CN109073316B - 运输制冷单元的自动诊断 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于管理运输制冷单元(28)的系统。所述系统包括：存储装置(80)，其存储与运输制冷单元(28)相关联的运输参数(82)。所述存储装置存储其它运输制冷单元(28)的历史运输参数(84)。还包括与所述存储装置联结的设备管理系统(90)，所述设备管理系统(90)包括：诊断模块(92)，其响应于所述运输参数(82)确定所述运输制冷单元(28)的状况；预测维护模块(94)，其响应于所述运输参数(82)确定所述运输制冷单元(28)的即将维护的需要；和剩余寿命模块(96)，其响应于所述运输参数(82)确定所述运输制冷单元(28)的至少一个部件的剩余寿命。

Description

运输制冷单元的自动诊断

背景技术

本文公开的实施方案大致涉及冷链配送系统，更具体而言，涉及一种用于管理冷链配送系统内的运输制冷单元的设备和方法。

通常，冷链配送系统用于运输和配送可能易受温度、湿度和其它环境因素影响的易腐货物和对环境敏感的货物(本文称为易腐货物)。易腐货物可包括(但不限于)水果、蔬菜、谷物、豆类、坚果、鸡蛋、乳制品、种子、花卉、肉类、家禽、鱼、冰和药品。有利而言，冷链配送系统允许有效地运输和配送易腐货物而不会损坏或有其它不期望的影响。

冷藏卡车和拖车通常用于在冷链配送系统中运输易腐货物。将运输制冷系统安装到卡车或拖车，与卡车或拖车内限定的货舱操作关联，以维持货舱内的受控温度环境。

通常，与冷藏卡车和冷藏拖车结合使用的运输制冷系统包括运输制冷单元，该运输制冷单元具有制冷剂压缩机、具有一个或多个相关联冷凝器风扇的冷凝器、膨胀装置和具有一个或多个相关联蒸发器风扇的蒸发器，这些均经由封闭制冷剂流动回路中的适当制冷剂管线连接。借助于与蒸发器相关联的蒸发器风扇，空气或空气/气体混合物从货舱的内部容积中抽出，以与制冷剂热交换的关系通过蒸发器的空气侧，由此制冷剂从空气中吸收热量，从而冷却空气。被冷却的空气然后被供应回货舱。

运输制冷单元的部件常常可以不管单元的实际利用如何而进行定期检查和修理以进行预定维护。进一步不可预测的预定外维护会导致单元的计划外停机。改进的系统且特别是改进的维护预测将提供成本和效率益处。

发明内容

根据一个实施方案，提供了一种用于管理运输制冷单元的系统。所述系统包括：存储装置，其存储与运输制冷单元相关联的运输参数。所述存储装置存储其它运输制冷单元的历史运输参数。还包括与存储装置联结的设备管理系统，所述设备管理系统包括：诊断模块，其响应于运输参数确定运输制冷单元的状况；预测维护模块，其响应于运输参数确定运输制冷单元的即将维护的需要；和剩余寿命模块，其响应于运输参数确定运输制冷单元的至少一个部件的剩余寿命。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代，所述系统的其它实施方案可以包括：当运输制冷单元的状况在所选状况范围之外时，诊断模块启动警报。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代，所述系统的其它实施方案可以包括：当确定需要即将维护运输制冷系统时，预测维护模块启动警报。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代，所述系统的其它实施方案可以包括：当运输制冷单元的至少一个部件的剩余寿命等于所选值时，剩余寿命模块启动警报。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代，所述系统的其它实施方案可以包括：存储装置存储运输制冷单元的维护历史。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代，所述系统的其它实施方案可以包括：运输参数包括运输制冷单元的参数，所述参数包括运输制冷单元的操作温度、操作压力、操作振动、操作周期和操作持续时间中的至少一个。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代，所述系统的其它实施方案可以包括：运输参数包括运输制冷单元的至少一个位置。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代，所述系统的其它实施方案可以包括：运输参数包括运输制冷单元所经历的天气数据。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代，所述系统的其它实施方案可以包括：运输参数包括由运输制冷单元装载的易腐货物的质量检查。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代，所述系统的其它实施方案可以包括：运输参数包括手动输入的数据。

