氣象裝備保障競(jìng)賽及故障排除技巧分析

摘要：根據(jù)以往氣象裝備保障競(jìng)賽經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)氣象裝備故障排除方法和步驟，從競(jìng)賽準(zhǔn)備、競(jìng)賽過(guò)程和競(jìng)賽心理等方面著手，分析提煉出具有實(shí)際操作意義的設(shè)備安裝、運(yùn)行調(diào)試、故障診斷與排除等方面的技術(shù)要點(diǎn)。結(jié)果表明：心理狀態(tài)是取得氣象裝備保障競(jìng)賽成績(jī)的關(guān)鍵因素，操作技巧和速度是決定競(jìng)賽結(jié)果的必要條件。應(yīng)按照“先易后難”、“先軟件、后硬件”的順序進(jìn)行故障排除，在最少的時(shí)間內(nèi)排除盡量多的設(shè)備故障。

關(guān)鍵詞：氣象裝備;競(jìng)賽;故障排除

近年來(lái)，氣象裝備保障科目作為國(guó)家、省、市氣象行業(yè)職業(yè)技能競(jìng)賽中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，越來(lái)越受到各代表隊(duì)選手和競(jìng)賽組織者的重視，其存在競(jìng)賽時(shí)間短、單位時(shí)間分值高的特點(diǎn)。該競(jìng)賽項(xiàng)目的開(kāi)展，同時(shí)促進(jìn)了基層氣象臺(tái)站儀器裝備保障能力的提升。

氣象裝備保障競(jìng)賽內(nèi)容主要有設(shè)備安裝、運(yùn)行調(diào)試、故障診斷排除等環(huán)節(jié)，這些內(nèi)容要求在30分鐘之內(nèi)完成，必須合理安排時(shí)間，分秒必爭(zhēng)。競(jìng)賽賽場(chǎng)提供競(jìng)賽專(zhuān)用計(jì)算機(jī)和新型自動(dòng)氣象站（包括DZZ4和DZZ5兩種型號(hào)），每套新型自動(dòng)氣象站包含采集器、電源系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及壓、溫、濕、風(fēng)、雨、能見(jiàn)度等傳感器。近兩屆的全國(guó)氣象行業(yè)職業(yè)技能競(jìng)賽方案又新增加了DPZ1型綜合集成硬件控制器、DNQ1型前向散射式能見(jiàn)度儀等設(shè)備。競(jìng)賽設(shè)備逐漸增多，難度系數(shù)也不斷提高，因此選手的臨場(chǎng)發(fā)揮對(duì)于此項(xiàng)科目取得較好成績(jī)起到了決定性作用。一些氣象工作者對(duì)自動(dòng)氣象站故障和排除進(jìn)行過(guò)研究[1-3]，但是專(zhuān)門(mén)針對(duì)氣象裝備保障競(jìng)賽方面的研究較少。

本文結(jié)合作者以前的競(jìng)賽實(shí)踐和日常工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出了一些應(yīng)試方法和技巧，僅供各地參賽選手借鑒，并為日常裝備技術(shù)保障工作提供參考。

1競(jìng)賽準(zhǔn)備

1.1心理準(zhǔn)備

進(jìn)入考場(chǎng)前，要了解考場(chǎng)房屋朝向大體方位，明確南北方向。這樣一是有利于穩(wěn)定自己的情緒，二是在設(shè)備安裝環(huán)節(jié)能利用指北針迅速找到北的方位。

1.2工具準(zhǔn)備

進(jìn)入考場(chǎng)后，要大體看一下扳手、指北針、水平尺、萬(wàn)用表等工具擺放的位置、設(shè)備連接和通電狀態(tài)等情況，做到心中有數(shù)。

1.3試卷準(zhǔn)備

一般裝備技術(shù)保障競(jìng)賽正式開(kāi)始前會(huì)給2分鐘左右的時(shí)間讀題，在這期間迅速瀏覽試卷，對(duì)題目數(shù)量和難易程度有個(gè)大體了解，以掌握考試進(jìn)度和做題順序。一定要把姓名、參賽單位寫(xiě)在試卷相應(yīng)位置，以免遺漏而影響成績(jī)。

