自动气象站指示灯在日常维护中的应用

刘新彦+孙小丽

摘 要：该文以济阳县气象局DZZ4型自动气象站为基础，分别详细介绍了电源类、工作状态类、通信状态类指示灯的作用，汇总了各种指示灯状态所反映的设备工作状况。电源类都是绿色，常亮表示电源正常。工作状态类的都是红色，常亮表示工作正常；但地温分采红色秒闪表示正常，气压绿色常亮表示正常。通信状态的都是绿色，秒闪表示工作正常，亮红灯必有故障。日常维护中利用指示灯的闪烁规律第一时间从视觉观察上快捷定位故障点，从而提高故障判断排查的时效，将故障排除时间尽可能缩短，为气象要素数据的及时性、完整性、连续性提供必要的保障。

关键词：自动气象站；指示灯；维护应用

中图分类号 P415.12 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）20-0094-03

目前普遍使用的DZZ4型自动气象站（以下简称自动站）采用成熟的、稳定的、先进的电子测量、数据传输和控制系统技术而设计，具有高可靠性、高准确性、易维护、易扩展等特点。随着自动站的大规模投入运行，自动站的日常运维工作显得尤其重要。为了更快速有效的做好自动站的日常维护工作，保障地面气象观测工作质量。本文总结日常的运维经验，利用视觉上对指示灯闪烁规律的判断对自动站各个模块的运行状态和故障予以判断和定位，切实体现自动站“易维护”的特点。

1 自动站系统结构

自动站是按照统一的标准、功能、结构和规范的设计思路，专门设计、研发的多功能综合气象观测系统。在结构设计上采用“积木式”结构和CAN总线技术，利用双绞线互联主采集器和各个分采集器。由传感器、主采集器、分采集器和外围设备等若干模块构成[1]。每个模块基本上都设计了指示灯，用以指示设备运行状态。

2 指示灯功能分析和应用

2.1 供电系统 供电系统是自动站稳定运行的前提，涉及到电源的有主采集器、称重降水传感器、能见度传感器等几个模块。直流输出模块正常工作状态时DC、ON指示灯为常亮绿色，否则可以判断故障点在直流输出模块到上游交流供电系统之间。蓄电池直流指示灯呈现常亮绿色状态表示蓄电池本身工作正常，否则就需要对蓄电池进行排查[2]。首先注意蓄电量和电压[3]，电压过低会造成气压等要素的缺测，需要及时充电或者更换蓄电池。直流防雷模块正常工作状态时指示灯常亮绿色，如果熄灭或者亮红色则表示防雷模块失效，需要更换。日常工作中利用指示灯维护供电系统如图1所示。

2.2 主采集器 主采集器是自动站的中枢单元，面板上有2个红色指示灯。左侧是主采集器运行状态指示灯RUN，RUN灯用以下几种闪烁方式来反映主采集器的工作状态。

（1）常亮，表示主采加电启动，大约有50s左右。

（2）1/4秒闪（0.25s亮、0.25s暗），表示进入程序启动状态，需要15s左右。

（3）3次快闪（闪3次，停1s），表示主采已检测到插入的CF卡，正在进行加载。

（4）2次快闪（闪2次，停1s），表示CF卡加载成功，此过程需要大约2min。

（5）秒闪（1s亮、1s暗），表示自动站已经正常运行。

（6）4次快闪（闪4次，停1s），表示CF没有插好或者故障，需要重新拔插或者更换CF卡。

（7）快闪（0.1s亮、0.1s暗）表示程序停止运行，一般出现在系统维护的情况下，否则说明系统故障。

主采集器正常工作时RUN灯为秒闪状态，否则就需要分别排查。已经插入CF卡的主采集器初次加电RUN灯按照（1）（2）（3）（4）（5）的顺序闪烁，没有插入CF卡则按照（1）（2）（5）的顺序闪烁。如果RUN灯不亮或者闪烁异常，则表明供电或者采集器故障，需要进一步排查。RUN灯半明半暗说明主采集器供电电压偏低，需要调节直流供电模块电压调节旋钮，保证直流供电电压在13.8V左右。非系统维护的情况下RUN灯长时间快闪说明CF卡没有插好或者故障，需要重新拔插或者更换CF卡。面板右侧是CF卡指示灯，平时保持熄灭状态表示CF空闲或者不在位。只有采集器对空闲的CF卡进行读写操作时才会点亮，如果一直不亮或者常亮说明CF故障。CF卡指示灯点亮期间不宜拔插CF卡，以免丢失数据或者损坏CF卡。日常工作中利用指示灯维护主采集器系统如图2所示。

