姚 君,王懷澤,馮 亮(.寶清縣氣象局,黑龍江寶清55600;.集賢縣氣象局,黑龍江集賢55900)
?
區(qū)域自動(dòng)氣象站故障排查及維修指南
姚君1,王懷澤2,馮亮1
(1.寶清縣氣象局,黑龍江寶清155600;2.集賢縣氣象局,黑龍江集賢155900)
摘要:區(qū)域自動(dòng)氣象站是國(guó)家級(jí)氣象觀測(cè)站的重要補(bǔ)充,是彌補(bǔ)空間區(qū)域上氣象探測(cè)數(shù)據(jù)空白的重要手段。在中小尺度天氣預(yù)報(bào)中有著極其重要的作用,也是對(duì)國(guó)家氣象觀測(cè)網(wǎng)觀測(cè)資料的補(bǔ)充累積,在實(shí)際工作中有著重要意義。及時(shí)、準(zhǔn)確地處理突發(fā)故障,有效地保證區(qū)域站的正常運(yùn)行極為重要。本文針對(duì)區(qū)域站硬件部分(供電系統(tǒng)、傳感器、采集器、通訊設(shè)備和參數(shù)設(shè)置等)故障,總結(jié)提出了如何進(jìn)行故障檢查、故障排除,為技術(shù)人員在維修區(qū)域自動(dòng)氣象站提供維修維護(hù)指南,明確維修思路,也為國(guó)家級(jí)自動(dòng)氣象站維修維護(hù)遇到類似問(wèn)題提供解決方法。
判斷自動(dòng)氣象站是否工作正??梢愿鶕?jù)無(wú)線通訊模塊傳送回來(lái)的數(shù)據(jù)來(lái)判斷??焖僭\斷和排除自動(dòng)氣象站的故障,是一項(xiàng)技術(shù)性、操作性很強(qiáng)的工作,掌握其結(jié)構(gòu)和工作原理及工作參數(shù)是前提條件,懂得萬(wàn)用表的常規(guī)使用,還需掌握常用軟件(串口調(diào)試軟件和超級(jí)終端)的使用。
現(xiàn)場(chǎng)維修維護(hù),除了必須攜帶的五金工具箱和萬(wàn)用表之外,還需要攜帶手提筆記本電腦及專用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換連接線。手提電腦應(yīng)裝有超級(jí)終端或串口調(diào)試軟件和必要的設(shè)置說(shuō)明;兩根數(shù)據(jù)線:USB轉(zhuǎn)DB9 RS232串口(公頭)、DB9 RS232串口(母頭)轉(zhuǎn)三口接線端子。手提電腦和數(shù)據(jù)線用于連接設(shè)備,現(xiàn)場(chǎng)查看和設(shè)置采集器和通信模塊的參數(shù)以及查看采集器觀測(cè)數(shù)據(jù)返回。
⑴依據(jù)電原理分析方法。
⑵先近后遠(yuǎn),分段檢查測(cè)試,斷開部分連接線,縮小范圍檢查方法。
⑶替換方法。
⑷維修過(guò)程記錄備案方法。
要養(yǎng)成對(duì)每一次維修維護(hù)過(guò)程記錄備案的好習(xí)慣,要對(duì)故障的發(fā)生現(xiàn)象、分析思路、排查過(guò)程、故障解除等作出細(xì)致的總結(jié),積累經(jīng)驗(yàn),必將對(duì)日后的維修維護(hù)工作有著很大幫助。
4.1供電系統(tǒng)
供電系統(tǒng)故障主要有蓄電池、太陽(yáng)能板和充電保護(hù)器三類。
(1)蓄電池故障。它是依靠太陽(yáng)能板對(duì)兩節(jié)12 V18 Ah的蓄電池進(jìn)行充電來(lái)維持蓄電池電量進(jìn)行工作的。蓄電池故障主要有電池電量耗盡、蓄電池漏液、不能充電、蓄電池報(bào)廢等。
排查方法:斷開充電部分,使用萬(wàn)用表直流電壓20 V檔測(cè)量蓄電池電壓,正常應(yīng)為13 V左右。
(2)太陽(yáng)能板故障。太陽(yáng)能板是經(jīng)過(guò)采集板中的充電模塊來(lái)完成對(duì)蓄電池的充電。故障主要表現(xiàn)在:太陽(yáng)能板安裝朝向和高度以及是否有異物遮擋或覆蓋、太陽(yáng)能電池板線路老化、太陽(yáng)能板到充電保護(hù)器端正負(fù)端子接反而致使太陽(yáng)能板未能對(duì)蓄電池進(jìn)行充電、太陽(yáng)能板充電模塊損壞無(wú)法對(duì)蓄電池進(jìn)行充電等。
