一次DZZ5型自動氣象站雷擊綜合故障實例分析與排除

陸霞 陳夢泉 王柱邦

摘 要：隨著自動氣象站的不斷建設和發(fā)展，觀測員的職能相應轉變，裝備保障、儀器維修維護等將是今后工作的重中之重。DZZ5型自動氣象站是一種新型自動氣象站，目前已在全國大部分省市投入業(yè)務運行，它是一種新投入使用的自動氣象站，觀測員必須了解其基本構造，也要懂得一些常見的簡易維護維修方法，才能為今后的裝備保障工作打下堅實基礎，確保新型儀器裝備正常運行。本文針對柳城縣2020年6月5日DZZ5型自動氣象站遭受雷擊的綜合故障進行分析與排除，并提出異常數據處理方法，為基層臺站業(yè)務人員在實際工作中提供參考。

關鍵詞：DZZ5型自動氣象站;雷擊事件;故障排除;異常數據處理

中圖分類號：P415.12文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）02-0156-03

Case Analysis and Elimination of a Comprehensive Lightning Stroke Fault of DZZ5 Automatic Weather Station

LU Xia CHEN Mengquan WANG Zhubang

（Liucheng County Weather Bureau，Liuzhou Guangxi 545299）

Abstract： With the continuous construction and development of automatic weather stations， the functions of observers will change accordingly， and equipment support and instrument maintenance will be the top priority of future work. DZZ5 automatic weather station is a new type of automatic weather station， which has been put into operation in most provinces and cities across the country， it is a newly put into use automatic weather station， observers must understand its basic structure， as well as some common simple maintenance methods， in order to lay a solid foundation for future equipment support work and ensure the normal operation of new instruments and equipment. This paper analyzed and eliminated the comprehensive fault of the DZZ5 automatic weather station being struck by lightning on June 5， 2020 in Liucheng County， and proposed an abnormal data processing method to provide reference for the basic station operator in actual work.

Keywords： DZZ5 automatic weather station;lightning accident;troubleshooting;abnormal data processing

DZZ5型自動氣象站是一種新型自動氣象站，它實現了云、能見度、天氣現象、固態(tài)降水、日照和輻射等要素的自動化綜合觀測，新增了集成程度更高的綜合集成硬件控制器[1-3]。要確保新型自動站正常運行，廣大基層綜合業(yè)務員需要掌握好自動站的使用知識和維護維修方法[4-5]。本文以柳城縣一次DZZ5型自動氣象站遭受雷擊出現的綜合故障為例，對綜合集成硬件控制器、采集器、地溫分采、能見度儀、光電式數字日照計的故障排除進行總結，為其他臺站處理類似故障提供參考。

1 天氣背景及雷擊事件

高空槽、低層切變線和地面冷空氣共同影響，2020年6月4日夜間開始，柳城縣出現了大范圍的暴雨到大暴雨天氣，局部出現特大暴雨，并伴有短時強雷暴、大風天氣。受強雷暴天氣影響，5日凌晨02：38，安裝在牛頭嶺上的雙套自動氣象站同時遭受雷擊，其中現用站綜合集成硬件控制器、主采集器、地溫分采、能見度儀和光電式數字日照計損壞，備份站地溫分采損壞。遭受雷擊后，現用站ISOS軟件顯示全部要素觀測數據缺測。

2 故障排查

2.1 綜合集成硬件控制器故障排查

因主采集器、能見度儀、光電式數字日照計和天氣現象儀分別獨立接入綜合集成硬件控制器（見圖1），而全要素數據均缺測，首先懷疑綜合集成硬件控制器至室內計算機的通信存在故障。在值班室用虛擬串口SMOPORT軟件連接綜合集成控制器，無數據返回，這可能是綜合集成硬件控制器或觀測設備故障引起的;然后，打開綜合集成控制器管理軟件，連接IP為10.163.148.25的綜合集成控制器，彈出登錄界面，說明網絡連接正常。最后，到現場查看綜合集成硬件控制器指燈和重啟綜合集成硬件控制器后，仍無數據返回，至此可診斷綜合集成硬件控制器端口出現故障，這就需要更換綜合集成控制器和重新設置參數。