根据另一实施方案，提供了一种管理运输制冷单元的方法。所述方法包括：使用存储装置存储与运输制冷单元相关联的运输参数，所述存储装置存储其它运输制冷单元的历史运输参数。所述方法还包括：使用设备管理系统监测运输制冷单元，所述设备管理系统与存储装置联结，所述设备管理系统包括：诊断模块，其响应于运输参数确定运输制冷单元的状况；预测维护模块，其响应于运输参数确定运输制冷单元的即将维护的需要；和剩余寿命模块，其响应于运输参数确定运输制冷单元的至少一个部件的剩余寿命。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代，所述方法的其它实施方案可以包括：当运输制冷单元的状况在所选状况范围之外时，使用诊断模块启动警报。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代，所述方法的其它实施方案可以包括：当确定需要即将维护运输制冷单元时，使用预测维护模块启动警报。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代，所述方法的其它实施方案可以包括：当运输制冷单元的至少一个部件的剩余寿命等于所选值时，使用剩余寿命模块启动警报。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代，所述方法的其它实施方案可以包括：存储装置存储运输制冷单元的维护历史。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代，所述方法的其它实施方案可以包括：运输参数包括运输制冷单元的参数，所述参数包括运输制冷单元的操作温度、操作压力、操作振动、操作周期和操作持续时间中的至少一个。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代，所述方法的其它实施方案可以包括：运输参数包括运输制冷单元的至少一个位置。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代，所述方法的其它实施方案可以包括：运输参数包括运输制冷单元所经历的天气数据。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代，所述方法的其它实施方案可以包括：运输参数包括由运输制冷单元装载的易腐货物的质量检查。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代，所述方法的其它实施方案可以包括：运输参数包括手动输入的数据。

从以下结合附图的描述中，各实施方案的其它方面、特征和技术将变得更显而易见。

附图说明

在本说明书结尾处的权利要求中具体指出和明确要求了被认为是本公开的主题。通过结合附图所进行的以下详细描述，本公开的上述和其它特征和优点是显而易见的，其中：

图1示出了根据本公开实施方案的用于管理冷链配送系统中使用的运输制冷单元的系统的示意图；和

图2示出了可以结合本公开实施方案的冷链配送系统的示意图。

具体实施方式

现在参考图1，图1示出了根据本公开实施方案的用于管理冷链配送系统中使用的运输制冷单元的系统10的示意图。图2示出了可以结合本公开实施方案的冷链配送系统200的示意图。通常，运输制冷系统20用于运输和配送易腐货物和环境敏感货物(本文称为易腐货物34)。在所示实施方案中，运输制冷系统20包括受环境控制的集装箱14、运输制冷单元28和易腐货物34。集装箱14可以由牵引车12拉动。应理解，本文所述实施方案可以应用于通过铁路、海路装运的装运集装箱或任何其它合适的集装箱，而不使用牵引车12。集装箱14可限定内部隔舱18。

在所示实施方案中，运输制冷单元28与集装箱14相关联，以向内部隔舱18提供期望的环境参数，诸如例如温度、压力、湿度、二氧化碳、乙烯、臭氧、光照、振动暴露和其它条件。在其它实施方案中，运输制冷单元28是能够提供期望温度和湿度范围的制冷系统。易腐货物34可包括(但不限于)水果、蔬菜、谷物、豆类、坚果、鸡蛋、乳制品、种子、花卉、肉类、家禽、鱼、冰、血液和药品，或需要冷链运输的任何其它合适货物。

在所示实施方案中，运输制冷系统20包括传感器22。传感器22可用于监测集装箱14内部和外部的运输参数82。传感器22监测的运输参数82可包括但不限于内部隔舱18中的温度、压力、湿度、二氧化碳、乙烯、臭氧、光照、振动和其它条件。因此，适当的传感器22被用来监测期望的参数。有利而言，可以根据要监测的易腐货物和相应的环境敏感性选择传感器22用于某些应用。在实施方案中，温度受到监测。在某些实施方案中，用户希望将温度或其它参数保持和监测在可接受的范围内。如图1所见，传感器22可以直接放置在易腐货物34上。

