陸霞 陳夢泉 王柱邦

摘 要：隨著自動(dòng)氣象站的不斷建設(shè)和發(fā)展，觀測員的職能相應(yīng)轉(zhuǎn)變，裝備保障、儀器維修維護(hù)等將是今后工作的重中之重。DZZ5型自動(dòng)氣象站是一種新型自動(dòng)氣象站，目前已在全國大部分省市投入業(yè)務(wù)運(yùn)行，它是一種新投入使用的自動(dòng)氣象站，觀測員必須了解其基本構(gòu)造，也要懂得一些常見的簡易維護(hù)維修方法，才能為今后的裝備保障工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，確保新型儀器裝備正常運(yùn)行。本文針對柳城縣2020年6月5日DZZ5型自動(dòng)氣象站遭受雷擊的綜合故障進(jìn)行分析與排除，并提出異常數(shù)據(jù)處理方法，為基層臺(tái)站業(yè)務(wù)人員在實(shí)際工作中提供參考。

關(guān)鍵詞：DZZ5型自動(dòng)氣象站;雷擊事件;故障排除;異常數(shù)據(jù)處理

中圖分類號(hào)：P415.12文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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(dòng)氣象站是一種新型自動(dòng)氣象站，它實(shí)現(xiàn)了云、能見度、天氣現(xiàn)象、固態(tài)降水、日照和輻射等要素的自動(dòng)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(dòng)站正常運(yùn)行，廣大基層綜合業(yè)務(wù)員需要掌握好自動(dòng)站的使用知識(shí)和維護(hù)維修方法[4-5]。本文以柳城縣一次DZZ5型自動(dòng)氣象站遭受雷擊出現(xiàn)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(shù)字日照計(jì)的故障排除進(jìn)行總結(jié)，為其他臺(tái)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(xiàn)了大范圍的暴雨到大暴雨天氣，局部出現(xiàn)特大暴雨，并伴有短時(shí)強(qiáng)雷暴、大風(fēng)天氣。受強(qiáng)雷暴天氣影響，5日凌晨02：38，安裝在牛頭嶺上的雙套自動(dòng)氣象站同時(shí)遭受雷擊，其中現(xiàn)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(shù)字日照計(jì)損壞，備份站地溫分采損壞。遭受雷擊后，現(xiàn)用站ISOS軟件顯示全部要素觀測數(shù)據(jù)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(shù)字日照計(jì)和天氣現(xiàn)象儀分別獨(dú)立接入綜合集成硬件控制器（見圖1），而全要素?cái)?shù)據(jù)均缺測，首先懷疑綜合集成硬件控制器至室內(nèi)計(jì)算機(jī)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(shù)據(jù)返回，這可能是綜合集成硬件控制器或觀測設(shè)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(wǎng)絡(luò)連接正常。最后，到現(xiàn)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(shù)據(jù)返回，至此可診斷綜合集成硬件控制器端口出現(xiàn)故障，這就需要更換綜合集成控制器和重新設(shè)置參數(shù)。

第一步，首次連接設(shè)備前將計(jì)算機(jī)IP設(shè)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(wǎng)線將綜合集成硬件控制器與計(jì)算機(jī)連接，利用SMOPORT登錄并設(shè)置相應(yīng)的串口信息，將COM15、COM17工作模式設(shè)置為485方式。SMOPORT出廠默認(rèn)用戶名為SMOPORT，密碼為123456。

第三步，點(diǎn)擊“設(shè)備網(wǎng)絡(luò)信息”，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息的查詢與更改，輸入需要的網(wǎng)絡(luò)配置信息。點(diǎn)擊“設(shè)置設(shè)備網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”即可保存修改后的網(wǎng)絡(luò)信息至綜合硬件集成控制器內(nèi);重啟室內(nèi)的通信轉(zhuǎn)換單元及室外的通信控制模塊;將計(jì)算機(jī)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(shù)據(jù)，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(diào)試助手調(diào)試，發(fā)送“ID”“OBSAMPLE MAIN”測試主采集器的工作運(yùn)行狀態(tài)，無返回，需要現(xiàn)場切換直連通信線或重啟采集器，并更改ISOS掛接端口號(hào)，等待大約1 min后，仍無數(shù)據(jù)，至此判定主采集器損壞，更換主采集器并進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。需要注意的是，參數(shù)設(shè)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(fēng)向風(fēng)速和雨量的觀測數(shù)據(jù)恢復(fù)正常，但地溫、能見度、日照仍然缺測，說明這些設(shè)備可能存在故障，需要進(jìn)一步排查。

2.3 地溫分采故障排查

全部地溫觀測無數(shù)據(jù)，首先檢查業(yè)務(wù)軟件和采集器的相關(guān)參數(shù)設(shè)置（參數(shù)正確），然后讀取地溫分采實(shí)時(shí)觀測數(shù)據(jù)“OBSAMPLE EATH”，無數(shù)據(jù)返回，再排查分采集器的CAN通信（連接失敗），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(jīng)觀察，能見度采集器指示燈閃爍正常，經(jīng)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(hù)命令，輸入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)獲取指令OBSAMPLE MAIN，無能見度無數(shù)據(jù)返回，由此可判斷傳感器出現(xiàn)故障，人們需要更換傳感器。換好傳感器后，要在ISOS軟件“參數(shù)設(shè)置/觀測項(xiàng)目掛接設(shè)置”中正確掛接能見度傳感器和參數(shù)設(shè)置，在ISOS維護(hù)終端用命令（SENSTVI 1）啟用能見度儀，能見度觀測數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。

