《一次DZZ5型自动气象站雷击综合故障实例分析与排除》-工学论文，科技论文-论文范文参考-科学狗论文网

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一次DZZ5型自动气象站雷击综合故障实例分析与排除

范文

陆霞陈梦泉王柱邦

摘要：随着自动气象站的不断建设和发展，观测员的职能相应转变，装备保障、仪器维修维护等将是今后工作的重中之重。DZZ5型自动气象站是一种新型自动气象站，目前已在全国大部分省市投入业务运行，它是一种新投入使用的自动气象站，观测员必须了解其基本构造，也要懂得一些常见的简易维护维修方法，才能为今后的装备保障工作打下坚实基础，确保新型仪器装备正常运行。本文针对柳城县2020年6月5日DZZ5型自动气象站遭受雷击的综合故障进行分析与排除，并提出异常数据处理方法，为基层台站业务人员在实际工作中提供参考。

关键词：DZZ5型自动气象站;雷击事件;故障排除;异常数据处理

中图分类号：P415.12文献标识码：A文章编号：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型自動气象站是一种新型自动气象站，它实现了云、能见度、天气现象、固态降水、日照和辐射等要素的自动化综合观测，新增了集成程度更高的综合集成硬件控制器[1-3]。要确保新型自动站正常运行，广大基层综合业务员需要掌握好自动站的使用知识和维护维修方法[4-5]。本文以柳城县一次DZZ5型自动气象站遭受雷击出现的综合故障为例，对综合集成硬件控制器、采集器、地温分采、能见度仪、光电式数字日照计的故障排除进行总结，为其他台站处理类似故障提供参考。

1 天气背景及雷击事件

高空槽、低层切变线和地面冷空气共同影响，2020年6月4日夜间开始，柳城县出现了大范围的暴雨到大暴雨天气，局部出现特大暴雨，并伴有短时强雷暴、大风天气。受强雷暴天气影响，5日凌晨02：38，安装在牛头岭上的双套自动气象站同时遭受雷击，其中现用站综合集成硬件控制器、主采集器、地温分采、能见度仪和光电式数字日照计损坏，备份站地温分采损坏。遭受雷击后，现用站ISOS软件显示全部要素观测数据缺测。

2 故障排查

2.1 综合集成硬件控制器故障排查

因主采集器、能见度仪、光电式数字日照计和天气现象仪分别独立接入综合集成硬件控制器（见图1），而全要素数据均缺测，首先怀疑综合集成硬件控制器至室内计算机的通信存在故障。在值班室用虚拟串口SMOPORT软件连接综合集成控制器，无数据返回，这可能是综合集成硬件控制器或观测设备故障引起的;然后，打开综合集成控制器管理软件，连接IP为10.163.148.25的综合集成控制器，弹出登录界面，说明网络连接正常。最后，到现场查看综合集成硬件控制器指灯和重启综合集成硬件控制器后，仍无数据返回，至此可诊断综合集成硬件控制器端口出现故障，这就需要更换综合集成控制器和重新设置参数。

第一步，首次连接设备前将计算机IP设置为192.168.1.x（x>1），原因是综合集成硬件控制器通信控制模块出厂初始化IP地址为192.168.1.1。

第二步，用网线将综合集成硬件控制器与计算机连接，利用SMOPORT登录并设置相应的串口信息，将COM15、COM17工作模式设置为485方式。SMOPORT出厂默认用户名为SMOPORT，密码为123456。

第三步，点击“设备网络信息”，实现网络信息的查询与更改，输入需要的网络配置信息。点击“设置设备网络参数”即可保存修改后的网络信息至综合硬件集成控制器内;重启室内的通信转换单元及室外的通信控制模块;将计算机IP地址改回原地址。

2.2 主采集器故障排查

综合集成硬件控制器正常的情况下，ISOS软件仍无数据，首先判断ISOS软件的串口终端功能是否可连接主采集器，检查无法连接，则通过串口调试助手调试，发送“ID”“OBSAMPLE MAIN”测试主采集器的工作运行状态，无返回，需要现场切换直连通信线或重启采集器，并更改ISOS挂接端口号，等待大约1 min后，仍无数据，至此判定主采集器损坏，更换主采集器并进行参数设置。需要注意的是，参数设置好后，要重启采集器，可断电重启，也可输入命令重启。重启采集器后，气压、气温、湿度、风向风速和雨量的观测数据恢复正常，但地温、能见度、日照仍然缺测，说明这些设备可能存在故障，需要进一步排查。

2.3 地温分采故障排查

全部地温观测无数据，首先检查业务软件和采集器的相关参数设置（参数正确），然后读取地温分采实时观测数据“OBSAMPLE EATH”，无数据返回，再排查分采集器的CAN通信（连接失败），则可判断地温分采集器的CAN通信已损坏，需要更换地温分采集器。

2.4 能见度传感器故障排查

经观察，能见度采集器指示灯闪烁正常，经测量，能见度仪供电也正常，说明通信链路无故障。利用ISOS终端维护命令，输入实时数据获取指令OBSAMPLE MAIN，无能见度无数据返回，由此可判断传感器出现故障，人们需要更换传感器。换好传感器后，要在ISOS软件“参数设置/观测项目挂接设置”中正确挂接能见度传感器和参数设置，在ISOS维护终端用命令（SENSTVI 1）启用能见度仪，能见度观测数据恢复正常。