第一步，首次連接設備前將計算機IP設置為192.168.1.x（x>1），原因是綜合集成硬件控制器通信控制模塊出廠初始化IP地址為192.168.1.1。

第二步，用網線將綜合集成硬件控制器與計算機連接，利用SMOPORT登錄并設置相應的串口信息，將COM15、COM17工作模式設置為485方式。SMOPORT出廠默認用戶名為SMOPORT，密碼為123456。

第三步，點擊“設備網絡信息”，實現網絡信息的查詢與更改，輸入需要的網絡配置信息。點擊“設置設備網絡參數”即可保存修改后的網絡信息至綜合硬件集成控制器內;重啟室內的通信轉換單元及室外的通信控制模塊;將計算機IP地址改回原地址。

2.2 主采集器故障排查

綜合集成硬件控制器正常的情況下，ISOS軟件仍無數據，首先判斷ISOS軟件的串口終端功能是否可連接主采集器，檢查無法連接，則通過串口調試助手調試，發(fā)送“ID”“OBSAMPLE MAIN”測試主采集器的工作運行狀態(tài)，無返回，需要現場切換直連通信線或重啟采集器，并更改ISOS掛接端口號，等待大約1 min后，仍無數據，至此判定主采集器損壞，更換主采集器并進行參數設置。需要注意的是，參數設置好后，要重啟采集器，可斷電重啟，也可輸入命令重啟。重啟采集器后，氣壓、氣溫、濕度、風向風速和雨量的觀測數據恢復正常，但地溫、能見度、日照仍然缺測，說明這些設備可能存在故障，需要進一步排查。

2.3 地溫分采故障排查

全部地溫觀測無數據，首先檢查業(yè)務軟件和采集器的相關參數設置（參數正確），然后讀取地溫分采實時觀測數據“OBSAMPLE EATH”，無數據返回，再排查分采集器的CAN通信（連接失?。?，則可判斷地溫分采集器的CAN通信已損壞，需要更換地溫分采集器。

2.4 能見度傳感器故障排查

經觀察，能見度采集器指示燈閃爍正常，經測量，能見度儀供電也正常，說明通信鏈路無故障。利用ISOS終端維護命令，輸入實時數據獲取指令OBSAMPLE MAIN，無能見度無數據返回，由此可判斷傳感器出現故障，人們需要更換傳感器。換好傳感器后，要在ISOS軟件“參數設置/觀測項目掛接設置”中正確掛接能見度傳感器和參數設置，在ISOS維護終端用命令（SENSTVI 1）啟用能見度儀，能見度觀測數據恢復正常。

2.5 光電式數字日照計故障排查

首先檢查ISOS軟件日照的串口號及串口參數（9 600，8，N，1）、數據傳輸方式、日期、時間設置，結果均正確;檢查日照計的航空插頭、接線，其均無松動;用萬用表逐級測量電壓，其都正常;利用串口調試助手（9 600，8，N，1），通過信號線的RS232直接向日照傳感器發(fā)送命令，日照傳感器無響應，說明日照傳感器故障，需要更換。

