新型自动气象站采集器常见故障的判断分析

闫茉

摘要：本文结合山西省长治市屯留县气象局新型自动气象站运行实际，重点对新型自动气象站采集器常见故障进行判断分析，并给出相应的处理对策，最后阐述了采集器的日常维护方法，以供相关部门进行参考。

关键词：新型自动气象站；采集器；常见故障；判断分析

引言

屯留县地处山西省东南部、上党盆地西侧，境内地势西高东低，由西向东山区、丘陵和平川各占三分之一。屯留县气候四季分明，年平均温度为10.1℃,1月份平均温度为-5.3℃,7月份平均温度为22.9℃。年降雨量540mm，霜冻期九月下旬至次年四月下旬，无霜期160天。自屯留县气象局使用新型自动气象站以来，对地面常规气象要素以及灾害性天气观测质量以及数据传输的时效性均得到极大提升，再加上自动站的监控运行功能，能够实时监控采集器、传感器等仪器的运行情况，大大提升了测报业务水平。因新型自动气象站始终处于24小时不间断运行，极易发生出采集器等仪器方面的故障问题，由于采集器属于新型自动气象站的核心设备，一旦发生故障，势必会影响整个测报业务的顺利开展。因此，本文着重对新型自动气象站采集器常见故障进行判断分析，以确保自动站采集数据的准确性和完整性。

1.新型自动气象站采集器结构特征

新型自动气象站采集器通常涵盖2各部分：主采集器和分采集器。

1.1主采集器

主采集器在新型自动气象站中具备举足轻重的地位，该设备是在多任务操作系统前提下上进行研发的，一般而言涉及到硬件以及嵌入式软件2个方面。其中硬件通常涵盖传感器接口、CAN总线接口、指示灯和通讯接口等。主采集器的主要功能有：对各个气象要素传感器与分采集器的数据进行采集，之后对所观测到的气象要素数据进行计算、记录以及存储，实现各级台站之间的通讯和观测数据传输，还能实现同终端机和远程数据中心之间的交互，确保新型自动气象站能够可靠运行。

1.2分采集器

1.2.1温湿度分采

新型自动气象站中的温湿度智能传感器大致涵盖温湿度传感器与温湿度采集器，温湿度采集器主要2个模拟通道，1个用于内部通信的CAN通讯口一级1个RS-232通信口以快速诊断故障问题以及日常维护。温湿度采集器能够对预定的采样频率扫描挂接的湿度以及铂电阻温度传感器，温湿度采集器对同步信号进行接收之后，会把采集到的气象要素数据传输至主采集器上。

1.2.2地温分采

新型自动气象站内地温分采集器内部属于控制芯片，可以独立运行，属于相对独立的单片机系统。独立采集和储存地温传感器上的数据信息，并通过通信网络提交到主采集器上。另外，地温分采集器中包含有RS232通信接口，可以维护现场观测数据。

2.采集器常见故障判断分析

2.1采集到的观测数据异常判断分析

新型自动气象站在稳定运行时，假如采集器所监测到的观测数据存在异常问题，应先对采集器机箱内的各项指示灯进行认真分析判断，观察其是否处于正常状态，之后进入采集器终端菜单，输进TEST命令并观察采集器的运行状态。假如经历一系列分析判断发现为通道防雷板故障。假如地温观测数据异常，则通常会出现下述几类情况：（1）地温值间歇性不正常；（2）地温值偏高或偏低；（3）为地温值始终保持不变。一旦发生上述故障述，一般应先判断连接信号线是否紧固；之后对芯片进行更换。若降水量数值处于异常情况，应分析判断漏斗与滤网有无堵塞现象，并及时进行清除；若降水强度台大，而采集到的降水量数值比较小，则可能是漏斗以及过滤网有些堵塞，需要第一时间进行清洗干净，之后判断防雷板有无故障以及屏蔽线的状况，若有故障，应及时进行维修维护，若有必要，应及时换新。

