新型前向散射儀FS11在Avimet系統(tǒng)中的故障診斷與分析

陸榮

摘 要：隨著自動觀測系統(tǒng)中傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，芬蘭Vaisala公司制造的新型前向散射儀FS11正逐步取代原有的FD12，作為大氣透射儀的主要備份設(shè)備，以其測量穩(wěn)定等多項技術(shù)優(yōu)勢，在新一代Avimet系統(tǒng)中扮演越來越重要的角色。該文從一例實際故障的診斷分析出發(fā)，通過故障認識設(shè)備、了解設(shè)備，最終拓展總結(jié)出包含MCU111的Avimet系統(tǒng)下一種故障診斷方法。

關(guān)鍵詞：FS11 Avimet MCU111 故障診斷

中圖分類號：V37 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）09（a）-0092-02

目前，國內(nèi)不少機場的自動氣象觀測系統(tǒng)配備了芬蘭Vaisala公司的Avimet系統(tǒng)，該系統(tǒng)創(chuàng)新使用了中央數(shù)據(jù)采集（通信）單元MCU111，室外傳感器配備了新型傳感器FS11以提供能見度數(shù)據(jù)。下文將通過在這個系統(tǒng)中一個具體故障的處理過程進而分析新型前向散射儀FS11在Avimet系統(tǒng)中的故障診斷方法。

1 故障重現(xiàn)

某日某機場自動觀測系統(tǒng)的某點能見度數(shù)據(jù)突然丟失，經(jīng)當(dāng)日值班員檢查確定，該點傳感器無法通過系統(tǒng)自帶軟件sensor terminal連接，同時查看機房內(nèi)MCU111對應(yīng)位置收發(fā)燈非正常閃爍。

2 對應(yīng)設(shè)備簡介

2.1 MUC111

中央通信單元包含下列部件（見圖1）。

（1）16口端口服務(wù)器；（2）配置DMX501（調(diào)制解調(diào)板）及DSI485模塊（燈光接口用）；（3）若干可配置串口輸出；（4）用于安插調(diào)制解調(diào)板的母板（可配置）。

MCU111的外殼正面可看到其所對應(yīng)的每個傳感器的載波燈及收發(fā)燈情況。

2.2 FS11

FS11的測量原理與原有的前向散射儀FD12類似，即通過測量成42°角散射的發(fā)射機和接收機之間的紅外光強度，來評估氣象光學(xué)范圍能見度（MOR）。再經(jīng)過對信號性質(zhì)的仔細分析后，將散射測量轉(zhuǎn)化為能見度。概況圖如圖2所示。

圖2中：①為測量單元，包含光學(xué)部件（發(fā)射機和接收機）以及測量單元。②為接口單元，包含通信CPU（主CPU），供電及通信組件。③為易折桿。

這里需要指出：該設(shè)備的調(diào)制解調(diào)器的位置處于設(shè)備內(nèi)部的主CPU上。

3 故障分析及診斷

（1）此例中該點設(shè)備無數(shù)據(jù)，常理來說，故障的判斷需要“由內(nèi)而外”，先排查內(nèi)場包括主處理器CDU、MCU111的故障。

結(jié)果：CDU對應(yīng)端口工作正常，MCU111表面上正常（LED燈等均正常），因該MCU111集成度較高，涉及該跑道上的其他自觀數(shù)據(jù)，故未采用重啟該設(shè)備的措施。

（2）至現(xiàn)場后，針對該設(shè)備，設(shè)想先從本地來讀取測量數(shù)據(jù)，以診斷測量、采集部分功能是否正常。打開線路后，輸入命令SET MESSAGE PORT MAINTENANCE。結(jié)果，從輸出來看，一切設(shè)備狀態(tài)及測量數(shù)據(jù)均正常。

（3）至此，考慮調(diào)制解調(diào)板DMX501或線路故障。因身處外場，先行更換了一塊DMX501。不幸的是，更換無效。因該調(diào)制解調(diào)板安裝在主處理單元上，故為確保本地一切正常，在備件充足的情況下，同時更換了該處理單元。通過上述步驟后，內(nèi)場CDU處仍然未接收到數(shù)據(jù)。故再次確認，內(nèi)場的DMX501，MCU111亦或傳輸鏈路可能存在故障。

（4）內(nèi)場的檢查。

采用DXL421（Vaisala公司的另一種調(diào)制解調(diào)器）直接將MODEM信號接至筆記本電腦的方法測試線路及數(shù)據(jù)。在這一方法的實際操作過程中，需要注意設(shè)置該調(diào)制解調(diào)器的波特率、主被叫開關(guān)及正確的電源配置。相關(guān)的波特率可以參考TS16中的參數(shù)，主被叫關(guān)系則可以通過sensor terminal從MCU111主板上取得。

檢查結(jié)果：外場數(shù)據(jù)傳送正常。由此可以推斷，是MCU111端口出現(xiàn)了故障。

4 故障的排除

（1）MCU111的配置。

通過串口線可以對MCU111進行配置。首先連接后可見如圖3所示。

在open打開線路后，使用相應(yīng)的命令對逐塊調(diào)制解調(diào)器進行設(shè)置。提示，該硬件具備命令的提示功能，將大大方便操作者對其進行設(shè)置。

（2）此處我們先采用重啟的方法嘗試恢復(fù)，重啟后恢復(fù)。注意如果重啟無效，則需要用上述方法對其進行配置后方可投入使用。

5 結(jié)論

（1）理清系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，逐步排摸故障。故障的處理不可一蹴而就，而對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及傳感器的良好認知是解決故障的萬能鑰匙，通過細致分析，巧用方法，解決故障便是水到渠成之事。

（2）充分利用手中設(shè)備。此例中，對現(xiàn)有DXL421的充分利用很好地確認了故障節(jié)點，機務(wù)員應(yīng)觸類旁通，在今后的故障處理過程中，巧妙利用現(xiàn)有設(shè)施設(shè)備，快速排查故障節(jié)點，迅速解決故障。

（3）MCU111的局限性。雖然MCU111是解決在模擬線路傳輸?shù)那闆r下，內(nèi)場調(diào)制解調(diào)器線路過多、分布復(fù)雜的種種不利因素，但由于其過高的集成度，導(dǎo)致了數(shù)據(jù)從外場傳入后便同氣連枝、牽一發(fā)動全身。此例中，如果沒有牽涉其他數(shù)據(jù)，機務(wù)員可能在故障伊始便嘗試在內(nèi)場重啟MCU111，那么后續(xù)的工作便可大大省略了。

由此，筆者認為可以嘗試改善現(xiàn)有的狀況，將MCU111中DMX501從MCB中“解放”出來，直接采用DXL421接受外場數(shù)據(jù)，原MCU111中的其他部件保留使用，如此一來，便可在一定程度上解決這一問題。

參考文獻

[1] M010087en-A Vaisala Visibility Sensor FS11 USER'S GUIDE[Z].

[2] M210521EN-BMidas Communication UnitMCU111USER'S GUIDE[Z].2005.