预设规约对CRC校验成功的所述运行数据报文进行解析。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出的一种用于空调系统的故障诊断方法，包括以下步骤：所述数据采集模块通过与所述空调系统进行通信以获取所述空调系统的运行数据，并将所述运行数据存储至所述数据采集模块的存储模块；所述数据采集模块将所述存储模块存储的运行数据发送给所述上位机；所述上位机通过与所述数据采集模块进行通信以获取所述存储模块存储的运行数据，并对所述存储模块存储的运行数据进行分析处理以进行故障诊断。

根据本发明实施例提出的用于空调系统的故障诊断方法，数据采集模块获取空调系统的运行数据并将运行数据存储至存储模块，以及将存储模块存储的运行数据发送给上位机，上位机接收到存储模块存储的运行数据后对存储模块存储的运行数据进行分析处理以进行故障诊断。由此，该方法可对空调系统例如中央空调大型机现场进行独立的、连续的、不受其他因素影响地完整数据采集和记录，并进行快速的诊断故障，从而便于制定策略以解决问题，提高维护的高效性和用户的体验，同时保证产品口碑。

根据本发明的一个实施例，所述存储模块以TXT文本格式存储所述运行数据。

根据本发明的一个实施例，所述的用于空调系统的故障诊断方法还包括：在所述数据采集模块进行工作前，所述上位机对所述数据采集模块进行参数配置。

根据本发明的一个实施例，获取所述存储模块存储的运行数据，包括：所述数据采集模块根据预设规约对所述存储模块存储的运行数据进行打包以生成运行数据报文，并将所述运行数据报文发送给所述上位机；所述上位机根据对应的所述预设规约对所述运行数据报文进行解析以获取所述存储模块存储的运行数据。

根据本发明的一个实施例，对所述存储模块存储的运行数据进行分析处理以进行故障诊断，包括：所述上位机将所述存储模块存储的运行数据按照时间戳顺序存入数据库，并对存入数据库的运行数据按照参数类型进行分类；根据每种参数类型对应的运行数据生成运行曲线，以根据所述运行曲线进行故障诊断。

根据本发明的一个实施例，对所述存储模块存储的运行数据进行分析处理以进行故障诊断，还包括：所述上位机获取故障点对应的时间戳，并根据所述故障点对应的时间戳生成故障时间段；从所述数据库中提取所述故障时间段对应的运行数据，并根据所述故障时间段对应的运行数据进行故障诊断。

根据本发明的一个实施例，根据所述故障时间段对应的运行数据进行故障诊断，包括：获取故障点参数类型，并根据所述故障时间段内所述故障点参数类型对应的运行数据生成故障运行曲线，以进行故障诊断。

根据本发明的一个实施例，根据所述故障时间段对应的运行数据进行故障诊断，包括：所述上位机获取故障点参数类型和与所述故障点参数类型关联的参数类型；根据所述故障时间段内所述故障点参数类型关联的参数类型对应的运行数据进行故障诊断。

根据本发明的一个实施例，所述上位机在对所述运行数据报文进行解析之前，所述方法还包括：根据对应的所述预设规约对所述运行数据报文进行第一次校验；对第一次校验成功的所述运行数据报文进行CRC校验；根据对应的所述预设规约对CRC校验成功的所述运行数据报文进行解析。

附图说明

图1是根据本发明实施例的用于空调系统的故障诊断系统的方框示意图；

图2是根据本发明一个实施例的用于空调系统的故障诊断系统的方框示意图；

图3是根据本发明一个实施例的数据采集模块的接线端的示意图；

图4是根据本发明一个实施例的数据采集模块的侧视图；

图5是根据本发明实施例的用于空调系统的故障诊断方法的流程图；

图6是根据本发明一个实施例的用于空调系统的故障诊断方法的流程图；以及

图7是根据本发明另一个实施例的用于空调系统的故障诊断方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图来描述本发明实施例提出的用于空调系统的故障诊断系统和方法。

图1是根据本发明实施例的用于空调系统的故障诊断系统的方框示意图。如图1所示，用于空调系统的故障诊断系统包括存储模块40、数据采集模块10和上位机20，数据采集模块10与空调系统30进行通信，且数据采集模块10与上位机20进行通信。具体地，数据采集模块10可与空调系统30相连接以进行RS485通信，数据采集模块10还可与上位机20相连接以进行RS232通信。

其中，数据采集模块10用于获取空调系统30的运行数据并将运行数据存储至存储模块40，以及将存储模块40存储的运行数据发送给上位机20。具体地，空调系统30的运行数据可包括冷凝器入/出口温度、冷凝器入/出口压力、节流阀入口压力、压缩机排气压力等参数值。并且，可通过设置在对应采集点的传感器采集相应的运行参数值，例如可通过设置在冷凝器入口的温度传感器采集冷凝器入口温度。

