DZZ5型自動氣象站系統(tǒng)常見故障淺談

董傳龍

摘 要：近年來，隨著新型自動站在基層臺站普遍推廣使用，需要全面提升業(yè)務(wù)人員的業(yè)務(wù)技術(shù)水平，切實掌握新型自動氣象站的使用、維護(hù)、維修等技術(shù)，更好地適應(yīng)新的氣象觀測業(yè)務(wù)技術(shù)發(fā)展要求[1]。本文從實際工作中的經(jīng)驗積累，總結(jié)了DZZ5新型自動站常見的故障和應(yīng)對措施，希望為基層氣象業(yè)務(wù)人員日常工作提供一些實質(zhì)性的指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：DZZ5型自動氣象站;系統(tǒng)概述;日常維護(hù)

1.DZZ5型自動氣象站結(jié)構(gòu)

該自動站的主要組成部分包括主采集器、外部總線、分采集器、傳感器和外圍設(shè)備幾個部分，按照集約化的設(shè)計思路，各部件和模塊間相互兼容。采集器間采用CAN總線數(shù)據(jù)傳輸，負(fù)責(zé)自動站所有數(shù)據(jù)的收集、存儲和分析計算。整個供電系統(tǒng)采用交流電轉(zhuǎn)+12VDC作為主電源，并配備蓄電池后備電源，為所有設(shè)備提供充足電能，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)。傳感器根據(jù)不同觀測需求配置，用來感應(yīng)測量相應(yīng)氣象要素。采用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)和外部總線等關(guān)鍵技術(shù)，整個自動站實現(xiàn)了對包括風(fēng)向、風(fēng)速、空氣溫度、降水、氣壓、地溫、草溫、淺層地溫的自動觀測和數(shù)據(jù)采集，并新增了深層地溫自動觀測項目。整個自動站結(jié)構(gòu)在功能、性能、通訊協(xié)議等多方面有明顯改進(jìn)，觀測人員要掌握其各個模塊的運(yùn)行原理，避免發(fā)生故障，影響觀測質(zhì)量。

2.常見故障及維護(hù)

2.1主、分采集器

排除采集器通訊故障、傳感器故障或安裝不到位等原因，采集器仍然不能正常工作的，判斷為主采集器或分采集故障。主采集器配置了2個狀態(tài)燈，其中RUN指示燈為系統(tǒng)指示燈，當(dāng)采集程序正常執(zhí)行后，RUN指示燈秒閃。當(dāng)CF卡正常讀寫時，CF卡指示燈長亮，當(dāng)CF卡不存在或者是CF卡空閑，CF卡燈不亮。

分采集器配置了3個狀態(tài)燈：其中第一個指示燈“SYS”，當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行后，“SYS”秒閃。第二個指示燈“CAN-T”，當(dāng)CAN收發(fā)器往外發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，此燈閃爍。第三個指示燈“CAN-R”，當(dāng)CAN收發(fā)器接收到數(shù)據(jù)的時候，此燈閃爍。在日常工作中，日出前日落后，交接班是巡視觀測場儀器，尤其要注意主、分采集器指示燈閃爍情況。主采集器RUN指示燈、分采集指示燈“SYS” 不正常，首先應(yīng)當(dāng)是萬用表測量采集器的供電是否正常。如果供電正常，在排查是否由于傳感器的故障造成采集器故障。通常情況下，如果主采集器的”RUN”指示燈秒閃，而分采CAN-R指示燈不閃爍，則請檢查CAN通信線纜是否接線正常。在系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的狀態(tài)下，把終端主通訊端口與計算機(jī)的RS232串口相連接，通過發(fā)送測試命令檢查系統(tǒng)以及各分子系統(tǒng)的工作運(yùn)行狀態(tài)。

2.2HM155型濕度傳感器、高精度溫度傳感器

溫濕度分采通過CAN總線與主采集器相連，使用高精度氣溫傳感器和濕敏電容傳感器。鉑電阻溫度傳感器是根據(jù)鉑電阻隨溫度的變化原理來測定溫度的，Pt-100鉑電阻的測量是使用4線制標(biāo)準(zhǔn)測量方式，并滿足PT385測溫標(biāo)準(zhǔn)，其計算公式為T=（ Rt-100）/0.385（T是溫度，Rt是鉑電阻電阻值），在供電正常情況下，可直接打開溫濕度分采接線盒來測量溫度傳感器電阻值，利用公式計算出溫度，與備份站進(jìn)行比較，并判斷溫度傳感器是否故障。如濕度數(shù)據(jù)出現(xiàn)異?；蛉睖y，首先檢查分采、濕度供電是否在之間。待確定供電正常后，測分采上對應(yīng)濕度傳感器的濕度信號輸出電壓是否在0～1之間，來判斷是否是濕度傳感器故障。

