自动站故障分析方法和维修手段

张嘉文 白文明

（1.奈曼旗气象局，内蒙古 通辽 028300；2.通辽市气象局，内蒙古 通辽 028000）

自动气象探测设备的组成结构和探测方式基本相同，通过对自动站结构进行深入分析，配合相应的检测方法，可以快速判断故障位置，进行排障工作。

1 建立分析框架

要想做好装备保障工作，首先就要熟练掌握各类自动气象站的组成结构和工作原理，做到能整体分析，能拆解分析。根据各类自动气象站相似结构特点，本人以DZZ5型自动气象站为例将自动站拆解成以下三部分：

1.1 供电链路

供电链路起始于室内交流电插座（或区域自动站的太阳能板），最后到各用电设备。定义：供电起始端到各用电设备的过程称为供电链路。

1.2 传输链路

各探测器（传感器）根据探测气象要素的变化生成感应信号，通过传输线缆传输信号，最终到主采集器的气象探测信号传输链路。定义：探测器将采集到的气象要素信号传输至主采集器（有些设备只有采集器）的过程称为传输链路。

1.3 通讯链路

采集器将采集到的数据进行处理，通过有线（光纤、线缆）、无线（GPRS模块等）等方式进行数据传输，最终到达指定业务机的通讯过程，称为通讯链路。通讯链路起始于主采集器（采集器），终止与业务主机的链路。

1.4 链路分解

将自动气象站进行三条链路的拆解，分析每条链路出现问题可以导致哪些故障现象、或根据故障现象分析问题出现在哪条链路上。再将该链路上设备、线路进行检测，能够有效的根据故障现象，分析故障可能存在的原因，从而快速的锁定故障位置，排除故障。

2 定点（结点）分段分析法

所谓定点（结点）分段分析法，就是将自动站每条链路上各组成设备看成是点（结点），每条链路的起始设备和终点设备看成是点，链路上起始设备至终点设备之间的跨接设备看成是结点，点（结点）与点（结点）之间通过线路连接，这样就可以将每两个点加上这两个点之间的线路看成是一段。在分析出那条链路出现故障时，可以将这个链路通过此方法，逐段分析和测量，最终锁定故障点，排除故障。

3 排查方法

文章总结了一看、二测量（物理测量）、三测试（软件指令测试），三步排除法。

3.1 看

看，是看各气象自动站都有指示灯，大体上均会出现在，采集器（含分采集器）、供电设备、通讯设备这几个设备上。通过看这几个设备上指示灯的状态，就可以了解这些设备的运行状态，查看设备运行是否正常。

要想通过“看”这个方法判断故障，就要熟记这些设备上指示灯代表的意义和指示灯状态对应设备的工作状态。

例如，HY3000主采集器，“RUN”指示灯代表的意义是主采集器运行状态指示灯，正常的状态是秒闪，说明主采集器运行正常。“RUN”指示灯是灭的状态，那就要配合物理测量，查看供电是否正常，如果供电正常，可以通过替换法检查主采集器是否故障。

3.2 物理测量

对于看不出来是否有问题的设备，我们就需要通过测量来判断。但是不是所有设备都能通过测量来判断的，那么对于物理测量来说，我们可以测量的有两种，一是供电设备要想正常工作，电源是必不可少的，我们可以先测量设备工作电压是否正常；二是测量信号有些传感器输出是模拟（电压、电流、电阻）信号，或是脉冲信号，这些信号都是可以测量到的，所以在设备供电正常的情况下，针对这些设备我们就可以测量他们的输出信号。

3.3 软件测试

对于“看”不出来，“测不出来”的设备，我们就要对其进行软件测试。测试主要还是针对一些智能传感器，采集器，通讯模块这样的设备。测试手段主要是通过命令对其工作模式、工作状态等信息进行测试，通过测试结果，分析、判断故障原因。

4 举例说明

4.1 风要素故障排查

4.1.1 如何定点。以DZZ5自动站风要素为例，风向、风速信号传输链路为，风向、风速传感器通过通讯线汇聚到风横臂接线盒处，变成一根信号线通过航空插头接入到主采集机箱风接口，再经过防雷板最终进入到主采集器风向通道和风速通道。

从图可以看出，风向、风速可以看成是信号的起点，“接线盒”“主机箱风借口”“通道防雷板”可以看成是结点（连接点），而主采集器则为风信号传输终点。

而风供电的起始点为主采集器，再经“通道防雷板”“主机箱风借口”“接线盒”这些结点，最终进入到风向、风速传感器。

4.1.2 分段。正如上述阐述，每两个点和点之间的信号线可以看成是一段，这样就将一个传输链路或是供电链路分成了若干段，下面就可以分段进行测试、排查了。

4.1.3 分析方法。例如，当风要素出现问题时，我们可以首先在信号传输终点处测量风信号是否正常。在主采集器风信号输入端测量，格雷码或是频率信号是否正常，如果正常则说明主采集器或是软件存在问题，如果风信号输入异常，则有点在供电起点端测量其供电是否正常，若正常，在风供电终点端（传感器一侧）测量供电是否正常，若不正常则往前每个供电结点进行测量查找故障。

4.2 土壤水分全站缺测

4.2.1 分析。所有要素缺测为总的东西故障，在分析链路时标出信号汇总点，逐一排查。

4.2.2 看。可以通过“看”，看采集器指示灯是否正常，如果供电指示灯异常则检查供电系统；如果通讯指示灯异常则检查通讯设置、手机卡之类。

4.2.3 测量。物理测试通过测量点进行，比如供电测量点可以查看供电电压是否正常，查找供电问题。

4.2.3 软件测试。通过调试软件查看参数配置等信息是否正常。

5 总结

通过将自动站分成 “供电链路”“信号传输链路”以及“通讯链路”，结合故障分析的三个方法，根据故障现象可以快速的对相应链路进行排查，锁定故障位置，排除故障。