排查方法:檢查太陽(yáng)能板的朝向應(yīng)向多陽(yáng)光的南方,安裝高度適宜無(wú)異物遮擋。測(cè)試太陽(yáng)能板的好壞主要是看有無(wú)電壓輸出,好的太陽(yáng)能板在晴朗的白天,輸出電壓一般可達(dá)到18-19 V,即使在有較薄云層的白天,一塊正常的太陽(yáng)能板的輸出電壓也可達(dá)到16 V左右。所以當(dāng)太陽(yáng)能板的功率無(wú)法達(dá)到以上數(shù)值,則表明其已不能滿足維持自動(dòng)氣象站設(shè)備運(yùn)行所需的電量,需要更換太陽(yáng)能板。
(3)充電保護(hù)器故障。充電保護(hù)器是連接太陽(yáng)能板、蓄電池和采集器的充電放電保護(hù)整流供電裝置,由太陽(yáng)能板給蓄電池整流充電,蓄電池給采集器供電從而進(jìn)行設(shè)備工作的。充電保護(hù)器故障主要有:充電保護(hù)器端子接口脫焊或腐爛、充電模塊損壞無(wú)法充電、整流模塊損壞無(wú)法供給蓄電池正常的工作電壓和電流、放電模塊無(wú)法供給采集器正常工作電壓等。
排查方法:分段排查,查看各部分工作電壓。
4.2傳感器故障
傳感器故障主要有溫濕傳感器、風(fēng)向風(fēng)速傳感器、雨量傳感器三類故障。
(1)溫濕傳感器故障。溫濕傳感器出現(xiàn)故障的幾率是很小的,一般就是檢查線路連接和測(cè)量工作參數(shù)。
(2)風(fēng)向風(fēng)速傳感器故障。風(fēng)向風(fēng)速傳感器出現(xiàn)故障的幾率也是很小的,一般就是檢查線路連接和插頭是否松動(dòng),檢查傳感器內(nèi)部脫焊現(xiàn)象,檢查傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)軸承是否干磨卡滯等。
(3)雨量傳感器故障。在實(shí)際維修維護(hù)過(guò)程中,雨量傳感器經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題或發(fā)生故障,主要有:承水器和漏斗以及集水盒堵塞、翻斗故障、干簧管故障、線路故障、防雷管故障和其他故障等。
排查方法:檢查承水器上方是否有植物阻擋,承水器出口下水是否通暢;檢查漏斗和集水盒是否堵塞;檢查上翻斗、下翻斗、計(jì)數(shù)翻斗跳翻是否靈活,是否卡滯,調(diào)整固定翻斗的兩端螺絲,計(jì)數(shù)翻斗下不要有異物阻礙翻斗回位跳翻;檢查干簧管,用萬(wàn)用表通斷檔測(cè)試傳感器接線樁部分,或翻動(dòng)計(jì)數(shù)翻斗俯身近耳聽干簧管是否有閉合的清脆聲響;檢查線路,用萬(wàn)用表通斷檔分段檢查信號(hào)電纜是否開路,檢測(cè)傳感器接線樁部分,再檢測(cè)采集器接線部分;檢查主板防雷管,檢測(cè)采集器主板上連接雨量的兩個(gè)防雷二極管,根據(jù)二極管正向?qū)ǚ聪蚪刂沟脑?,用萬(wàn)用表通斷檔測(cè)量;檢查其他方面,由于區(qū)域自動(dòng)站安裝較偏僻,維護(hù)較差,周邊環(huán)境雜草叢生,經(jīng)常發(fā)生蜘蛛網(wǎng)纏死翻斗的狀況,清除并放置除蟲干片,也可噴灑除蟲劑。
4.3采集器主板故障
采集器主板故障主要有采集器死機(jī)、采集器內(nèi)部線路老化、供電等。排查方法一般是查看主板指示燈是否正常、測(cè)試供電、采集器重啟、查看采集器數(shù)據(jù)返回和參數(shù)設(shè)置。
查看采集器數(shù)據(jù)返回和參數(shù)設(shè)置,用手提電腦、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換線連接設(shè)備,打開超級(jí)終端或串口調(diào)試軟件,把光標(biāo)移動(dòng)到超級(jí)終端窗口中,一直按住空格鍵,然后給設(shè)備加電,直到窗口出現(xiàn)正常提示,選擇正確的波特率和端口設(shè)置(波特率一般是4800 bps),即可查看數(shù)據(jù)返回和參數(shù)設(shè)置。