2設(shè)備安裝與運(yùn)行調(diào)試

2.1設(shè)備安裝

使用給定的工具完成設(shè)備安裝與檢查，包括傳感器接線(xiàn)、傳感器與防雷板連接、防雷板與采集器連接、綜合集成硬件控制器的連接、供電系統(tǒng)接線(xiàn)等。按照規(guī)定的高度、方向和水平要求正確完成通訊、氣溫、濕度、氣壓、雨量、風(fēng)速、風(fēng)向、能見(jiàn)度等設(shè)備安裝。安裝時(shí)要注意航空插頭的凹與凸、針與孔位置相對(duì)應(yīng)準(zhǔn)確，力求一次性緊固，各類(lèi)接線(xiàn)連接準(zhǔn)確，完成安裝后操作臺(tái)整潔美觀。這需要在日常訓(xùn)練時(shí)加強(qiáng)練習(xí)，增加熟練程度。

2.2設(shè)備運(yùn)行調(diào)試

使用地面綜合觀測(cè)業(yè)務(wù)軟件（ISOS）或串口調(diào)試軟件（SSCOM）進(jìn)行設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。包括：傳感器相關(guān)參數(shù)讀取和設(shè)置、采集器相關(guān)參數(shù)讀取和設(shè)置、能見(jiàn)度傳感器的應(yīng)用與維護(hù)、綜合集成硬件控制器設(shè)置與調(diào)試等。按照要求正確完成設(shè)備調(diào)試、參數(shù)配置和數(shù)據(jù)讀取。

調(diào)試時(shí)可將串口調(diào)試軟件（SSCOM）設(shè)置為定時(shí)發(fā)送，觀察收發(fā)燈是否正常交替閃爍。常用調(diào)試命令有：自檢AUTOCHECK、采樣SAMPLES（DZZ4）、采樣OBSAMPLEMAIN（DZZ5）、配置參數(shù)SENCO。

3故障診斷排除

要求正確使用工具，對(duì)自動(dòng)站故障進(jìn)行診斷，判定故障位置、分析故障原因并排除。

故障要素顯示及原因如下表。

配置參數(shù)設(shè)置錯(cuò)，主要是針對(duì)風(fēng)速和雨量。

按照上表給出的現(xiàn)象及原因，根據(jù)不同設(shè)備的特點(diǎn)進(jìn)行故障診斷和排除，簡(jiǎn)要步驟如下：

3.1通訊故障

①參數(shù)設(shè)置檢查：包括端口、波特率、校驗(yàn)位、停止位等;②光纖收（Rx）、發(fā)（Tx）是否正確連接;③檢查DIP撥碼：1應(yīng)位于“ON”，2、3、4應(yīng)位于“OFF”;④主檢查采集器與光電模塊之間收（Rx）、發(fā)（Tx）、地（G）是否連接正確;⑤檢查光電轉(zhuǎn)換模塊狀態(tài)：電源電壓（12V）、地線(xiàn)（G）是否正常，工作指示燈是否常亮;⑥檢查各網(wǎng)線(xiàn)指示燈是否正常閃爍。

3.2氣溫故障

①I(mǎi)SOS掛接檢查、檢查參數(shù)，常用命令：SENSTT0、QCPST0;②檢查四線(xiàn)制電阻線(xiàn)序：同端、異端是否互換（電阻法）;③檢查電阻接線(xiàn)端子：是否有短路、斷路;④傳感器故障：所有故障排除后仍不能恢復(fù)正常，判斷為傳感器故障，需更換傳感器。

3.3濕度故障

①I(mǎi)SOS掛接檢查、參數(shù)檢查，常用命令：SENSTU、QCPSU;②測(cè)量傳感器供電：電壓應(yīng)為12V左右，（黑色表筆測(cè)濕度G，紅色表筆濕度測(cè)電源+12V）;③測(cè)量傳感器輸出電壓：正常應(yīng)為0～1V;④信號(hào)線(xiàn)是否交叉互換;⑤測(cè)量傳感器接線(xiàn)端子：是否有短路、斷路;⑥傳感器故障：所有故障排除后仍不能恢復(fù)正常，判斷為傳感器故障，需更換傳感器。

3.4溫濕度同時(shí)故障

溫濕度同時(shí)缺測(cè)時(shí)一般考慮溫濕度公共部分—CAN總線(xiàn)故障，主要判斷步驟如下：①主采CAN-H線(xiàn)與溫濕分采的CAN-H線(xiàn)、主采CAN-L線(xiàn)與溫濕分采的CAN-L線(xiàn)：是否分別接通;②測(cè)量CAN-H線(xiàn)與CAN-L線(xiàn)：是否有短路、斷路或交換;③檢查主采、溫濕分采CAN-H線(xiàn)與CAN-L線(xiàn)是否接反;④測(cè)量主采、溫濕分采CAN總線(xiàn)端子：有無(wú)短路、短路。