萬用表撥至電阻測量端，測量1、2兩端電阻值，應(yīng)為短路。如阻值過大（大于2Ω），則說明傳感器有故障。測量3、4兩端電阻值，應(yīng)為短路。如阻值過大（大于2Ω），則說明傳感器有故障。測量1、3或2、4兩端電阻值，應(yīng)為100Ω左右，如有短路或阻值過大（大于125Ω）、過?。ㄐ∮?0Ω）都說明傳感器有故障。

2.3 SL3-1雙翻斗雨量傳感器

若雨量偏小，檢查雨量傳感器承水口、內(nèi)部漏斗及各個翻斗是否有異物堆積;用雨量區(qū)域自動站雨量校準(zhǔn)儀測試經(jīng)過大雨量、小雨強(qiáng)測試超差±4%，需更換雨量傳感器。

若無雨量，將雨量傳感器承水桶拆下，主采集器的雨量線航空頭拆下，使用萬用表撥至通斷測量通道，紅、黑表筆分別接觸雨量傳感器紅、黑接線柱的金屬部分，翻動計數(shù)翻斗，每翻到中間位置萬用表有導(dǎo)通響聲為正常，若無，說明傳感器故障，需更換雨量傳感器。

2.4 EL15-2C風(fēng)向、EL15-1C風(fēng)速傳感器

對于EL15-1C風(fēng)速傳感器，風(fēng)速值有誤，將萬用表撥至直流20V檔，拔下HY3000采集器I2通道插頭，測量插頭與GND兩端電壓值。若風(fēng)速傳感器正在轉(zhuǎn)動，測得電壓在0.7―3.8V左右，則說明傳感器工作正常;若傳感器完全靜止，測得電壓為0.7V左右或3.8V左右，亦說明傳感器工作正常。

若測量電壓值為0，則說明傳感器損壞或連接傳感器的通信線路故障，更換可靠的傳感器備件后看信號是否恢復(fù)正常。接著若能確定通信線路正?？膳袛酁轱L(fēng)速傳感器故障。

2.5 PTB210氣壓傳感器

首先檢測氣壓傳感器12V供電受否正常，用萬用表測粉、藍(lán)色線兩端電壓。若供電正常，可將利用串口調(diào)試工具將氣壓傳感器接入筆記本電腦，通過發(fā)送命令，查看傳感器的工作狀態(tài)，若無數(shù)據(jù)返回，說明傳感器故障。對于此類型氣壓傳感器，工作模式應(yīng)設(shè)定為“AIRPTYPE 4”。

2.6 HY-V35前向散射式能見度傳感器

對于HY-V35前向散射式能見度傳感器的故障，首先應(yīng)檢測能見度傳感器供電正常與否，確認(rèn)供電正常后再檢測能見度傳感器正常與否，確認(rèn)傳感器無故障后，就應(yīng)確認(rèn)采集器通道是否正常。確認(rèn)通道無故障后，然后確認(rèn)HY3000數(shù)據(jù)采集器是否正常。通常情況下能見度傳感器故障只有排除了這三種情況，輸出就應(yīng)處于正常。HY-V35前向散射式能見度傳感器的工作模式應(yīng)選擇為“VISITYPE 0”。

若供電正常，可將利用串口調(diào)試工具將能見度傳感器接入筆記本電腦，通過發(fā)送命令“STA”，顯示能見度狀態(tài)所有顯示項沒有（*）代表正常，反之為故障，需更換能見度傳感器。

2.7 電源系統(tǒng)維護(hù)

電源為整套自動氣象站提供電力供應(yīng)。不間斷電源所采用的電池為鉛酸免維護(hù)電池，電解液的消耗量非常小，在使用壽命內(nèi)基本不需要補(bǔ)充蒸餾水，需要做的就是每月完全放電1次以延長電池使用壽命。定期清理太陽能板表面上的塵土和雜物，并檢查太陽能板連接線及地線接觸是否良好。每年定期檢查電纜是否損傷、老化以及電纜與傳感器及采集器連接是否有松動現(xiàn)象。

2.8 通訊系統(tǒng)維護(hù)

通訊系統(tǒng)是整個綜合氣象業(yè)務(wù)中的重中之重，通訊出現(xiàn)故障會影響軟件對數(shù)據(jù)的卸載和報文的上傳。定期檢查光纜線路是否有裸露、彎折等情況，檢查光線模塊是否處在高溫的環(huán)境下。做好防雷措施，防止雷擊損壞通訊設(shè)備。定時重啟路由器和交換機(jī)。

3.結(jié)論

隨著新型自動站的不斷投入使用，自動氣象站的儀器故障也相繼增多，需要業(yè)務(wù)人員加強(qiáng)對儀器的日常維護(hù)，定期清潔儀器、檢查接線處與端口是否有松動和破損等。出現(xiàn)故障時要冷靜分析，采取最有效的處理方法快速解決故障。同時要不斷總結(jié)經(jīng)驗，才能提高自動站的維修效率，保證自動站的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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