浅谈兴安盟地区DZZ5新型自动气象站维修

张晓磊 高红霞 萨日娜

摘 要：气象观测是气象工作的基础，气象装备技术保障工作是气象观测系统正常运行的保证。兴安盟地区自2012年底逐渐安装华云公司生产的DZZ5新型自动气象站，对新型站的维修要掌握其系统结构设计与原理，利用万用表使用检测和替换的方法可以方便、简单的判断故障部位，快速解决故障。

关键词：DZZ5型自动气象站；维修；故障

现代气象业务对综合气象观测提出了更高的要求，而第一代自动气象站在观测能力上存在着严重不足，同时技术落后，功能规格不统一，致使型号繁多，对气象业务发展提供了很多的不足。目前快速发展的电子科技技术，现已开发出具备多功能、全要素、统一型号的第二代新型自动气象站。新型自动气象站是按照统一标准、统一功能、统一结构、统一方法、统一规范的设计思路，做到各部件或模块互换的自适应，形成统一型号的第二代自动气象站，达到满足现有气象观测站的气候观测、天气观测和区域观测业务的需要[1]。自2012年底兴安盟气象局陆续5个局站安装北京华云公司的DZZ5新型气象站，实现双套站同时运行、互为备份，对各个局站的地面观测业务质量有了很大的提升。

1 DZZ5新型自动气象站结构设计与原理

DZZ5新型自动气象站采用了当今成熟的、稳定的、先进的电子测量、数据传输和控制系统技术，设计基于现代总线技术和嵌入式系统技术构建的自动气象站，满足地面气象观测全要素自动观测。

DZZ5新型自动气象站实现了到高精度、高稳定、易维护、低功耗、易扩展和实时远程监控的能力。整套系统按照“主采集器+外部总线+分采集器+传感器+外围设备”的结构设计，对主/分采集器、总线结构、传感器、外围设备、软件、现场标校设备的各个部分，从功能、结构、通讯协议、数据采集、数据计算处理、数据存储、数据质量控制、数据传输、电气接口标准、生产工艺全面进行规定[2]。

新型自动气象站的主采集器是整个系统的核心控制单元集。整个的系统控制流程、数据处理处理全部主采集器负责完成。分采集器中主要是按照能够规定时序，完成对相关气象要素的数据采集处理，并通过CAN总线把观测数据传送到主采集器中。

2 常见故障及维修方法

故障分析和判断使用替代和测量方法。依据电路原理图，进行逻辑分析，确定故障部位。用好的组件替代坏的组件，故障现象消失，则说明分析判断正确。还可用万用表测量关键测试点电信号参数，判断出可能出现故障的组件[3]。一般线缆损毁会造成短路或开路，可以使用万用表通断档测试来判断，若线缆损毁一般直接更换相应线缆。防雷板的故障不好判断，这时可跳过防雷通道将两端接线直接连接，如果故障消失则可确认是防雷板故障；如果确认故障在防雷板，则检查其各个通道分别有无对地短路或两端开路，及相邻通道间有无短路；如果确认某个通道有问题，则将此通道连接的线缆移至空余通道，或者更换防雷板。

2.1 DZZ5气象站无数据显示

地面测报业务软件无法显示气象要素数据，基本上为自动站供电故障或者通讯故障。查看自动站供电系统，整个系统的供电由交流电转+12VDC作为主电源，配蓄电池作为后备电源。可以查看采集器工作状态示灯来判断采集器工作是否正常，主采集器配置了两个状态灯，其中：一个灯“UN”，为系统运行指示灯，当采集程序正常执行后，“RUN”指示灯秒闪；第二个灯“CF”，为CF卡的状态灯，CF卡读写正常，此灯长亮，当CF卡不存在或者是CF卡空闲，CF卡灯常灭状态。若“RUN”指示灯不良则采集器没有供电，首先查看刀片开关正常闭合，保险管是否正常，若保险管损毁，保险管旁上指示灯会亮，保险管正常则指示灯不亮。还可能由于自动站的交流供电长期不稳定会导致空气开关关闭而使用蓄电池供电时间过长而馈电，这时需详细检查维护自动站的交流供电线路、蓄电池电压后再打开空气开关，查看电源控制器的直流充电线路是否正常，蓄电池是否能充电，若不正常更换相应设备直到供电正常为止。