此外，如在所示实施方案中，传感器22可用于监测运输制冷系统20的各种运输参数82。这些传感器22可以被放置在不同位置处，包括(但不限于)运输制冷单元28上、集装箱14的门36上和内部隔舱18的各处。传感器22可以被直接放置在运输制冷单元28内，以监测运输制冷单元28的性能。运输制冷单元28内部的个别部件也可以由传感器22监测，以检测个别部件的性能方面，诸如例如使用周期、持续时间、温度和压力。如所见，传感器22也可以被放置在集装箱14的门36上，以监测门36的位置。门36是打开还是关闭会影响集装箱14的温度和运输制冷单元28的性能。例如，在炎热的天气中，打开的门36将允许冷却的空气从集装箱14中逸出，导致内部隔舱18的温度升高，这通过迫使运输制冷单元28更加努力地工作来冷却内部隔舱18而在运输制冷单元28上产生额外的应力。此外，还可由传感器22检测全球定位系统(GPS)位置。GPS位置可有助于提供来自其它数据来源40的关于集装箱14沿着行进路线经历的当地天气42(包括目光吸收)的信息。当地天气42会影响集装箱14的温度，且因此影响运输制冷单元28的操作。例如，运输制冷单元28可能必须在穿越暴露于长时间的热和目光吸收的沙漠的集装箱14上更加努力地工作。

如图1所示，运输制冷系统20还可以包括控制器30，其被配置成以选定的采样率记录来自传感器22且称为运输参数82的多个读数。如所示，控制器30可以封闭在运输制冷单元28内或者与运输制冷单元28分开。运输参数82可以进一步用时间、位置标记或其它相关信息来扩增。控制器30还可以包括处理器(未示出)和相关联的存储器(未示出)。处理器可以是但不限于具有任何广泛的可行架构且均匀或不均匀地布置的单处理器或多处理器系统，包括现场可编程门阵列(FPGA)、中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)或图形处理单元(GPU)硬件。存储器可以是但不限于随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)或其它电子、光学、磁性或任何其它计算机可读介质。

在所示实施方案中，运输制冷系统20可以包括通信模块32，其可与控制器30操作通信并与网络60无线操作通信。通信模块32被配置为经由无线通信将运输参数82传输到网络60。无线通信可以是但不限于无线电、微波、蜂窝、卫星或另一无线通信方法。网络60可以是但不限于卫星网络、蜂窝网络、云计算网络、广域网或其它类型的无线网络。通信模块32可以包括短程接口，其中短程接口包括有线接口、光学接口和短程无线接口中的至少一个。

如图1所示，运输参数82也可以由其它数据来源40提供。如图2所示，这些其它数据来源40可以在整个冷链配送系统200的任何点处收集，可包括采收204、包装206、运输前存储208、运输至配送中心210、配送中心212、运输至展销处214、展销前存储216、展销218和顾客220。这些阶段是出于说明的目的而提供的，并且配送链可以包括更少的阶段或额外的阶段，诸如例如清洁阶段、处理阶段和额外的运输阶段。其它数据来源40可以包括但不限于天气42、质量检查44、库存扫描46和手动输入的数据48。如上所讨论的天气42通过在运输期间(例如210和214)影响集装箱14的温度而对运输制冷单元28的操作产生影响，但是天气42还会对运输制冷单元28产生其它影响。例如，采收204之前和之时的天气42可能会影响易腐货物34的质量，这又会影响运输制冷单元28必须工作多努力来保存易腐货物34。此外，类似于天气42，质量检查44可以显示易腐货物34的可能影响运输制冷单元28必须工作多努力来保存易腐货物34的数据。质量检查44可以由机器或人来完成。机器执行的质量检查44可以使用各种技术来完成，包括但不限于光学、气味、声波、红外或物理探针。

此外，库存扫描46还可以显示关于易腐货物34的可能影响运输制冷单元28必须工作多努力来保存易腐货物34的信息。例如，库存扫描46可以显示存放易腐货物34的配送中心212的温度，且因此运输制冷单元28必须增加或减少其输出以使易腐货物34处于正确的温度下。虽然所述系统10包括传感器22以帮助自动化，但是经常不可避免地需要手动数据输入。手动输入的数据48可以通过各种装置输入，包括但不限于蜂窝电话、平板电脑、膝上型电脑、智能手表、台式计算机或任何其它类似的数据输入装置。

