水文自动测报系统遥测站的维护和维修

2011-03-20周庆东赵新勇陈明朗

黑龙江水利科技 2011年1期

周庆东，赵新勇，陈明朗

(辽宁省大伙房水库管理局，辽宁抚顺113007)

1 前言

水文自动测报系统是应用遥测、通信、计算机和网络等技术，完成测区内固定站点降雨量、水位和流量的观测。水文自动测报系统随着通信和各种技术的进步，目前基本上由3部分组成:遥测站(必须有)，中继站(距离较近系统可以没有)，中心站(必须有)和分中心站(可没有)。大伙房水库水文自动测报系统的通信以大伙房水库为中心，设西镰刀湾(448.0 m)，三块石(1 073.8 m)，烟筒山(814.6 m)、北大岭(555.9 m)、西大顶(745.9 m)5个中继站，遥测站含25个雨量站、6个水文站和3个水位站。系统采用230 MHz频段(水文专用频段)的超短波为主通信信道，公网GSM短信为辅助信道。以遥测站构成的遥测子系统与中心站的连接采用VHF/GSM/卫星组网信道，以计算机局域网及计算机系统构成的大伙房中心站子系统，在局域网内通过防汛会商决策系统实现与大坝监测系统的整合。大伙房中心站通过微波、GPRS信道传输数据，与辽宁省防汛办等系统通讯，构成高速数据传输广域网。

2 遥测站组成及工作方式

遥测站是组成水文自动测报系统的基本元素之一。遥测站通常由测量仪表、数据采集器和通信单元组成。根据遥测站的水文特征分为雨量遥测站、水位遥测站、水文遥测站(雨量+水文电报)、气象站等。根据系统通信方式不同，有VHF(超短波)/GSM(短信)/卫星组网信道，相应遥测站配备不同的通信单元。遥测站的核心是数据采集器，它完成对测量仪表的雨量、水位、水文、气象数据的采集、处理，并且按照程序设定的指令完成通信单元的上电、发射、掉电任务。遥测站详细组成见图1。

3 遥测站常见故障及维护维修

3.1 太阳能电源及充电模块故障

图1 水文自动测报系统遥测站组成框图

2008年汛期从中心站平台发现边外卜雨量站出现故障，到现场，打开仪器，先拔下ACS300－HTFS－RB上的太阳能充电模块ACS－SR充电插头，后拔下ACS300数据采集器底板ACS300－HTFS－RB上的蓄电池输入插头，首先用903－150n－b型数字万用表直流档检查13.8V/14AH的免维护蓄电池的电压和电流情况，发现电压只有9.8V，远低于系统中ACS300采集器VHF通讯终端ND889，无线调制解调器ACS－RFMO－M和GSM通讯终端的最低直流供电电压范围，进一步检查太阳能电池和太阳能充电模块ACS－SR，拔下太阳能充电模块ACS－SR输入插头，用万用表测量太阳能电池直流输出电压为18.8V，太阳能电池属正常范围，插上ACSSR输入插头，测量ACS－SR，发现输出直流电压为0V，换新的ACS－SR，测量ACS－SR输出电压14.9V，符合参考手册的范围，换上新的免维护蓄电池，插上ACS300－HTFS－RB上的蓄电池输入插头，然后插上太阳能充电模块ACS－SR充电插头，用ACS－LPDA重新设置正确的参数，进行模拟采集试验和通信终端发射试验，从中心站收到正确的遥测数据，遥测站恢复正常，故障排除，本站整个汛期没有出现故障。