也就是说，在空调系统30中设置不同的采集点以采集不同的运行参数值，在空调系统30例如中中央空调现场机组的运行过程中，数据采集模块10可根据实际需要按照预设采集频率采集每个采集点的运行参数值，进而获取空调系统30的运行数据。由此，数据采集模块10能够独立对中中央空调现场机组的运行数据进行完整采集并记录到存储模块40中。

上位机20接收到存储模块40存储的运行数据后对存储模块40存储的运行数据进行分析处理以进行故障诊断。

也就是说，在需要进行数据分析时，可将存储模块40存储的运行数据即空调系统30的历史运行数据导入到上位机20中，上位机20即可对导入的运行数据进行分析处理以进行故障诊断。

由此，能够监测到非常规的故障现象，有助于工程师快速找到原因解决问题，提高维护的高效性和用户的体验，同时保证产品口碑。而且，还可以防止出现服务器远程监控受限于网络的稳定性、容易瘫痪的问题。

存储模块40为数据记录的存储装置，空调系统30实时运行的完整数据可存入存储模块40。具体来说，存储模块40可以预设的存储时间间隔建立文件，并以起始时间点作为文件名存放。并且，按测试默认5S间隔采集运行数据一次，8G内存的存储模块40可存储一年有余的数据量，存储模块40数据存满后可默认从文件起始位置进行覆盖存储。

在本发明的一个实施例中，存储模块40可为SD卡。

根据本发明的一个具体示例，存储模块40可以TXT文本格式存储运行数据。也就是说，空调系统30实时运行的完整数据以TXT文本格式存入存储模块40。当然，存储模块40可以其他格式例如WORD或EXCEL格式存储运行数据。应当理解的是，上位机20可根据不同的格式调用不同的程序。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，存储模块40可与数据采集模块10集成设置。具体地，如图4所示，可在数据采集模块10的外部设置存储卡卡槽41以用于放置存储模块40。或者，存储模块40也可设置在电控箱中。

根据本发明的一个实施例，如图2所示，数据采集模块10包括：第一通信单元102、处理器103、第二通信单元104和电源芯片105。

其中，第一通信单元102用于与空调系统30进行通信，即言，第一通信单元102为数据采集模块10工作时与空调系统30的数据通信模块。具体地，如图2-3所示，第二通信单元102可通过第一通信接口J1与空调系统30相连，更具体地，第一通信单元40可为RS485通信模块，第一通信接口J1可为RS485接口，从而实现数据采集模块10与空调系统30之间的RS485通信。

第二通信单元104用于与上位机20进行通信，即言，第二通信单元104为数据采集模块10将存储模块40存储的数据导出时与上位机20的数据通信模块。具体地，如图2-3所示，第二通信单元104可通过第二通信接口J2与上位机20相连，更具体地，第二通信单元104可为RS232通信模块，第二通信接口J2可为RS232接口，从而实现数据采集模块10与上位机20之间的RS232通信。

处理器103与第一通信单元102相连，处理器103用于通过第一通信单元102获取空调系统30的运行数据并将运行数据存储至存储模块40，并通过第二通信单元104将存储模块40存储的运行数据发送给上位机20。

电源芯片105用于为处理器103进行供电。具体地，电源芯片105为数据采集模块10提供直流电源，其中，外部电源可通过图3所示的电源接口J3为数据采集模块10供电，电源芯片105的输入端可与电源接口J3相连，电源芯片105的输入端可与处理器103相连，电源芯片105对电源接口J3输入的电源电压进行变压、稳压处理后提供给处理器103。例如，数据采集模块10的电源供电范围为DC 6V～36V，通过电源芯片105后可输出5V直流电源供给处理器103。

进一步地，如图2所示，数据采集模块10还包括：时钟单元106和状态指示单元107。

其中，时钟单元106用于为数据采集模块10提供同步时钟。具体来说，时钟单元106可为采集数据提供数据时间记录点，从而保证系统时钟准确性，以保证数据采集点的准确性，便于后期数据分析和故障诊断。更具体地，时钟单元106可由纽扣电池供电。

状态指示单元107用于指示数据采集模块10的工作状态。具体来说，状态指示单元107为数据采集模块提供工作状态指示，如图4所示，状态指示单元107可包括指示电源状态的电源指示灯71和指示运行情况的状态指示灯72，举例来说，电源指示灯71常亮时可指示电源供电正常，状态指示灯72常亮时可指示模块缺少存储模块40例如SD卡，状态指示灯72以一秒频率闪烁时可指示数据采集模块10运行正常。