4.4通信模塊故障
通訊模塊故障主要體現(xiàn)在設(shè)備供電、SIM卡欠費(fèi)停機(jī)、移動(dòng)公司變更業(yè)務(wù)、該地區(qū)信號(hào)弱、天線放置、SIM卡槽接觸不良、模塊損壞、參數(shù)設(shè)置等。
排查方法:檢查供電和查看指示燈。查看指示燈:當(dāng)NET指示燈長(zhǎng)亮,表明尚未找到GSM網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于終端是否登錄上GPRS網(wǎng)絡(luò),用戶可通過(guò)PWR指示燈的閃爍頻率來(lái)判斷。如果PWR指示燈閃爍頻率較快(4次/s),則尚未登錄上GPRS網(wǎng)絡(luò);如果PWR指示燈閃爍頻率較慢(1次/s),則已登錄上GPRS網(wǎng)絡(luò);檢查SIM卡是否欠費(fèi)停機(jī);將天線外露與機(jī)箱;擦拭SIM卡和卡槽;檢查參數(shù)設(shè)置。
查看通訊模塊參數(shù)設(shè)置,用手提電腦、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換線連接設(shè)備,打開超級(jí)終端或串口調(diào)試軟件,把光標(biāo)移動(dòng)到超級(jí)終端窗口中,一直按住空格鍵,然后給設(shè)備加電,直到窗口出現(xiàn)正常提示,選擇正確的波特率和端口設(shè)置(波特率一般是57600 bps),即可查看參數(shù)設(shè)置。
4.5參數(shù)故障
按上述連接方法連接設(shè)備,檢查和設(shè)置參數(shù)。
主要有采集器參數(shù)和通信模塊參數(shù),兩個(gè)參數(shù)一般情況下不會(huì)變化,不用重新設(shè)置,只有在維修維護(hù)時(shí)造成的參數(shù)設(shè)置故障,或接收主機(jī)地址發(fā)生變化,有時(shí)設(shè)備死機(jī)也會(huì)造成參數(shù)變化,才能對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和修改。
采集器參數(shù)設(shè)置主要查看幾個(gè)觀測(cè)要素是否勾選上,查看、設(shè)置和修改系統(tǒng)時(shí)間參數(shù)。
通信模塊參數(shù)設(shè)置主要查看終端設(shè)置列表身份識(shí)別碼(SIM卡號(hào))和網(wǎng)絡(luò)通道設(shè)置表中幾個(gè)通道的DSC IP地址、DSC通訊端口等設(shè)置,可使用“?”命令查看設(shè)置命令進(jìn)行參數(shù)修改和設(shè)置。
同樣的故障現(xiàn)象,可能由不同的原因造成,要靈活地進(jìn)行分析。在實(shí)際工作中,要提高自動(dòng)氣象站的運(yùn)行質(zhì)量,必須加強(qiáng)自動(dòng)氣象站的運(yùn)行狀況的監(jiān)控,加強(qiáng)自動(dòng)氣象站的備件庫(kù)建設(shè),加強(qiáng)自動(dòng)站每年使用前的巡檢工作,由于區(qū)域站沒(méi)有上級(jí)檢定部門的檢定任務(wù),所以臺(tái)站自身的巡檢維護(hù)尤為重要,重點(diǎn)檢查太陽(yáng)能電池板、蓄電池、數(shù)據(jù)采集器及傳感器的性能和工作狀態(tài),并進(jìn)行必要的清洗、擦拭、部件軸承上油和標(biāo)校。
第一作者簡(jiǎn)介:姚君(1968-),男,黑龍江省寶清縣人,南京信息工程大學(xué),??粕こ處?
收稿日期:2016-1-1
文章編號(hào):1002-252X(2016)01-0031-02