中控设备区域故障是什么原因 区域自动气象站常见故障的分析与排除

　　摘要介绍区域自动站故障分类、故障判断的基本原则与基本方法，提出故障排除过程中应注意的问题。 　　关键词区域自动站；故障；分类；排除；基本原则；基本方法 　　
　　截止2006年底，山东省已建成投入使用的区域自动气象站达1 200多个，2007年1月1日全省区域自动气象站要进入准业务运行，对于使它正常工作，为天气监测预报服务，做好维修保障是非常重要的。下面介绍区域自动站的一些常见故障及维修方法，供自动站维护人员参考。
　　
　　1故障分类
　　
　　1.1气象要素测量性能下降
　　一般所说的超差或测量数据严重错误，其特征是自动站正常。这类故障的判断和排除比较容易。故障原因多半是传感器性能下降引起的。
　　1.2自动气象站工作不正常
　　自动气象站无法正常完成采集、计算、存储、显示、输出数据等功能。这类故障原因较多，判断和排除比较困难。属于软件方面的，多半是强干扰，例如雷电引起的；属于硬件方面的，多半是电源系统故障引起的。有时，强雷电能损坏采集器，导致自动站不能正常工作。
　　1.3业务测报软件遇到麻烦
　　目前使用的业务软件大部分为厂家自行研发，在使用业务软件进行采集编报、数据维护时会出现一些小的错误，像这种情况一般随着业务软件的升级，问题就逐渐解决了。但也有可能是病毒的影响，建议台站在自动站微机上安装杀毒软件。
　　1.4计算机等外设故障
　　性能稳定的计算机是保证自动站正常采集数据的关键。因此，台站应配备高性能计算机，平时加强对自动站微机的维护，保证专机专用。
　　
　　2故障分析和判断的基本原则
　　
　　2.1安全原则
　　插拔电源时请牢记：采集器、蓄电池、太阳能板的顺序，虽然目前的区域自动站均采用太阳能供电，但插拔电源插头时，很容易造成短路，尤其是太阳能板，如果正负极接触，整个太阳能板都可能烧坏。因此，插拔电源时千万要注意安全。
　　2.2逻辑原则
　　逻辑原则指依据电原理分析的原则。如：某一气象要素值超差或明显不正常，多半是相应的传感器或连接线路故障，不太可能是采集器产生故障，更不太可能是微机或电源故障造成的。
　　“依据电原理分析”强调的是分析。因此，当发生故障时，除非危及人身安全或设备财产，一般不要关电源，均应保留“故障现象”，以利分析。有时，干扰、虚焊等原因造成的故障现象在一次正常的操作后会消失，无法重现，导致无法分析查找、无法排除，从而留下隐患。所以不进行不必要的操作以保留“故障现象”是很重要的。要进行充分的分析和列出众多的故障可能性，找出最符合逻辑即最符合电原理的故障原因，从而判别故障部位。
　　2.3断开部分连接线，缩小范围进一步检查分析的原则
　　自动站的组件很多，有时分析的结果可能有多个原因和多个组件产生故障。在这种情况下，就要脱开部分连接线，把自动站分成几个部分，缩小范围进一步检查分析。如：在采集器系统中，可以把后备电源脱开，用市电直接对采集器供电，这样就可以在采集器和传感器这个范围内寻找故障。如果把采集器与传感器一一断开，则可进一步缩小判别故障的区域，故障部位可被锁定在传感器和连接导线处这一很小的区域内。
　　有的台站曾遭受过雷击，自动站有多个故障现象，这时，就宜于把自动站分拆成几个有独立功能的小系统，多个故障现象将被分散在几个小系统中，相对独立的因果关系显著，使故障判别变得容易。
　　2.4替代原则
　　依据电原理进行分析，可大体上分析出故障部位，但没有得到证实。最简单而又可信的证实就是用好的组件“替代”坏的组件，此时，故障现象就会消失。事实上，若故障现象消失，显示“替代”成功，表明分析判断正确，与此同时，维修也就成功了。注意替代时必须切断电源，严禁带电操作，以免损坏自动站设备。
　　2.5记录在案的原则
　　要把自动站的故障现象、故障判别和维修过程、维修结果记录在案，这对台站积累经验非常有用。同时，还应反馈给制造商，制造商据此而提高产品质量。
　　
　　3故障分析和判断的基本方法
　　
　　3.1“替代”的方法
　　当发生“气象测量要素性能下降”类故障时，自动站总呈正常工作状态，只是一个或多个气象要素测量数据超差，这类故障采用“替代”是容易判断的，依据电原理图，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，则说明分析判断是正确的。