2009年汛期从中心站平台发现红升雨量站连续3 d提示供电电压偏低在12V，部分定时信号丢失。到现场，打开仪器，先拔下ACS300－HTFS－RB上的太阳能充电模块ACS－SR充电插头，后拔下 ACS300数据采集器底板 ACS300－HTFS－RB上的蓄电池输入插头，首先用903－150n－b型数字万用表直流档检查13.8V/14AH的免维护蓄电池的电压和电流情况，发现电压只有11.8 V，进一步检查太阳能电池和太阳能充电模块ACS－SR，拔下太阳能充电模块ACS－SR输入插头，用万用表测量太阳能电池直流输出电压为18.3V，太阳能电池属正常范围，插上ACS－SR输入插头，测量ACS－SR，发现输出直流电压为14.4V，也属于正常范围，检查到蓄电池输入插头处插接线有些松动，用工具手捻拧紧螺丝，然后把电池插头插上，用ACS－LPDA重新设置正确的参数，进行模拟采集试验和通信终端发射试验，从中心站收到正确的遥测数据，遥测站恢复正常，返回，几天后，从中心站发现提示供电电压依然偏低在12V以下，再次到现场，怀疑由于本站免维护蓄电池已使用三年了，可能已到使用年限，换新的免维护蓄电池，检查电池供电电压在13.2V，采集数据，发射数据都正常，返回，本站整个汛期没有出现故障。

3.2 遥测仪表传感器故障

2007年汛期从中心站平台发现穆家雨量站数据不连续，出现混乱，检查中心站没问题，去现场检查遥测站。首先检查遥测站供电部分，一切正常。用ACS－LPDA重新设置正确的参数，进行模拟采集试验和通信终端发射试验，发现当进行遥测仪表翻斗式雨量传感器FDY－10的实验时，出现右侧翻转时数据不采集，将雨量模块ACS300－HTFS－T的接线互换，仍然出现同样的右侧翻转时数据不采集，更换FDY－10的双干式舌簧管，同样还是右侧不采集。更换新的雨量模块ACS300－HTFS－T，用ACS－LPDA重新设置正确的参数，进行模拟实验，一切正常，返回，打开模块ACS300－HTFS－T，检查电路，发现有个电解电容腐蚀，损坏。

2007年汛期从中心站平台发现占贝雨量站数据不连续，出现混乱。检查中心站没有问题，去现场检查遥测站。首先检查遥测站供电部分，一切正常。检查采集部分，发现进行遥测仪表翻斗式雨量传感器FDY－10的实验时，出现一侧翻转时数据不采集，检查连接线没问题，更换了雨量模块ACS300－HTFS－T，故障现象仍然没变。检查雨量计FDY－10，连接线没问题，当用万用表检查到双干式舌簧管的通断时发现常态时一通一断的干簧管变成了双通的状态，由于当时没有干簧管更换，对干簧管进行简单的敲打处理，恢复了常态一通一断的状态，重新实验，一切恢复正常。返回，本站整个讯期没有出现故障。

2008年汛期从中心站平台发现英额门雨量站出现降雨量比人工站偏小的问题，从接收数据来看某段时间来数是连续的，某段时间没有来数。去现场检查遥测站。打开翻斗式雨量计FDY－10时，发现翻斗注水试验不翻，检查翻斗轴由于过紧卡住了，调整轴向串动间隙，重新注水试验，恢复正常。

2009年汛期从中心站平台发现大伙房雨量站比同一位置的新泰河雨量站偏小很多的问题，大伙房雨量站采用的是0.1 mm分辨力的翻斗式雨量传感器，而新泰河雨量站采用的是1 mm分辨力的翻斗式雨量传感器，两者的承水口径大小不同，翻斗大小也不同，经检查发现大伙房雨量站的雨量传感器由于上下筒的过水孔比较小，发生了部分堵塞，使上承水桶的降雨不能按要求注入下筒的计量翻斗，造成采集数据的错误，清除堵塞物后，进行注水试验，两者数据相同。

3.3 ACS300数据采集器故障

2008年汛期从中心站平台发现新泰河雨量站出现红灯，去现场维修，先检查供电部分正常，用ACS－LPDA检查数据采集器采集数据正常，检查超短波发射机部分，发现采集数据没有进行发射，检查连接线发现ACS300数据采集器主模块ACS300－MAIN上第三个串行口COM3与无线调制解调器ACS－RFMO－M上DCE COM口上的RJ45插头松动，拔下重新插紧后，重新试验一切正常。

2008年冬天从中心站平台经常发现大伙房气象站数据接收不到。到现场检查，从法拉第筒拉出仪器小桶，打开仪器，发现ACS300数据采集器主模块ACS300－MAIN上红灯常亮，系统出现死机，数据不能正常采集，断电后重新上电后，复位重置系统模块和用ACS－LPDA重新设置正确的参数后，遥测站能够正常运行。