還可以根據(jù)指示燈狀態(tài)大體觀察判斷。DZZ4型自動(dòng)氣象站的CAN線(xiàn)無(wú)論短路、斷路或交換時(shí)CAN-E燈都會(huì)閃爍。DZZ4型自動(dòng)氣象站的CAN線(xiàn)短路時(shí)Tx、Rx燈均不亮，CAN線(xiàn)斷路時(shí)Tx、Rx燈均常亮，CAN-H線(xiàn)與CAN-L線(xiàn)交換時(shí)Tx、Rx燈交替秒閃。

3.5氣壓故障

①I(mǎi)SOS掛接檢查、參數(shù)檢查，常用命令：SENSTP、QCPSP;②測(cè)量供電：電壓應(yīng)為12V左右;③檢查信號(hào)線(xiàn)序：Tx、Rx是否接反;④測(cè)量傳感器接線(xiàn)端子：是否有短路、斷路;⑤傳感器故障：所有故障排除后仍不能恢復(fù)正常，判斷為傳感器故障，需更換傳感器。

3.6雨量故障

①I(mǎi)SOS掛接檢查、參數(shù)檢查，常用命令：SENSTRAT、SENCORAT;②測(cè)量傳感器接線(xiàn)端子：是否有短路、斷路;③測(cè)量傳感器線(xiàn)纜：是否有短路、斷路;④檢查干簧管：是否有短路、斷路;⑤用電壓法檢查：因?yàn)橹鞑捎炅客娮詭?.5V左右的電壓，如果將傳感器接到主采后，開(kāi)機(jī)狀態(tài)下能測(cè)到3.5V左右的電壓，可以排除線(xiàn)路、端子故障。

3.7風(fēng)速故障

①I(mǎi)SOS掛接檢查、參數(shù)檢查，常用命令：SENSTWS、SENCOWS;②測(cè)量傳感器供電電壓：電壓應(yīng)為5V左右;③測(cè)量傳感器信號(hào)頻率：正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)頻率應(yīng)不為零，且隨風(fēng)速變化;④測(cè)量傳感器信號(hào)電壓：0～5V，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)在2～3V之間波動(dòng)。恒為5V可能是與電壓正短路，常為0V可能是與電源地短路;⑤測(cè)量傳感器接線(xiàn)端子：有無(wú)短路、斷路;⑥測(cè)量線(xiàn)纜，判斷通斷和短路：DZZ4傳感器端2、7、5孔對(duì)應(yīng)采集器端電源正、信號(hào)、電源地，DZZ5傳感器端1、3、2孔對(duì)應(yīng)采集器端電源正、信號(hào)、電源地;⑦傳感器故障：所有故障排除后仍不能恢復(fù)正常，判斷為傳感器故障，需更換傳感器。

3.8風(fēng)向故障

風(fēng)向信號(hào)由D6、D5、D4、D3、D2、D1、D0共7根線(xiàn)，風(fēng)向傳感器信號(hào)2.5V以下為低電平，格雷碼輸出0;2.5V以上為高電平，格雷碼輸出1。例如：DZZ4型自動(dòng)氣象站主采D6～D0自帶電壓為：0V、0V、0V、0V、0V、0V、0V，對(duì)應(yīng)格雷碼為：0000000，所有風(fēng)線(xiàn)纜不接情況下風(fēng)向?yàn)?°;DZZ5型自動(dòng)氣象站主采D6～D0自帶電壓為：5V、5V、5V、5V、5V、5V、0V，對(duì)應(yīng)格雷碼為：1111110，所有風(fēng)線(xiàn)纜不接情況下風(fēng)向?yàn)?36°。

如果發(fā)現(xiàn)風(fēng)向異常，一般故障診斷與排除步驟如下：

①I(mǎi)SOS掛接檢查、參數(shù)檢查，常用命令：SENSTWD。②檢查風(fēng)向供電：正常應(yīng)為5V左右。確定參數(shù)和供電正常的情況下，接下來(lái)排查D6和D5線(xiàn)路。