在所示实施方案中，所述系统10还包括用于存储与运输制冷单元28相关联的运输参数82的存储装置80。存储装置80还可以存储运输制冷单元28的历史运输参数84和维护历史86。存储装置80可以是但不限于随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)或其它电子、光学、磁性或任何其它计算机可读介质。

在所示实施方案中，所述系统10还包括设备管理系统90。如所示，设备管理系统90可以包括诊断模块92、预测维护模块94和剩余寿命模块96。设备管理系统90还可以包括处理器(未示出)和相关联的存储器(未示出)。处理器可以是但不限于具有任何广泛的可行架构且均匀或不均匀地布置的单处理器或多处理器系统，包括现场可编程门阵列(FPGA)、中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)或图形处理单元(GPU)硬件。存储器可以是但不限于随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)或其它电子、光学、磁性或任何其它计算机可读介质。

诊断模块92响应于运输参数82确定运输制冷单元28的状况。诊断模块92可以检测运输制冷单元28中的故障，并提供故障的潜在来源的指示。诊断模块92可以将运输参数82与阈值、极限、范围等进行比较以检测故障，且然后，访问历史运输参数84以导出故障的一个或多个潜在来源。当所述状况在例如所选状况范围之外时，诊断模块92启动警报100。

预测维护模块94响应于运输参数82确定运输制冷单元28的即将维护的需要。当确定需要即将维护运输制冷单元28时，预测维护模块94启动警报100。预测维护模块94可以检测运输参数中的模式(例如，高/低压缩机出口压力的模式)，以预测故障。预测维护模块94还可以检测运输参数82的趋势，将运输参数82与阈值进行比较和/或确定运输参数82的变化率以确定对预防性维护的需要。一系列警报发生(例如，过压)的存在可指示预防性维护的需要。

剩余寿命模块96响应于运输参数82确定运输制冷单元28的至少一个部件的剩余寿命。当运输制冷单元28的至少一个部件的剩余寿命等于选定值时，剩余寿命模块96启动警报100。剩余寿命模块96可以使用提供剩余寿命作为时间函数的基线寿命曲线。基线寿命曲线可以基于历史运输参数84来生成。可以响应于事件或运输参数82而调节或移位基线寿命曲线。例如，在高度严苛环境状况下检测操作可能减少剩余寿命，而维护操作的发生可以延长剩余寿命。

诊断模块92、预测维护模块94和剩余寿命模块96可以在其确定中利用来自其它运输制冷单元的历史运输参数84和当前运输制冷单元28的维护历史86。历史运输参数84可以提供运输制冷单元28的每个部件的信息，诸如例如寿命曲线、故障率和选定的状况范围。所选择的状况范围可以定义运输制冷单元28的部件的正常运行状况。在所选择范围的状况之外的操作可指示运输制冷单元28的部件的问题。维护历史86可以帮助指示运输制冷单元28的部件的持续问题。维护历史86还可以帮助预测维护模块94调节运输制冷单元28的维护安排。

警报100可以是发送到用户装置110的警报，诸如例如，蜂窝电话、平板计算机、膝上型计算机、智能手表、台式计算机或任何类似装置。警报100可以是瞬时警报或稍后的预定警报。例如，预测维护模块94可以预测运输制冷单元28的部件应该被安排在两个月内进行维护，因此预测维护模块94可以安排警报100在新安排的维护日期稍之前鸣响。然而，如果诊断模块92确定运输制冷单元28的部件当前在选择的状况范围之外，则诊断模块92可立即启动警报100以避免对部件有进一步损坏。

有利而言，如本文所提供，设备管理系统90可以帮助更好地预测维护安排并减少运输制冷系统的意外停机时间。在一些实施方案中，有利而言，设备管理系统90可以帮助重新规划运输制冷系统20，使得它们不会开始运输制冷单元28无法完成的旅程。