另外，如图2所示，数据采集模块10还包括：光电隔离单元108，光电隔离单元108连接在第一通信单元102与处理器103之间，还连接在第二通信单元104与处理器103之间。光电隔离单元108用于将数据采集模块10与外部输入/输出进行隔离，从而提高数据完整性和保护互连设备。

下面对上位机20的工作原理进行详细描述。

根据本发明的一个实施例，在数据采集模块10进行工作前，上位机20还用于对数据采集模块10进行参数配置。也就是说，上位机20可对数据采集模块10进行工作前的参数配置，其中，工作前参数配置可包括数据命令、设备校时、数据存储间隔、数据存储格式、数据时间戳。由此，第二通信单元104也为数据采集模块10通过上位机20安装的软件进行参数配置的通信模块。

具体来说，上位机20中可安装数据解析诊断软件，数据采集模块10配置参数时，可先使用232串口线将上位机20与数据采集模块10连接，再调出数据解析诊断软件的参数配置插件，设定串口的串口号、波特率、停止位、校验位，以建立上位机20与数据采集模块10之间的通信。通信成功后，可在参数配置插件中进一步对数据采集模块10进行数据命令、设备校时、数据存储间隔、数据存储格式、数据时间戳等参数配置。

其中，数据解析诊断软件可按照预设规约自动生成数据采集模块10的数据命令。数据命令可在软件中根据需求进行新增、删减、修改的灵活配置。

根据本发明的一个实施例，数据采集模块10根据预设规约对存储模块40存储的运行数据进行打包以生成运行数据报文，并将运行数据报文发送给上位机20，上位机20根据对应的预设规约对运行数据报文进行解析以获取存储模块40存储的运行数据。

进一步地，上位机20还用于在对运行数据报文进行解析之前根据对应的预设规约对运行数据报文进行第一次校验，并对第一次校验成功的运行数据报文进行CRC校验，以及根据对应的预设规约对CRC校验成功的运行数据报文进行解析。

需要说明的是，存储模块40存储的运行数据可包括多条数据，每条数据可包括多个运行参数值。在将运行数据导入上位机20的过程中，可根据预设规约对每条数据进行打包以生成单条数据报文，并且按照预设规约可以N条单条数据报文为一组连续发送给上位机20，也即上位机20可以每次采集N条单条数据报文。其中，N为大于1的整数，N的数值可通过预设规约配置，N可优选为10。

具体来说，上位机20的校验过程如下：

当上位机20监测到从存储模块40导入的数据文件时，上位机20首先判断数据文件的格式是否为预设文件格式例如TXT格式，如果是，上位机20则接收存储模块40发送的运行数据报文，如果否，则继续监测是否有从存储模块40导入的数据文件。

如前所述，运行数据报文可以N条单条数据报文为一组的方式发送给上位机20，并且按照预设规约的配置，在规定每组数据报文的条数后，为区分任意相邻的两组数据报文，可将每组数据报文的最后一条单条数据报文再发送一次即每组的最后一条单条数据报文连续发送两次。

上位机20在接收到每条单条数据报文后可去除相应的单条数据报文的时间戳，并对去除时间戳的单条数据报文进行监测，并在监测到相邻的两条单条数据报文完全相同时，则校验这两个完全相同的单条数据报文是否满足预设规约配置，即是否为重复发送的最后一条单条数据报文。

如果这两个完全相同的单条数据报文不满足预设规约配置，则校验失败，并剔除不合格数据，不合格数据即为校验失败的该组的N条单条数据报文。

如果这两个完全相同的单条数据报文满足预设规约配置，则校验成功，并进一步校验每条单条数据报文的字节数是否满足预设规约配置，如果满足，则校验成功，即第一次校验成功，如果不满足，则校验失败，并剔除不合格数据，不合格数据即为校验失败的单条数据报文所在组的N条单条数据报文。

在第一次校验成功后对，可按照预设规约依次对每组数据报文的N条单条数据报文进行解析，并在解析每条单条数据报文时对相应的单条数据报文进行CRC校验，并判断CRC校验是否合格，如果合格，则CRC校验成功，继续解析下一条单条数据报文直至解析完第N条单条数据报文，如果不合格，则CRC校验失败，剔除不合格数据即该条单条数据报文，并继续解析下一条单条数据报文直至解析完第N条单条数据报文。

由此，完成对运行数据报文的校验、解析。在本发明的一些实施例中，可通过数据解析诊断软件对运行数据报文进行解析，在数据解析时，拷贝存储模块40存储的运行数据，并存入上位机20的文件管理系统，进而导入数据解析诊断软件，数据解析诊断软件可按照前面的方式自动进行数据校验、解析。

进一步地，根据本发明的一个实施例，上位机20还用于将存储模块40存储的运行数据按照时间戳顺序存入数据库，并对存入数据库的运行数据按照参数类型进行分类，以及根据每种参数类型对应的运行数据生成运行曲线，以根据运行曲线进行故障诊断。