2.5 光电式数字日照计故障排查

首先检查ISOS软件日照的串口号及串口参数（9 600，8，N，1）、数据传输方式、日期、时间设置，结果均正确;检查日照计的航空插头、接线，其均无松动;用万用表逐级测量电压，其都正常;利用串口调试助手（9 600，8，N，1），通过信号线的RS232直接向日照传感器发送命令，日照传感器无响应，说明日照传感器故障，需要更换。

换好日照传感器后，要在ISOS维护终端用命令重新设置传感器经纬度、时间、海拔等。具体操作步骤如下。

第一步，进行区站号配置。

命令符：QZ

键入命令：QZ，59041↙

返回值：↙表示设置成功。

第二步，设置纬度。

命令符：LAT

键入命令：LAT，24.39.00↙

返回值：表示设置成功。

第三步，设置或读取气象观测站的经度。

命令符：LONG

键入命令：LONG，109.15.00↙

返回值：表示设置成功。

第四步，进行日期时间设置。

命令符：DATETIME

键入命令：DATETIME，2020-06-05，12：34：00↙

返回值：↙表示设置成功。

第五步，读取数据。

命令符：READDATA

返回值：正确返回：当前数据。

3 故障单填写及异常数据处理

3.1 故障单填写

登录综合气象观测运行监控系统（ASOM平台）进行故障单填报，包括维修过程和更换设备。维护结束后，及时关闭故障单。

3.2 异常数据处理

03：00、04：00正点数据全部用备份站数据代替，但瞬时风向风速、能见度、地温0～320 cm、草面温度做缺测处理;05：00正点的气压、气温用备份站数据代替，瞬时风向风速、能见度、地温0～320 cm、草面温度做缺测处理;06：00、07：00正点地温0～320 cm做缺测处理;08：00-12：00能见度做缺测处理;日照5：00-12：00做缺测处理。当天日照时数做缺测处理;对MDOS提出的质疑信息按要求及时反馈并填写元数附加信息一般备注。

4 DZZ5型自动气象站故障预防应急措施

故障预防措施是非常重要的[6-7]，首先，要重视观測场和值班室的防鼠工作，台站发生的故障有很大一部分是鼠咬造成的。在观测场、值班室以及检查井中，凡是老鼠有可能进入的地方，必须用防鼠泥或者钢丝球堵上。特别值得注意的是，观测场的各个PVC进出线口、各个仪器基座（特别是风底座）的进出线口、地沟中各进出线口必须用钢丝球或者防鼠泥堵上。如果有排水沟，观测场地沟也要做好防鼠措施，用钢网或者地漏等防护好排水管。另外，台站备份机平时处于业务可用状态，软件的安装和参数的设置要与主机一样。若备份机端口有多个，要标记是哪个端口，以便跟参数设置中的端口号对应。启动备份机时，应该注意设置好通信参数，特别是通信端口要正确，若时间紧，可以优先把通信线直接连接好，优先发送当时时次的数据，再复制MOI和SMO中的数据，还要记得重新卸载新时次的小时和分钟数据，以保持数据完整。

5 结语

新型自动气象站是一种自动化程度很高的电子设备，以弱电方式运行，具有对强雷电反应敏感的弱点，因此做好自动气象站雷电防护措施是保障自动气象站持续安全稳定运行的前提之一。当新型自动站出现综合故障时，依据站内的设备接线图开展排查维修，熟练运用各类设备的维护命令，有助于快速找到故障位置并修复。充足的备件是保证自动气象站持续稳定运行的必要保障。随着新型自动站的全面建设和应用，观测员遇到的问题会越来越多，其在平时的工作中要按照规范的要求，做好仪器的保养维护工作，并且要了解一些常见故障的维护维修方法。在遇到故障时，要沉着冷静，掌握好方法，综合分析故障原因，判断故障部位，及时解决故障，保障仪器设备的正常运转。

参考文献：

[1]中国气象局气象探测中心.新型自动气象站实用手册[M].北京：气象出版社，2016：33-34.

[2]黄思源，刘钧.新型自动气象站观测业务技术[M].北京：气象出版社，2016：23-24.

[3]徐剑平，臧海光，赵程程.一次新型自动气象站综合故障的处理过程[J].气象水文海洋仪器，2019（2）：114-116.

[4]谢允，杨足明，向力，等.自动气象站雷击故障诊断与防雷措施探讨[J].气象水文海洋仪器，2019（1）：105-108.

[5]许杰文，龚成龙，姜建萍，等.DPZ1综合集成硬件控制器常见故障排查和处理[J].气象水文海洋仪器，2018（2）：87-90.

[6]晁红艳.DZZ5型自动气象站常见故障的研判[J].青海气象，2018（2）：51-54.

[7]巴晗宁，赵宇涵.浅谈DZZ5型自动气象站维护管理及故障处理[J].湖南农机，2019（6）：37-38.

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