虽然只结合了有限数量的实施方案描述了本公开，但是应容易理解，本公开并不局限于这些公开的实施方案。相反地，可以改进本公开以并入迄今为止未被描述，但与本公开范围相称的任何数量的变化、变更、替代或等效配置。另外，虽然已经描述了本公开的各种实施方案，但是应理解，本公开的方面可能只包括所述实施方案中的一些。因此，本公开不应该被看作受前面的描述限制，而是只受附加的权利要求书限制。

Claims (14)

1.一种用于管理运输制冷单元的系统，所述系统包括：

存储装置，其存储与运输制冷单元相关联的运输参数以及所述运输制冷单元的维护历史，所述存储装置存储其它运输制冷单元的历史运输参数，其中所述运输参数包括由所述运输制冷单元的传感器感测的所述运输制冷单元内部和外部的运输参数和/或从其他数据源提供的影响所述运输制冷单元的操作的信息；

设备管理系统，其与所述存储装置联结，所述设备管理系统包括：

诊断模块，其响应于所述运输参数确定所述运输制冷单元的状况；

预测维护模块，其响应于所述运输参数确定所述运输制冷单元的即将维护的需要；和

剩余寿命模块，其响应于所述运输参数确定所述运输制冷单元的至少一个部件的剩余寿命；

其中所述预测维护模块响应于至少所述维护历史以及所述即将维护的需要来调节所述运输制冷单元的维护安排。

2.根据权利要求1所述的系统，其中：

当所述运输制冷单元的所述状况在所选状况范围之外时，所述诊断模块启动警报。

3.根据权利要求1所述的系统，其中：

当确定需要即将维护所述运输制冷系统时，所述预测维护模块启动警报。

4.根据权利要求1所述的系统，其中：

当所述运输制冷单元的至少一个部件的所述剩余寿命等于所选值时，所述剩余寿命模块启动警报。

5.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述运输参数包括所述运输制冷单元的参数，所述参数包括所述运输制冷单元的操作温度、操作压力、操作振动、操作周期和操作持续时间中的至少一个。

6. 根据权利要求1所述的系统，其中：

所述运输参数包括所述运输制冷单元的至少一个位置；和/或

所述运输参数包括所述运输制冷单元所经历的天气数据。

7. 根据权利要求1所述的系统，其中：

所述运输参数包括由所述运输制冷单元装载的易腐货物的质量检查；和/或

所述运输参数包括手动输入的数据。

8.一种管理运输制冷单元的方法，所述方法包括：

使用存储装置存储与运输制冷单元相关联的运输参数以及所述运输制冷单元的维护历史，所述存储装置存储其它运输制冷单元的历史运输参数，其中所述运输参数包括由所述运输制冷单元的传感器感测的所述运输制冷单元内部和外部的运输参数和/或从其他数据源提供的影响所述运输制冷单元的操作的信息；

使用设备管理系统监测所述运输制冷单元，所述设备管理系统与所述存储装置联结，所述设备管理系统包括：

诊断模块，其响应于所述运输参数确定所述运输制冷单元的状况；

预测维护模块，其响应于所述运输参数确定所述运输制冷单元的即将维护的需要；和

剩余寿命模块，其响应于所述运输参数确定所述运输制冷单元的至少一个部件的剩余寿命，

其中所述预测维护模块响应于至少所述维护历史以及所述即将维护的需要来调节所述运输制冷单元的维护安排。

9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括：

当所述运输制冷单元的所述状况在所选状况范围之外时，使用所述诊断模块启动警报。

10.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括：

当确定需要即将维护所述运输制冷单元时，使用所述预测维护模块启动警报。

11.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括：

当所述运输制冷单元的至少一个部件的所述剩余寿命等于所选值时，使用所述剩余寿命模块启动警报。

12.根据权利要求8所述的方法，其中：

所述运输参数包括所述运输制冷单元的参数，所述参数包括所述运输制冷单元的操作温度、操作压力、操作振动、操作周期和操作持续时间中的至少一个。

13. 根据权利要求8所述的方法，其中：

所述运输参数包括所述运输制冷单元的至少一个位置；和/或

所述运输参数包括所述运输制冷单元所经历的天气数据。

14. 根据权利要求8所述的方法，其中：

所述运输参数包括由所述运输制冷单元装载的易腐货物的质量检查；和/或

所述运输参数包括手动输入的数据。

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