　　3.1.1温湿度传感器的替代。温度和湿度敏感元件装在同一只传感器中，即芬兰Vaisala公司制造的HMP45D湿度与温度探头，分析一段时间（如1周）内自动站测量的温度（湿度）数据和人工测量的温度（湿度）数据之差值。若差值较大，则疑温度（湿度）传感器故障。温湿度传感器安装在观测场的百叶箱内，用航空插头座与线缆接连，装拆时，脱开航空插头座，换上新的温湿度传感器即可。若自动站测量的温湿度值与人工测量的温湿度值一致，则说明换下来的温湿度传感器“故障”了；反之，则要进一步分析，可怀疑电缆或采集器故障等。
　　3.1.2气压传感器的替代。分析一段时间（如1周）内自动站测量的气压数据和人工测量的气压数据之差值。若差值较大，则疑气压传感器故障。气压传感器安装在采集器机箱内，按以下步骤装拆：关闭总电源，拆下采集箱的上盖板上4只固定螺钉，卸下上盖板，拔去与气压传感器连接的插头，拆下固定气压传感器的4只螺钉，换上备件，上紧传感器4只固定螺钉，连接底板与传感器间的连接插头，盖好上盖板并作固定。若自动站测量的气压值与人工测量的气压值一致，则说明换下来的气压表“故障”；反之，则可能是台站上的水银气压表“故障”了。
　　3.1.3风传感器的替代。自动站测量的风速值与人工测量的风速值之差值较大或起动风速明显变大，则疑风速传感器故障。风向传感器与连接电缆、风速传感器与连接电缆均用航空插头座连接，台站使用塔式风杆时，需爬到风杆顶上去装拆；台站使用倒伏式风杆时，需把风杆倒下来后再装拆。若自动站测量的风向、风速值与人工测量的风向、风速值一致，则说明换下来的风传感器“故障”了，反之，则要进一步分析，可怀疑电缆或采集器故障等。
　　3.1.4雨量传感器的替代。分析一段时间内自动站测量的雨量数据和人工测量的雨量数据之差值。若差值较大，则疑雨量传感器故障。更换雨量传感器时，一般可只更换装有3只翻斗的支架整体，而不更换底座和筒罩。若自动站测量的雨量值与人工测量的雨量值一致，则说明换下来的雨量传感器“故障”了。需要注意的是，比对时，仍需在下了一定量的雨后再比对；反之，则要进一步分析，可怀疑电缆或采集器故障等。雨量传感的精度变差，误差超过4%是常有的事，但台站可校正其准确度。
　　3.2用在线测量的方法
　　台站如果有备用组件，宜用“替代”的方法证实和排除故障；若没有，则需用测量电参数的方法进行排查故障。
　　3.2.1电源系统的测量。判断自动站故障时总是先检查电源系统有否故障。电源系统有两部分：一部分为太阳能的输出电压，一部分为采集器中的蓄电池。故障判断时，先检查一下太阳能的输出电压，是否能输出正常，再打开采集器机箱，测量蓄电池上的接线柱上的导电点，检查各点电压是否正常。如有必要，再打开太阳能顶部的接线盒，作进一步的检查。需要注意：测量直流用直流档，量程亦不能搞错。
　　3.2.2传感器信号的测量。传感器故障判断的测量点都在主板印制板的插座上，打开采集器机箱，用万用表测量电参数，可帮助判断传感器是否有故障。
　　3.2.3测量注意的问题。①测量电参数时，需注意万用表的“档”、“量程”和“极性”；同时还需注意，万用表的“测笔”较粗，操作稍有不当，单笔同时触及二个“点”时，便会导致印制板线路短路。因此，测量时应小心谨慎。②一般涉及测量电压的都应带电测量，如湿度、风向、风速等；涉及测量电阻的必须断电测量，如温度、地温等。
　　
　　4结语
　　
　　本文虽然只列出了部分较常见的故障现象及解决办法，但从以上介绍的故障中可以看出，当自动站出现故障时，只要掌握故障分析和判断的基本原则，按照一定的步骤去排查，则可凭台站人员具备的基础知识和经验，而无需电子方面高深的专业知识和复杂的仪表，即能找到和排除故障。总之，在自动气象站工作中，只要不断总结经验，认真进行自动站的维护与维修，就能减少故障，及时排除故障，保证自动站的正常运行。
　　
　　5参考文献
　　
　　[1] 胡玉峰.自动气象站原理与测量方法[M].北京：气象出版社，2004.
　　
　　注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”
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