具体来说，上位机20在对数据采集模块10发送的运行数据报文进行校验、解析后，将校验成功的解析后的运行数据存入数据库。更具体地，可从校验成功的每条单条数据报文中解析出多个运行参数值，例如冷凝器入/出口温度、冷凝器入/出口压力、节流阀入口压力、压缩机排气压力，并将解析出的运行参数值按照时间戳顺序存入数据库例如数据解析诊断软件的SQLite数据库，由此，在时间线上复原出空调系统30在记录时间段内的全部运行参数值。

并且，存入数据库的运行参数值可按照参数类型进行分类，工程师可根据需要设置需要显示运行曲线的参数类型，例如冷凝器入口温度，上位机20在接收到设置指令后，可从数据库调出相应参数类型在记录时间段内的运行参数值，并生成运行曲线，例如调出冷凝器入口温度在记录时间段内的运行参数值，并根据调出的运行参数值生成冷凝器入口温度运行曲线。进而上位机20可通过显示屏将运行曲线进行展示。

由此，上位机20可生成多种参数类型对应的运行曲线，综合多种参数类型对应的运行曲线，可进行快速故障诊断。并且，存储模块40可记录空调系统30的全部运行参数，从而能够记录到非常规的故障现象，有助于工程师快速找到原因解决问题，提高维护的高效性和用户的体验，同时保证产品口碑。而且，还可以防止出现服务器远程监控受限于网络的稳定性、容易瘫痪的问题。

另外，在本发明的一个实施例中，可通过数据库查询空调系统30在记录时间段内的全部运行数据。

进一步地，根据本发明的一个实施例，上位机20还用于获取故障点对应的时间戳，并根据故障点对应的时间戳生成故障时间段，以及从数据库中提取故障时间段对应的运行数据，并根据故障时间段对应的运行数据进行故障诊断。

并且，上位机20进一步用于获取故障点参数类型，并根据故障时间段内故障点参数类型对应的运行数据生成故障运行曲线，以进行故障诊断。

并且，上位机20进一步用于，获取故障点参数类型和与故障点参数类型关联的参数类型，并根据故障时间段内故障点参数类型关联的参数类型对应的运行数据进行故障诊断。

具体来说，通过查看运行数据曲线可找出故障点，例如工程师查看第一参数的运行数据曲线时发现第一时刻的数据异常，那么第一时刻的第一参数即为故障点。

在找到故障点之后，可通过数据库获取对应的时间戳，并根据故障点对应的时间戳生成故障时间段，例如将故障点时间戳的前后半小时作为故障时间段，然后从数据库中提取故障点时间戳的前后半小时的运行参数值，根据故障点时间戳的前后半小时的运行参数值可进行故障诊断。其中，故障点时间戳前后的间隔时间可根据实际需求设置。

具体地，工程师可根据查找到的故障点，设置故障点的参数类型例如第一参数。上位机20接收到故障点设置指令后，可根据故障点时间戳的前后半小时第一参数的运行参数值生成故障运行曲线，即在故障点时间戳的前后半小时内第一参数的运行数据曲线，进而上位机20可通过显示屏将故障运行曲线进行展示。由此，工程师通过观测该故障运行曲线可对空调系统30进行故障诊断。

而且，工程师还可以设置第一参数的关联参数，例如第二参数、第三参数、第四参数、……、第M参数，且第二参数与第一参数的关联性大于第三参数与第一参数的关联性，第三参数与第一参数的关联性大于第四参数与第一参数的关联性，由此类推，与第一参数的关联性逐渐减弱。

上位机20可根据故障点时间戳的前后半小时的运行参数值获取上述关联参数的运行参数值，并判断每个关联参数的运行参数值是否超出相应的预设限制范围，以及根据判断结果进行故障诊断，其中，可优先判断关联性较强的关联参数。

即，先判断第二参数的运行参数值是否超出第一预设限制范围，如果故障点时间戳的前后半小时内超出第一预设限制范围的运行参数值大于等于Q，则判断空调系统30的故障与第二参数有关，并输出第一诊断结果；如果故障点时间戳的前后半小时内超出第一预设限制范围的运行参数值小于Q，则判断空调系统30的故障与第二参数无关，继续对第三参数进行判断。其中，Q为正整数，例如可优选为3。

同理，再判断第三参数的运行参数值是否超出第二预设限制范围，如果故障点时间戳的前后半小时内超出第二预设限制范围的运行参数值大于等于Q，则判断空调系统30的故障与第三参数有关，并输出第二诊断结果；如果故障点时间戳的前后半小时内超出第二预设限制范围的运行参数值小于Q，则判断空调系统30的故障与第三参数无关，继续对第四参数进行判断。