2.2采集器死机故障判断分析

新型自动气象站运行过程中，若在监控软件显示页面上弹出“观测失败次数”较多的页面。关闭程序之后，对计算机进行重启并运行地面综合观测业务软件，发现首页指示灯全部显示为红色，并且数据无法正常采集，也无法从历史数据下载当中获取。此时对采集器进行检查，发现指示灯与电压都正常显示，更换存储卡之后正常则表明是存储卡出现问题。使用几天之后发现数据采集又出现异常，将卡拔下之后数据采集恢复正常，则可以判定是卡槽出现问题，因此应当对采集器进行更换。在将程序关闭后，重新启动计算机，随后开启气象站监控软件，这个时候会出现“打开自动站失败”的提示信息，没有办法获取到正常的观测数据信息。若故障出现前一天，外界环境良好，且供电系统也较好。在启动备份计算机后，依旧无法打开自动站，这个时候则判断软件正常。需要测报人员认真分析判断采集器电源插头插座，分析判断采集器的指示灯，仍旧正常；查看各种接口，并重新拔插，若采集器死机问题没有得到解决，可以采取软件进行测试，在监控操作软件界面上将采集器终端打开，输入“U”命令，观察采集器接收到指令后是否可以正常返回到未卸载的数据；输入“T”命令，若能返回到采集器时间，则可以判断连接主机和采集器之间的线缆无异常，通信线路正常。采集器死机的原因可能是采集器数据紊乱造成的。为了能够第一时间对采集器数据紊乱问题进行处理，需要重新启动采集器。在重启之前，应将采集器内存储的数据信息拷贝下来，在卸载完成后，将所有的观测数据信息复制到对应到的文档中保存下来，方便下次使用。在确保数据备份无异常情况后，及时对采集器进行重启。关掉采集器的交流电源和直流电源开关，待指示灯不亮后，再将电源开关打开，若采集器指示灯闪烁间隔正常，且在监控软件上可以显示实时观测数据信息，则判断采集器故障已经排除，这个时候采集器运行恢复正常。

2.3采集器数据卸载到计算机的故障判断分析

假如对气象台站软件加以安装或是升级之后发现采集器数据卸载到计算机异常，这个时候通常常常需要判断分析软件的安装路径是否正常；查看“系统参数中”选项中是否勾选“数据采集”；分析判断在以Awssourec命名的文件夹中是否存在有正点卸载的数据文件和分钟数据；将采集器通信软件打开，在采集器终端维护中逐次输入相关的命令，查看是否能正常返回到相应值，假如可以，则通过人工途径对正点数据进行卸载；否则应重启采集器。若能够自动卸载正点数据，但仍旧存在故障问题，应手工卸载数据。在正点禁止重启采集器操作，并且应做好原始数据的备份。为了避免因采集器数据卸载到计算机异常，应将通讯电缆的维护工作做好。

3.采集器的日常维护

采集器作为新型自动气象站的核心部件，为了坚实故障的发生频率，应该高度重视其日常维护管理。应将采集器安装在通风良好，同时无阳光直接照射的地方，还应避开电磁干扰，在采集器上严禁放置别的物品；正确操作数据采集器，除了故障或其他异常问题出现时，平时应尽可能避免触碰“复位”键；定期对采集器进行巡检，观察指示灯状态是否正常，还有同业务计算机、传感器以及各类线缆的连接状态，若存在异常情况，需要及时进行维修维护。

参考文献：

[1]娄国伟,曲秉阳.自动气象站采集器故障分析及排除方法[J].黑龙江气象,2012,29(4).

[2]杨曼菲.DZZ5新型自动气象站采集器故障分析处理[J].机电设备管护，2017(10).

[3]刘志虹,欧茜怡,郭胜,等.新型自动气象站的常见故障及日常维护[J].南方农业，2015，9(36)：203-204.

作者简介?：闫茉（1984-），女，汉族，长治市壶关县人，本科学历，工程师，从事综合地面气象观测工作。