本地区的新型自动站通讯长线部分为主采集器、微机端各有一台 MOXA的TCF-142-M系列光纤/RS232转换器及光纤和交叉线组成，如图1。光纤转换器有PWR、TX、RX信号指示灯，PWR为电源指示灯，TX为发送数据指示灯，RX为接受数据指示灯。正常状态下，PWR常亮，业务软件传输数据时微机端光纤转换器TX先闪RX再亮，主采集器端光纤转换器RX先亮TX再亮。通讯故障主要有微机串口、光纤转换器、光纤、主采集器通讯端口、交叉线几部分故障。这些元件首先做简单分析处最可能故障点，用替换法解决。排除微机串口故障，更换一台计算机后看是否数据恢复，若恢复为计算机串口故障。其余也都是更换后查看数据是否恢复从而查找出故障部分。

例如，阿尔山市气象局打雷后数据缺失，检查微机端光纤转换器TX与主采集器段RX指示灯正常闪烁，而主采集器端TX指示灯不能闪烁，判断故障点可能为主采集器，替换主采集器后恢复数据。

2.2 温湿度故障

温湿度测量出现故障要依次检查温湿度接线盒、防雷板、采集器各接线，看看是否有虚接的现象，另外要检查屏蔽线是否接好。采集器断电测量温度传感器，使用万用表温湿度接线盒1-4端测量传感器的电阻值测量传感器1、3（或2、3，2、4，1、4）间的电阻值R与1、2（或3、4）的电阻值r，根据地温T=（R-r-100）/0.385（℃）算出一个气温值，如其与备份站气温示值相等或接近，说明温度传感器正常，反则更换温度传感器。

测量湿度传感器故障，要自动站供电检测，逐次测量防雷板端、温湿度接线盒处湿度供电是否为12V左右，若供电正常则测量湿度输出电压信号，湿度输出电压信号与湿度值成正比0～100%RH等于0～1VDC，在利用備份站湿度值对比确定湿度传感器是否损坏。若传感器正常则判断采集器、防雷板是否正常。另外可以利用测报软件的维护终端，使用“SAMPLET0”，“SAMPLEU”命令查询气温、湿度分钟采样值判断传感器、通讯线缆、采集器的正常与否。

2.3 地温测量值故障

地温传感器线缆直接传输到地温分采集器，分采按照规定的顺序分别对各地温传感器的信号进行采集，再经过CAN总线传输到主采集器。

地温故障主要有个别地温数值异常和全部数据缺测两种故障。个别地温故障则直接换用备件，若故障消失则传感器损毁，若数据依旧不正常则更换地温分采。若全部地温数据缺测，则先检查采集器的指示灯，地温分采集器工作正常时SYS灯秒闪CAN-R灯闪的快CAN-T灯闪的慢，指示灯不正常则检查电源和CAN总线线缆，若线缆正常则需更换分采。地温分采可以使用其调式串口来诊断，但还无法判断CAN传输是否正常，所以地温故障使用替换法比较快捷。

2.4 气压、风测量值故障

DZZ5新型站气压传感器是只能传感器，直接测量产生气压值传输给主采集器，连接在主采集器的RS232-5通道，由主采集器供电。气压值偏差或缺测，先检查静压管是否连接完好，传感器气嘴口是否通畅。若以上正常，更换气压传感器若故障消失则传感器故障，若数据还是异常则采集器故障更换采集器。

风向、风速数值异常则检查风线及各接线处是否有断裂损坏处，然后使用替换传感器、采集器方法查找故障即可。

3 结束语

随着DZZ5型自动气象站安装使用，自动气象站的故障也会不断产生，故障的判断和处理也相对复杂。这就需要保障人员掌握故障判断和处理的基本思路和一些常规技巧，不断积累经验，快速解决出现的故障，同时要分析和查找故障的原因，做好气象站的日常维护，防患于未然，以减少自动站故障出现的几率，确保自动站的正常运行。

参考文献

[1]陈冬冬，杨志彪，施丽娟，等.新型自动气象站结构特点及其优越性[J].气象水文海洋仪器，2011，28（4）：93-99.

[2]中国华云.DZZ5型自动站用户指南及系统说明书[Z].中国华云技术开发公司研发中心，2012.

[3]陈征，李崇福，白水成，等.气象装备技术保障手册—自动气象站[M].北京：气象出版社，2011.