进一步判断第四参数的运行参数值是否超出第三预设限制范围，如果故障点时间戳的前后半小时内超出第三预设限制范围的运行参数值大于等于Q，则判断空调系统30的故障与第四参数有关，并输出第三诊断结果；如果故障点时间戳的前后半小时内超出第三预设限制范围的运行参数值小于Q，则判断空调系统30的故障与第四参数无关，继续对第五参数进行判断。

如此，直至判断到第N参数，判断第N参数的运行参数值是否超出第N-1预设限制范围，如果故障点时间戳的前后半小时内超出第N-1预设限制范围的运行参数值大于等于Q，则判断空调系统30的故障与第N参数有关，并输出第N-1诊断结果；如果故障点时间戳的前后半小时内超出第N-1预设限制范围的运行参数值小于Q，则判断空调系统30的故障与第N参数无关，通过人工对每个参数类型对应的故障运行曲线进行分析，以进行故障诊断。

由此，通过存入数据库的运行数据可进行故障诊断，其中，数据解析诊断软件可按照上述方式进行初步的自动诊断，并可对运行数据进行曲线展示，以便于人工分析。

如上所述，数据解析诊断软件可对数据采集模块10进行工作前的参数配置，并可对存储模块40记录的数据进行解析。即数据解析诊断软件可对存储模块40的TXT文本存储数据进行解析。在解析时通过预设规约算法进行校验以控制数据的正确性，并将校验成功后的数据存入数据解析诊断软件的独立数据库，由此，在时间线上恢复出空调系统在记录时间段内的运行参数值。并且，按照实际需求，数据解析诊断软件可生成并显示出空调系统30的运行曲线，可快速进行故障诊断。

由此，本发明实施例的故障诊断系统可应用于大型水机的不同应用场景、不同工况条件下，能够独立进行全时段机组数据记录，无人值守且不受他方因素影响。并且，该故障诊断系统配置灵活，扩展性强，可根据需求灵活配置数据命令，且后续接入新的数据采集模块10时，只需进行简单的标准数据命令配置，不用修改任何其他条件。另外，通过特定开发的数据解析诊断软件，可在实现全数据监控查询的基础上，能够快速查找和诊断出运行过程中的非常规故障问题，节约运维的人力，物力和时间，提高运维响应速度，继而提高用户体验。

本发明还提出一种用于空调系统的故障诊断方法。

图5是根据本发明实施例的用于空调系统的故障诊断方法的流程图。如图5所示，该用于空调系统的故障诊断方法包括以下步骤：

S1：数据采集模块通过与空调系统进行通信以获取空调系统的运行数据，并将运行数据存储至数据采集模块的存储模块。

其中，数据采集模块可与空调系统相连接以进行RS485通信。

S2：数据采集模块将存储模块存储的运行数据发送给上位机。

其中，数据采集模块还可与上位机相连接以进行RS232通信。

具体地，空调系统的运行数据可包括冷凝器入/出口温度、冷凝器入/出口压力、节流阀入口压力、压缩机排气压力等参数值。并且，可通过设置在对应采集点的传感器采集相应的运行参数值，例如可通过设置在冷凝器入口的温度传感器采集冷凝器入口温度。

也就是说，在空调系统中设置不同的采集点以采集不同的运行参数值，在空调系统例如中中央空调现场机组的运行过程中，数据采集模块可根据实际需要按照预设采集频率采集每个采集点的运行参数值，进而获取空调系统的运行数据。由此，数据采集模块能够独立对中中央空调现场机组的运行数据进行完整采集并记录到存储模块中。

S3：上位机通过与数据采集模块进行通信以获取存储模块存储的运行数据，并对存储模块存储的运行数据进行分析处理以进行故障诊断。

也就是说，在需要进行数据分析时，可将存储模块存储的运行数据即空调系统的历史运行数据导入到上位机中，上位机即可对导入的运行数据进行分析处理以进行故障诊断。

由此，能够监测到非常规的故障现象，有助于工程师快速找到原因解决问题，提高维护的高效性和用户的体验，同时保证产品口碑。而且，还可以防止出现服务器远程监控受限于网络的稳定性、容易瘫痪的问题。

存储模块为数据记录的存储装置，空调系统实时运行的完整数据可存入存储模块。具体来说，存储模块可以预设的存储时间间隔建立文件，并以起始时间点作为文件名存放。并且，按测试默认5S间隔采集运行数据一次，8G内存的存储模块可存储一年有余的数据量，存储模块数据存满后可默认从文件起始位置进行覆盖存储。

在本发明的一个实施例中，存储模块可为SD卡。

根据本发明的一个具体示例，存储模块可以TXT文本格式存储运行数据。也就是说，空调系统实时运行的完整数据以TXT文本格式存入存储模块。当然，存储模块可以其他格式例如WORD或EXCEL格式存储运行数据。应当理解的是，上位机可根据不同的格式调用不同的程序。

