自動站故障分析方法和維修手段

張嘉文 白文明

（1.奈曼旗氣象局，內(nèi)蒙古 通遼 028300；2.通遼市氣象局，內(nèi)蒙古 通遼 028000）

自動氣象探測設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)和探測方式基本相同，通過對自動站結(jié)構(gòu)進行深入分析，配合相應(yīng)的檢測方法，可以快速判斷故障位置，進行排障工作。

1 建立分析框架

要想做好裝備保障工作，首先就要熟練掌握各類自動氣象站的組成結(jié)構(gòu)和工作原理，做到能整體分析，能拆解分析。根據(jù)各類自動氣象站相似結(jié)構(gòu)特點，本人以DZZ5型自動氣象站為例將自動站拆解成以下三部分：

1.1 供電鏈路

供電鏈路起始于室內(nèi)交流電插座（或區(qū)域自動站的太陽能板），最后到各用電設(shè)備。定義：供電起始端到各用電設(shè)備的過程稱為供電鏈路。

1.2 傳輸鏈路

各探測器（傳感器）根據(jù)探測氣象要素的變化生成感應(yīng)信號，通過傳輸線纜傳輸信號，最終到主采集器的氣象探測信號傳輸鏈路。定義：探測器將采集到的氣象要素信號傳輸至主采集器（有些設(shè)備只有采集器）的過程稱為傳輸鏈路。

1.3 通訊鏈路

采集器將采集到的數(shù)據(jù)進行處理，通過有線（光纖、線纜）、無線（GPRS模塊等）等方式進行數(shù)據(jù)傳輸，最終到達指定業(yè)務(wù)機的通訊過程，稱為通訊鏈路。通訊鏈路起始于主采集器（采集器），終止與業(yè)務(wù)主機的鏈路。

1.4 鏈路分解

將自動氣象站進行三條鏈路的拆解，分析每條鏈路出現(xiàn)問題可以導(dǎo)致哪些故障現(xiàn)象、或根據(jù)故障現(xiàn)象分析問題出現(xiàn)在哪條鏈路上。再將該鏈路上設(shè)備、線路進行檢測，能夠有效的根據(jù)故障現(xiàn)象，分析故障可能存在的原因，從而快速的鎖定故障位置，排除故障。

2 定點（結(jié)點）分段分析法

所謂定點（結(jié)點）分段分析法，就是將自動站每條鏈路上各組成設(shè)備看成是點（結(jié)點），每條鏈路的起始設(shè)備和終點設(shè)備看成是點，鏈路上起始設(shè)備至終點設(shè)備之間的跨接設(shè)備看成是結(jié)點，點（結(jié)點）與點（結(jié)點）之間通過線路連接，這樣就可以將每兩個點加上這兩個點之間的線路看成是一段。在分析出那條鏈路出現(xiàn)故障時，可以將這個鏈路通過此方法，逐段分析和測量，最終鎖定故障點，排除故障。

3 排查方法

文章總結(jié)了一看、二測量（物理測量）、三測試（軟件指令測試），三步排除法。

3.1 看

看，是看各氣象自動站都有指示燈，大體上均會出現(xiàn)在，采集器（含分采集器）、供電設(shè)備、通訊設(shè)備這幾個設(shè)備上。通過看這幾個設(shè)備上指示燈的狀態(tài)，就可以了解這些設(shè)備的運行狀態(tài)，查看設(shè)備運行是否正常。

要想通過“看”這個方法判斷故障，就要熟記這些設(shè)備上指示燈代表的意義和指示燈狀態(tài)對應(yīng)設(shè)備的工作狀態(tài)。

例如，HY3000主采集器，“RUN”指示燈代表的意義是主采集器運行狀態(tài)指示燈，正常的狀態(tài)是秒閃，說明主采集器運行正常。“RUN”指示燈是滅的狀態(tài)，那就要配合物理測量，查看供電是否正常，如果供電正常，可以通過替換法檢查主采集器是否故障。

3.2 物理測量

對于看不出來是否有問題的設(shè)備，我們就需要通過測量來判斷。但是不是所有設(shè)備都能通過測量來判斷的，那么對于物理測量來說，我們可以測量的有兩種，一是供電設(shè)備要想正常工作，電源是必不可少的，我們可以先測量設(shè)備工作電壓是否正常；二是測量信號有些傳感器輸出是模擬（電壓、電流、電阻）信號，或是脈沖信號，這些信號都是可以測量到的，所以在設(shè)備供電正常的情況下，針對這些設(shè)備我們就可以測量他們的輸出信號。

3.3 軟件測試

對于“看”不出來，“測不出來”的設(shè)備，我們就要對其進行軟件測試。測試主要還是針對一些智能傳感器，采集器，通訊模塊這樣的設(shè)備。測試手段主要是通過命令對其工作模式、工作狀態(tài)等信息進行測試，通過測試結(jié)果，分析、判斷故障原因。

4 舉例說明

4.1 風(fēng)要素故障排查

4.1.1 如何定點。以DZZ5自動站風(fēng)要素為例，風(fēng)向、風(fēng)速信號傳輸鏈路為，風(fēng)向、風(fēng)速傳感器通過通訊線匯聚到風(fēng)橫臂接線盒處，變成一根信號線通過航空插頭接入到主采集機箱風(fēng)接口，再經(jīng)過防雷板最終進入到主采集器風(fēng)向通道和風(fēng)速通道。

從圖可以看出，風(fēng)向、風(fēng)速可以看成是信號的起點，“接線盒”“主機箱風(fēng)借口”“通道防雷板”可以看成是結(jié)點（連接點），而主采集器則為風(fēng)信號傳輸終點。

而風(fēng)供電的起始點為主采集器，再經(jīng)“通道防雷板”“主機箱風(fēng)借口”“接線盒”這些結(jié)點，最終進入到風(fēng)向、風(fēng)速傳感器。

4.1.2 分段。正如上述闡述，每兩個點和點之間的信號線可以看成是一段，這樣就將一個傳輸鏈路或是供電鏈路分成了若干段，下面就可以分段進行測試、排查了。

4.1.3 分析方法。例如，當(dāng)風(fēng)要素出現(xiàn)問題時，我們可以首先在信號傳輸終點處測量風(fēng)信號是否正常。在主采集器風(fēng)信號輸入端測量，格雷碼或是頻率信號是否正常，如果正常則說明主采集器或是軟件存在問題，如果風(fēng)信號輸入異常，則有點在供電起點端測量其供電是否正常，若正常，在風(fēng)供電終點端（傳感器一側(cè)）測量供電是否正常，若不正常則往前每個供電結(jié)點進行測量查找故障。

4.2 土壤水分全站缺測

4.2.1 分析。所有要素缺測為總的東西故障，在分析鏈路時標出信號匯總點，逐一排查。

4.2.2 看?？梢酝ㄟ^“看”，看采集器指示燈是否正常，如果供電指示燈異常則檢查供電系統(tǒng)；如果通訊指示燈異常則檢查通訊設(shè)置、手機卡之類。

4.2.3 測量。物理測試通過測量點進行，比如供電測量點可以查看供電電壓是否正常，查找供電問題。

4.2.3 軟件測試。通過調(diào)試軟件查看參數(shù)配置等信息是否正常。

5 總結(jié)

通過將自動站分成 “供電鏈路”“信號傳輸鏈路”以及“通訊鏈路”，結(jié)合故障分析的三個方法，根據(jù)故障現(xiàn)象可以快速的對相應(yīng)鏈路進行排查，鎖定故障位置，排除故障。