2.3 地温分采集器 地温分采集器从左到右有4个指示灯。最左侧是该采集器运行指示灯，秒闪（1s亮、1s暗）红灯表示工作状态正常，否则表示供电或者分采器故障。COM灯是串口通信指示灯，平时是熄灭状态，只有通过RS232通信线缆通信时才点亮。右侧CANE是CAN通信错误指示灯，正常工作是熄灭状态，点亮红色表示通信故障。CANR灯是CAN通信运行指示灯，采集器初始化后开始连接CAN总线，期间绿色CANR灯每秒闪烁1次，正常运行后保持常亮状态。如果CANR灯长时间闪烁表示CAN总线或者地温分采器有故障，可以按照以下步骤进行排查：

（1）CAN总线电缆连接是否完好，线缆有没有断路、短路的现象。

（2）CAN总线终端匹配电阻（120Ω）阻值是否正确，有没有安装或者是否正确安装在总线终端。

（3）分采集器或主采集器的CAN通信防雷组件是否受到冲击失效。

（4）分采集器或主采集器的CAN通信信道损坏，需更换采集器。

（5）传感器正常的前提下，计算机连接分采集器调试端口，发送samples命令如果有数据正常返回说明分采集器正常，否则需要更换分采集器。

日常工作中利用指示灯维护地温分采器系统如图3所示。

2.4 温湿度智能传感器 温湿度智能传感器面板上从左到右有3个指示灯。最左侧是红色运行指示灯，正常工作状态是常亮。然后依次是绿色CANR通信运行指示灯和红色CANE通信故障指示灯，这2个指示灯工作状态及故障排查同地温分采集器。

2.5 气压传感器 气压传感器只有1个绿色运行指示灯，在面板一侧中间位置，正常状态保持绿色长亮。气压数据状态和控制信息通过光纤转化器传输到业务软件终端。光纤转化器是成对出现的，有3个指示灯。PWR灯是电源指示灯，正常状态下保持红色常亮状态。浅绿色的Tx灯和黄绿色Rx灯分别表示发送和接收光口的工作状态，平时二者是熄灭状态。每分钟有数据传输时Tx灯Rx灯会有短暂闪烁，数据量越大闪烁频率越高。因为光纤转换器只用一对尾纤，所以当收发光口指示灯异常时只需调整一下任意一端的尾纤收发顺序，如果仍旧长时间异常则表示光路故障，需要更换尾纤或者光纤转换器。日常工作中利用指示灯维护气压传感器系统如图4所示。

3 小结

自动站各个模块指示灯从颜色上主要分为绿色和红色。从功能上大致分为电源类、工作状态类和通信状态类。

（1）电源类都是绿色，常亮表示电源正常。

（2）工作状态类的都是红色，常亮表示工作正常；但地温分采红色秒闪表示正常，气压绿色常亮表示正常。

（3）通信状态的都是绿色，秒闪表示工作正常，亮红灯必有故障。

日常维护工作中要认真、严谨，牢记指示灯的闪烁规律所传递的信息，快捷有效的判断设备的运行状态以及故障点的定位，为故障前置判断排除提供必要的时间提前量，以保障地面气象观测资料的正常采集。

参考文献

[1]DZZ4型自动气象站用户手册[M].2014，1.

[2]范伟，王晋，DZZ4新型自动站常见故障排除及日常维护[J].科学家，2015（9）：79.

[3]张晓磊，新型区域自动气象站的常见故障与维护[J].科技风，2015（4）：113.