在本发明的一个实施例中，存储模块可与数据采集模块集成设置。具体地，可在数据采集模块的外部设置存储卡卡槽以用于放置存储模块。或者，存储模块也可设置在电控箱中。

下面对上位机的工作原理进行详细描述。

根据本发明的一个实施例，用于空调系统的故障诊断方法还包括：在数据采集模块进行工作前，上位机对数据采集模块进行参数配置。

也就是说，上位机可对数据采集模块进行工作前的参数配置，其中，工作前参数配置可包括数据命令、设备校时、数据存储间隔、数据存储格式、数据时间戳。

具体来说，上位机中可安装数据解析诊断软件，数据采集模块配置参数时，可先使用232串口线将上位机与数据采集模块连接，再调出数据解析诊断软件的参数配置插件，设定串口的串口号、波特率、停止位、校验位，以建立上位机与数据采集模块之间的通信。通信成功后，可在参数配置插件中进一步对数据采集模块进行数据命令、设备校时、数据存储间隔、数据存储格式、数据时间戳等参数配置。

其中，数据解析诊断软件可按照预设规约自动生成数据采集模块的数据命令。数据命令可在软件中根据需求进行新增、删减、修改的灵活配置。

根据本发明的一个实施例，获取存储模块存储的运行数据，包括：数据采集模块根据预设规约对存储模块存储的运行数据进行打包以生成运行数据报文，并将运行数据报文发送给上位机；上位机根据对应的预设规约对运行数据报文进行解析以获取存储模块存储的运行数据。

进一步地，上位机在对运行数据报文进行解析之前，方法还包括：根据对应的预设规约对运行数据报文进行第一次校验；对第一次校验成功的运行数据报文进行CRC校验；根据对应的预设规约对CRC校验成功的运行数据报文进行解析。

进一步地，根据本发明的一个实施例，对存储模块存储的运行数据进行分析处理以进行故障诊断，包括：上位机将存储模块存储的运行数据按照时间戳顺序存入数据库，并对存入数据库的运行数据按照参数类型进行分类；根据每种参数类型对应的运行数据生成运行曲线，以根据运行曲线进行故障诊断。

需要说明的是，存储模块存储的运行数据可包括多条数据，每条数据可包括多个运行参数值。在将运行数据导入上位机的过程中，可根据预设规约对每条数据进行打包以生成单条数据报文，并且按照预设规约可以N条单条数据报文为一组连续发送给上位机，也即上位机可以每次采集N条单条数据报文。其中，N为大于1的整数，N的数值可通过预设规约配置，N可优选为10。

具体来说，如图6所示，本发明实施例的故障诊断方法包括以下步骤：

S101：导入数据文件。

S102：判断导入的数据文件是否为TXT文本。

如果是，则执行步骤S103；如果否，则返回步骤S101。

当上位机监测到从存储模块导入的数据文件时，上位机首先判断数据文件的格式是否为预设文件格式例如TXT格式，如果是，上位机则接收存储模块发送的运行数据报文，如果否，则继续监测是否有从存储模块导入的数据文件。

S103：去除时间戳。

S104：监测相邻的两个完全相同的单条数据报文。

S105：判断两个完全相同的单条数据报文是否满足预设规约配置。

如果是，则执行步骤S106；如果否，则执行步骤S107。

S106：每条单条数据报文的字节数是否满足预设规约配置。

如果是，则执行步骤S108；如果否，则执行步骤S107。

S107：剔除不合格数据，返回步骤S104。

如前所述，运行数据报文可以N条单条数据报文为一组的方式发送给上位机，并且按照预设规约的配置，在规定每组数据报文的条数后，为区分任意相邻的两组数据报文，可将每组数据报文的最后一条单条数据报文再发送一次即每组的最后一条单条数据报文连续发送两次。

上位机在接收到每条单条数据报文后可去除相应的单条数据报文的时间戳，并对去除时间戳的单条数据报文进行监测，并在监测到相邻的两条单条数据报文完全相同时，则校验这两个完全相同的单条数据报文是否满足预设规约配置，即是否为重复发送的最后一条单条数据报文。

如果这两个完全相同的单条数据报文不满足预设规约配置，则校验失败，并剔除不合格数据，不合格数据即为校验失败的该组的N条单条数据报文。

如果这两个完全相同的单条数据报文满足预设规约配置，则校验成功，并进一步校验每条单条数据报文的字节数是否满足预设规约配置，如果满足，则校验成功，即第一次校验成功，如果不满足，则校验失败，并剔除不合格数据，不合格数据即为校验失败的单条数据报文所在组的N条单条数据报文。