③驗(yàn)證四個(gè)方位：是否存在東南風(fēng)與西北風(fēng)位置互換、只輸出偏南風(fēng)（90°～270°）、只輸出偏北風(fēng)（270°～0°～90°）、只輸出偏西風(fēng)（180°～270°）、只輸出偏東風(fēng)（0°～180°）。④東南風(fēng)與西北風(fēng)輸出互換時(shí)，檢查D5、D6線(xiàn)纜是否有交叉。⑤只輸出偏S風(fēng)（90°～270°）時(shí)，說(shuō)明D5格雷碼恒為1，D5信號(hào)通道只采集到高電平。對(duì)于DZZ4型自動(dòng)氣象站來(lái)說(shuō)，D5線(xiàn)纜可能與風(fēng)向電源正（5V）短路;對(duì)于DZZ5型自動(dòng)氣象站來(lái)說(shuō)，D5線(xiàn)纜可能斷路或與電源正（5V）短路。⑥只輸出偏N風(fēng)（270°～0°～90°）：說(shuō)明D5格雷碼恒為0，D5信號(hào)通道只采集到低電平。對(duì)于DZZ4型自動(dòng)氣象站來(lái)說(shuō)D5線(xiàn)纜斷路或與電源地（G）短路;對(duì)于DZZ5型自動(dòng)氣象站來(lái)說(shuō)，D5線(xiàn)纜可能與風(fēng)向電源地（G）短路。⑦只輸出偏W風(fēng)（180°～270°）時(shí)，說(shuō)明D6格雷碼恒為1，D6信號(hào)通道只采集到高電平。對(duì)于DZZ4型自動(dòng)氣象站來(lái)說(shuō)，D6線(xiàn)纜可能與風(fēng)向電源正（5V）短路;對(duì)于DZZ5型自動(dòng)氣象站來(lái)說(shuō)，D6線(xiàn)纜可能斷路或與電源正（5V）短路。⑧只輸出偏E風(fēng)（0°～180°）時(shí)，說(shuō)明D6格雷碼恒為0，D6信號(hào)通道只采集到低電平。對(duì)于DZZ4型自動(dòng)氣象站來(lái)說(shuō)D6線(xiàn)纜斷路或與電源地（G）短路;對(duì)于DZZ5型自動(dòng)氣象站來(lái)說(shuō)，D6線(xiàn)纜可能與風(fēng)向電源地（G）短路。⑨測(cè)量端子：有無(wú)短路、或斷路。⑩傳感器故障：所有故障排除后仍不能恢復(fù)正常，判斷為傳感器故障，需更換傳感器。

風(fēng)向故障原因比較復(fù)雜，排除耗費(fèi)時(shí)間比較長(zhǎng)，一般應(yīng)留在最后排除。

3.9能見(jiàn)度故障

①I(mǎi)SOS掛接檢查、參數(shù)檢查。常用命令：SETCOMWAY、OPENCHANNEL1！、MES;②測(cè)量供電：正常應(yīng)為12V左右;③檢查T(mén)x、Rx信號(hào)線(xiàn)線(xiàn)序;④測(cè)量端子：有無(wú)短路或斷路;⑤檢查接收端、發(fā)射端：光路是否受遮擋。

4競(jìng)賽完畢

在所有故障排除后，相關(guān)要素應(yīng)能夠正常讀取顯示。如有時(shí)間，應(yīng)將工具整理收回原來(lái)位置，溫濕分采蓋板、雨量傳感器外筒。最后檢查姓名、單位是否寫(xiě)全或有無(wú)遺漏題未做。

考試完畢后，可詢(xún)問(wèn)裁判是否需要幫助將設(shè)備恢復(fù)到待考狀態(tài)。盡量不要提前交卷。

5總結(jié)與建議

（1）競(jìng)賽過(guò)程中要保持情緒穩(wěn)定、頭腦清醒，準(zhǔn)確把握考試節(jié)奏。

（2）對(duì)考官態(tài)度要好，如遇到設(shè)備問(wèn)題，在詢(xún)問(wèn)考官無(wú)果的情況下，可舉手示意考場(chǎng)巡視人員進(jìn)行求助。

（3）故障排除的時(shí)候按照“先易后難”、“先軟件、后硬件”的順序進(jìn)行，避免浪費(fèi)時(shí)間。

（4）故障現(xiàn)象描述要準(zhǔn)確，故障點(diǎn)要精確到最小可更換的元器件單元。

（5）故障排除步驟要盡量簡(jiǎn)要凝練，用最少的文字描述出故障排除工作的主要內(nèi)容。

（6）建議選手針對(duì)個(gè)人情況，總結(jié)適合自己的競(jìng)賽經(jīng)驗(yàn)和方法，在練習(xí)中不斷應(yīng)用和提升。

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作者簡(jiǎn)介：鄧運(yùn)超（1984-），男，河北肅寧人，工程師，理學(xué)學(xué)士，主要從事綜合氣象業(yè)務(wù)工作。