換好日照傳感器后，要在ISOS維護終端用命令重新設置傳感器經緯度、時間、海拔等。具體操作步驟如下。

第一步，進行區(qū)站號配置。

命令符：QZ

鍵入命令：QZ，59041↙

返回值：↙表示設置成功。

第二步，設置緯度。

命令符：LAT

鍵入命令：LAT，24.39.00↙

返回值：表示設置成功。

第三步，設置或讀取氣象觀測站的經度。

命令符：LONG

鍵入命令：LONG，109.15.00↙

返回值：表示設置成功。

第四步，進行日期時間設置。

命令符：DATETIME

鍵入命令：DATETIME，2020-06-05，12：34：00↙

返回值：↙表示設置成功。

第五步，讀取數據。

命令符：READDATA

返回值：正確返回：當前數據。

3 故障單填寫及異常數據處理

3.1 故障單填寫

登錄綜合氣象觀測運行監(jiān)控系統（ASOM平臺）進行故障單填報，包括維修過程和更換設備。維護結束后，及時關閉故障單。

3.2 異常數據處理

03：00、04：00正點數據全部用備份站數據代替，但瞬時風向風速、能見度、地溫0～320 cm、草面溫度做缺測處理;05：00正點的氣壓、氣溫用備份站數據代替，瞬時風向風速、能見度、地溫0～320 cm、草面溫度做缺測處理;06：00、07：00正點地溫0～320 cm做缺測處理;08：00-12：00能見度做缺測處理;日照5：00-12：00做缺測處理。當天日照時數做缺測處理;對MDOS提出的質疑信息按要求及時反饋并填寫元數附加信息一般備注。

4 DZZ5型自動氣象站故障預防應急措施

故障預防措施是非常重要的[6-7]，首先，要重視觀測場和值班室的防鼠工作，臺站發(fā)生的故障有很大一部分是鼠咬造成的。在觀測場、值班室以及檢查井中，凡是老鼠有可能進入的地方，必須用防鼠泥或者鋼絲球堵上。特別值得注意的是，觀測場的各個PVC進出線口、各個儀器基座（特別是風底座）的進出線口、地溝中各進出線口必須用鋼絲球或者防鼠泥堵上。如果有排水溝，觀測場地溝也要做好防鼠措施，用鋼網或者地漏等防護好排水管。另外，臺站備份機平時處于業(yè)務可用狀態(tài)，軟件的安裝和參數的設置要與主機一樣。若備份機端口有多個，要標記是哪個端口，以便跟參數設置中的端口號對應。啟動備份機時，應該注意設置好通信參數，特別是通信端口要正確，若時間緊，可以優(yōu)先把通信線直接連接好，優(yōu)先發(fā)送當時時次的數據，再復制MOI和SMO中的數據，還要記得重新卸載新時次的小時和分鐘數據，以保持數據完整。

5 結語

新型自動氣象站是一種自動化程度很高的電子設備，以弱電方式運行，具有對強雷電反應敏感的弱點，因此做好自動氣象站雷電防護措施是保障自動氣象站持續(xù)安全穩(wěn)定運行的前提之一。當新型自動站出現綜合故障時，依據站內的設備接線圖開展排查維修，熟練運用各類設備的維護命令，有助于快速找到故障位置并修復。充足的備件是保證自動氣象站持續(xù)穩(wěn)定運行的必要保障。隨著新型自動站的全面建設和應用，觀測員遇到的問題會越來越多，其在平時的工作中要按照規(guī)范的要求，做好儀器的保養(yǎng)維護工作，并且要了解一些常見故障的維護維修方法。在遇到故障時，要沉著冷靜，掌握好方法，綜合分析故障原因，判斷故障部位，及時解決故障，保障儀器設備的正常運轉。

參考文獻：

[1]中國氣象局氣象探測中心.新型自動氣象站實用手冊[M].北京：氣象出版社，2016：33-34.

[2]黃思源，劉鈞.新型自動氣象站觀測業(yè)務技術[M].北京：氣象出版社，2016：23-24.

[3]徐劍平，臧海光，趙程程.一次新型自動氣象站綜合故障的處理過程[J].氣象水文海洋儀器，2019（2）：114-116.

[4]謝允，楊足明，向力，等.自動氣象站雷擊故障診斷與防雷措施探討[J].氣象水文海洋儀器，2019（1）：105-108.

[5]許杰文，龔成龍，姜建萍，等.DPZ1綜合集成硬件控制器常見故障排查和處理[J].氣象水文海洋儀器，2018（2）：87-90.

[6]晁紅艷.DZZ5型自動氣象站常見故障的研判[J].青海氣象，2018（2）：51-54.

[7]巴晗寧，趙宇涵.淺談DZZ5型自動氣象站維護管理及故障處理[J].湖南農機，2019（6）：37-38.