S108：按照预设规约依次进行连续解析。

S109：判断CRC校验是否合格。

如果是，则执行步骤S111；如果否，则执行步骤S110。

S110：剔除不合格数据，返回步骤S108。

在第一次校验成功后对，可按照预设规约依次对每组数据报文的N条单条数据报文进行解析，并在解析每条单条数据报文时对相应的单条数据报文进行CRC校验，并判断CRC校验是否合格，如果合格，则CRC校验成功，继续解析下一条单条数据报文直至解析完第N条单条数据报文，如果不合格，则CRC校验失败，剔除不合格数据即该条单条数据报文，并继续解析下一条单条数据报文直至解析完第N条单条数据报文。

由此，完成对运行数据报文的校验、解析。在本发明的一些实施例中，可通过数据解析诊断软件对运行数据报文进行解析，在数据解析时，拷贝存储模块存储的运行数据，并存入上位机的文件管理系统，进而导入数据解析诊断软件，数据解析诊断软件可按照前面的方式自动进行数据校验、解析。

S111：从运行数据报文中解析出运行参数值。

S112：将运行参数值按照时间戳顺序存入数据库。

具体来说，上位机在对数据采集模块发送的运行数据报文进行校验、解析后，将校验成功的解析后的运行数据存入数据库。更具体地，可从校验成功的每条单条数据报文中解析出多个运行参数值，例如冷凝器入/出口温度、冷凝器入/出口压力、节流阀入口压力、压缩机排气压力，并将解析出的运行参数值按照时间戳顺序存入数据库例如数据解析诊断软件的SQLite数据库，由此，在时间线上复原出空调系统在记录时间段内的全部运行参数值。

S113：设置需要显示运行曲线的参数类型。

S114：生成并展示运行曲线。

具体地，存入数据库的运行参数值可按照参数类型进行分类，工程师可根据需要设置需要显示运行曲线的参数类型，例如冷凝器入口温度，上位机在接收到设置指令后，可从数据库调出相应参数类型在记录时间段内的运行参数值，并生成运行曲线，例如调出冷凝器入口温度在记录时间段内的运行参数值，并根据调出的运行参数值生成冷凝器入口温度运行曲线。进而上位机可通过显示屏将运行曲线进行展示。

S115：综合多个运行曲线，进行故障诊断。

具体地，上位机可生成多种参数类型对应的运行曲线，综合多种参数类型对应的运行曲线，可进行快速故障诊断。并且，存储模块可记录空调系统的全部运行参数，从而能够记录到非常规的故障现象，有助于工程师快速找到原因解决问题，提高维护的高效性和用户的体验，同时保证产品口碑。而且，还可以防止出现服务器远程监控受限于网络的稳定性、容易瘫痪的问题。

另外，在本发明的一个实施例中，可通过数据库查询空调系统在记录时间段内的全部运行数据。

进一步地，根据本发明的一个实施例，对存储模块存储的运行数据进行分析处理以进行故障诊断，还包括：上位机获取故障点对应的时间戳，并根据故障点对应的时间戳生成故障时间段；从数据库中提取故障时间段对应的运行数据，并根据故障时间段对应的运行数据进行故障诊断。

并且，根据故障时间段对应的运行数据进行故障诊断，包括：获取故障点参数类型，并根据故障时间段内故障点参数类型对应的运行数据生成故障运行曲线，以进行故障诊断。

并且，根据故障时间段对应的运行数据进行故障诊断，包括：上位机获取故障点参数类型和与故障点参数类型关联的参数类型；根据故障时间段内故障点参数类型关联的参数类型对应的运行数据进行故障诊断。

具体来说，如图7所示，本发明另一个具体实施例的故障诊断方法包括以下步骤：

S201：从数据库中查找故障点时间戳。

S202：提取故障点时间戳的前后半小时的运行参数值。

其中，通过查看运行数据曲线可找出故障点，例如工程师查看第一参数的运行数据曲线时发现第一时刻的数据异常，那么第一时刻的第一参数即为故障点。

在找到故障点之后，可通过数据库获取对应的时间戳，并根据故障点对应的时间戳生成故障时间段，例如将故障点时间戳的前后半小时作为故障时间段，然后从数据库中提取故障点时间戳的前后半小时的运行参数值，根据故障点时间戳的前后半小时的运行参数值可进行故障诊断。其中，故障点时间戳前后的间隔时间可根据实际需求设置。

S203：根据故障点的参数类型生成故障运行曲线。

具体地，工程师可根据查找到的故障点，设置故障点的参数类型例如第一参数。上位机接收到故障点设置指令后，可根据故障点时间戳的前后半小时第一参数的运行参数值生成故障运行曲线，即在故障点时间戳的前后半小时内第一参数的运行数据曲线，进而上位机可通过显示屏将故障运行曲线进行展示。由此，工程师通过观测该故障运行曲线可对空调系统进行故障诊断。