2.5 光電式數(shù)字日照計(jì)故障排查

首先檢查ISOS軟件日照的串口號(hào)及串口參數(shù)（9 600，8，N，1）、數(shù)據(jù)傳輸方式、日期、時(shí)間設(shè)置，結(jié)果均正確;檢查日照計(jì)的航空插頭、接線，其均無松動(dòng);用萬用表逐級(jí)測量電壓，其都正常;利用串口調(diào)試助手（9 600，8，N，1），通過信號(hào)線的RS232直接向日照傳感器發(fā)送命令，日照傳感器無響應(yīng)，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(hù)終端用命令重新設(shè)置傳感器經(jīng)緯度、時(shí)間、海拔等。具體操作步驟如下。

第一步，進(jìn)行區(qū)站號(hào)配置。

命令符：QZ

鍵入命令：QZ，59041↙

返回值：↙表示設(shè)置成功。

第二步，設(shè)置緯度。

命令符：LAT

鍵入命令：LAT，24.39.00↙

返回值：表示設(shè)置成功。

第三步，設(shè)置或讀取氣象觀測站的經(jīng)度。

命令符：LONG

鍵入命令：LONG，109.15.00↙

返回值：表示設(shè)置成功。

第四步，進(jìn)行日期時(shí)間設(shè)置。

命令符：DATETIME

鍵入命令：DATETIME，2020-06-05，12：34：00↙

返回值：↙表示設(shè)置成功。

第五步，讀取數(shù)據(jù)。

命令符：READDATA

返回值：正確返回：當(dāng)前數(shù)據(jù)。

3 故障單填寫及異常數(shù)據(jù)處理

3.1 故障單填寫

登錄綜合氣象觀測運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)（ASOM平臺(tái)）進(jìn)行故障單填報(bào)，包括維修過程和更換設(shè)備。維護(hù)結(jié)束后，及時(shí)關(guān)閉故障單。

3.2 異常數(shù)據(jù)處理

03：00、04：00正點(diǎn)數(shù)據(jù)全部用備份站數(shù)據(jù)代替，但瞬時(shí)風(fēng)向風(fēng)速、能見度、地溫0～320 cm、草面溫度做缺測處理;05：00正點(diǎn)的氣壓、氣溫用備份站數(shù)據(jù)代替，瞬時(shí)風(fēng)向風(fēng)速、能見度、地溫0～320 cm、草面溫度做缺測處理;06：00、07：00正點(diǎn)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(dāng)天日照時(shí)數(shù)做缺測處理;對MDOS提出的質(zhì)疑信息按要求及時(shí)反饋并填寫元數(shù)附加信息一般備注。

4 DZZ5型自動(dòng)氣象站故障預(yù)防應(yīng)急措施

故障預(yù)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(tái)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(jìn)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(gè)PVC進(jìn)出線口、各個(gè)儀器基座（特別是風(fēng)底座）的進(jìn)出線口、地溝中各進(jìn)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(wǎng)或者地漏等防護(hù)好排水管。另外，臺(tái)站備份機(jī)平時(shí)處于業(yè)務(wù)可用狀態(tài)，軟件的安裝和參數(shù)的設(shè)置要與主機(jī)一樣。若備份機(jī)端口有多個(gè)，要標(biāo)記是哪個(gè)端口，以便跟參數(shù)設(shè)置中的端口號(hào)對應(yīng)。啟動(dòng)備份機(jī)時(shí)，應(yīng)該注意設(shè)置好通信參數(shù)，特別是通信端口要正確，若時(shí)間緊，可以優(yōu)先把通信線直接連接好，優(yōu)先發(fā)送當(dāng)時(shí)時(shí)次的數(shù)據(jù)，再復(fù)制MOI和SMO中的數(shù)據(jù)，還要記得重新卸載新時(shí)次的小時(shí)和分鐘數(shù)據(jù)，以保持?jǐn)?shù)據(jù)完整。

5 結(jié)語

新型自動(dòng)氣象站是一種自動(dòng)化程度很高的電子設(shè)備，以弱電方式運(yùn)行，具有對強(qiáng)雷電反應(yīng)敏感的弱點(diǎn)，因此做好自動(dòng)氣象站雷電防護(hù)措施是保障自動(dòng)氣象站持續(xù)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提之一。當(dāng)新型自動(dòng)站出現(xiàn)綜合故障時(shí)，依據(jù)站內(nèi)的設(shè)備接線圖開展排查維修，熟練運(yùn)用各類設(shè)備的維護(hù)命令，有助于快速找到故障位置并修復(fù)。充足的備件是保證自動(dòng)氣象站持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的必要保障。隨著新型自動(dòng)站的全面建設(shè)和應(yīng)用，觀測員遇到的問題會(huì)越來越多，其在平時(shí)的工作中要按照規(guī)范的要求，做好儀器的保養(yǎng)維護(hù)工作，并且要了解一些常見故障的維護(hù)維修方法。在遇到故障時(shí)，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(shí)解決故障，保障儀器設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

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