S204：判断与第一参数关联的第二参数的运行参数值是否超出第一预设限制范围。

如果是，则执行步骤S205；如果否，则执行步骤S206。

S205：输出第一诊断结果。

S206：判断与第一参数关联的第三参数的运行参数值是否超出第二预设限制范围。

如果是，则执行步骤S207；如果否，则执行步骤S208。

S207：输出第二诊断结果。

S208：判断与第一参数关联的第四参数的运行参数值是否超出第三预设限制范围。

如果是，则执行步骤S209；如果否，则执行步骤S210。

S209：输出第三诊断结果。

S210：判断与第一参数关联的第N参数的运行参数值是否超出第N-1预设限制范围。

如果是，则执行步骤S211；如果否，则执行步骤S212。

S211：输出第N-1诊断结果。

S212：曲线人工分析。

也就是说，工程师还可以设置第一参数的关联参数，例如第二参数、第三参数、第四参数、……、第M参数，且第二参数与第一参数的关联性大于第三参数与第一参数的关联性，第三参数与第一参数的关联性大于第四参数与第一参数的关联性，由此类推，与第一参数的关联性逐渐减弱。

上位机可根据故障点时间戳的前后半小时的运行参数值获取上述关联参数的运行参数值，并判断每个关联参数的运行参数值是否超出相应的预设限制范围，以及根据判断结果进行故障诊断，其中，可优先判断关联性较强的关联参数。

即，先判断第二参数的运行参数值是否超出第一预设限制范围，如果故障点时间戳的前后半小时内超出第一预设限制范围的运行参数值大于等于Q，则判断空调系统30的故障与第二参数有关，并输出第一诊断结果；如果故障点时间戳的前后半小时内超出第一预设限制范围的运行参数值小于Q，则判断空调系统的故障与第二参数无关，继续对第三参数进行判断。其中，Q为正整数，例如可优选为3。

同理，再判断第三参数的运行参数值是否超出第二预设限制范围，如果故障点时间戳的前后半小时内超出第二预设限制范围的运行参数值大于等于Q，则判断空调系统的故障与第三参数有关，并输出第二诊断结果；如果故障点时间戳的前后半小时内超出第二预设限制范围的运行参数值小于Q，则判断空调系统的故障与第三参数无关，继续对第四参数进行判断。

进一步判断第四参数的运行参数值是否超出第三预设限制范围，如果故障点时间戳的前后半小时内超出第三预设限制范围的运行参数值大于等于Q，则判断空调系统的故障与第四参数有关，并输出第三诊断结果；如果故障点时间戳的前后半小时内超出第三预设限制范围的运行参数值小于Q，则判断空调系统的故障与第四参数无关，继续对第五参数进行判断。

如此，直至判断到第N参数，判断第N参数的运行参数值是否超出第N-1预设限制范围，如果故障点时间戳的前后半小时内超出第N-1预设限制范围的运行参数值大于等于Q，则判断空调系统的故障与第N参数有关，并输出第N-1诊断结果；如果故障点时间戳的前后半小时内超出第N-1预设限制范围的运行参数值小于Q，则判断空调系统的故障与第N参数无关，通过人工对每个参数类型对应的故障运行曲线进行分析，以进行故障诊断。

由此，通过存入数据库的运行数据可进行故障诊断，其中，数据解析诊断软件可按照上述方式进行初步的自动诊断，并可对运行数据进行曲线展示，以便于人工分析。

如上所述，数据解析诊断软件可对数据采集模块进行工作前的参数配置，并可对存储模块记录的数据进行解析。即数据解析诊断软件可对存储模块的TXT文本存储数据进行解析。在解析时通过预设规约算法进行校验以控制数据的正确性，并将校验成功后的数据存入数据解析诊断软件的独立数据库，由此，在时间线上恢复出空调系统在记录时间段内的运行参数值。并且，按照实际需求，数据解析诊断软件可生成并显示出空调系统的运行曲线，可快速进行故障诊断。

由此，本发明实施例的故障诊断系统可应用于大型水机的不同应用场景、不同工况条件下，能够独立进行全时段机组数据记录，无人值守且不受他方因素影响。并且，该故障诊断系统配置灵活，扩展性强，可根据需求灵活配置数据命令，且后续接入新的数据采集模块时，只需进行简单的标准数据命令配置，不用修改任何其他条件。另外，通过特定开发的数据解析诊断软件，可在实现全数据监控查询的基础上，能够快速查找和诊断出运行过程中的非常规故障问题，节约运维的人力，物力和时间，提高运维响应速度，继而提高用户体验。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。