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1、自动气象站常见故障实例诊断和排除引言CAWS600-RT 型自动气象站由北京风云高科（原华创升达公司）研制开发的，它能在无人值守的野外通过各种传感器获取到其所在地的部分气象要素（如雨量、温度、风向风速、气压、湿度等），并通过通讯模块（一般为 GPRS 或 SMS）将其发送到中心站，台站人员即可实现在远程自动获取自动站所在地的气象要素。上饶市气象部门自 2005 年起建设区域自动气象站，到目前已建成 269 套，遍布全市每一个乡镇和气象防灾重点区域。所采用的设备全部为北京风云高科（原北京华创升达）生产的 CAWS600 系列（257 套为 CAWS600RT 型、12T 套为CAWS600B 型
2、）自动气象站。上饶自动气象站网的建成，对提高中小尺度天气系统监测能力和短时灾害性天气的预报水平有十分重要的作用。加强自动气象站的装备保障任务重、责任大，我们在几年来的自动气象站检修过程中积累了一点经验，介绍如下，希望能为同行们提供一些借鉴和帮助。1常见故障分析及解决方法1.1 无法开机，摁下开关后，电源灯以及信号灯无任何反应。分析 1：此故障是我市自动气象站发生频率较高，我省区域站数据上传频率是5 分钟/次，对电的消耗也相对较大，一般而言，在无太阳能对电池进行充电的情况下，两要素自动气象站能持续工作 10-20 天左右，而四要素自动气象站则更短，约为 7-15 天左右。上饶在春播汛期常会出现长
3、达二三十天的连阴雨天气（如 2009 年 2 月 14 日-3 月 9 日，我市部分台站 23 天内日照累计不超过 8 小时），这样很多站点因电池电压低或无电而不能进行正常工作。解决方法 1：更换电池，重新开机。分析 2：若更换电池后仍然无法开机，则应查查是否为 DY-07 电源板松动或损坏。实际上 DY-07 电源板在整个系统中起到的是一个太阳能充放电控制的作用，若 DY-07 电源板松动或损坏，则整个采集板将不处于一个回路的状态，从而也会导致无法开机。解决方法 2：将 DY-07 电源板电源板紧固或者更换，重新开机。分析 3：若经过以上步骤后，机器依然无法开启，应检查下 DY-07 电源板
4、的插槽 J5、J6 连接片是否被烧坏（如下图一）。特别是 J5 的连接片，只要供电稍不正常或者短路，它是很容易烧断的。解决方法 3：将采集板重新焊接好，插上 DY-07 后，重新开机。1.2 开机后电源灯正常，但网络灯不正常，显示无法找到网络。分析 1：CAWS600 系列型自动气象站的数据传输采用的是 GPRS/SMS 智能互补的方式，借助中国移动的卫星远传中心站，所以当网络灯显示不正常时，应该首先要确定当时当地的 GPRS 信号是否清晰。我市的广丰县壶桥镇站就曾遇到此类问题，电源开启后，查看参数及其他一切正常，但一直无法连接至中心站，打电话到当地移动公司，证实为 GPRS 信号被减弱，最后
5、经协调，移动公司将当地GPRS 信号恢复至原来强度，故障排除。解决方法 1：联系当地移动公司，使当地 GPRS 信号达到自动站所需的强度。分析 2 ：当 GPRS 信号都正常时，自动站无法找到网络，那可能就是采集板的通讯部分出了故障，而通讯部分的故障一般出现在 GPRS 天线上。我市余干县的大山水库站和广丰县的大南站就曾出现是 GPRS 天线损坏而造成网络无法连接的情况。另外据很多基层台站的维护人员反映，采集板 SIM 卡槽和卡会因为接触情况不够好而经常造成无法连接至中心站。解决方法 2：更换 GPRS 天线，将 SIM 卡取下擦拭后再安装回卡槽（一般对卡槽也应进行擦拭），重新开机。分析 3：
6、若 GPRS 信号及天线都正常，卡及卡槽接触也良好，自动站依然无法连接网络，则要考虑是否采集板参数被恢复到出厂设置了。很多站因为电池原因,导致机器频繁进行开机关机动作,极容易导致采集板参数被恢复到出厂设置。解决方法 3:对采集板重新进行参数设置。1.3 站点气象数据经常缺测分析 1: 前面曾提到在太阳能不对电池进行充电的情况下，两要素自动气象站能持续工作 10-20 天，而四要素自动气象站则更短，约为 7-15 天。电池是有使用寿命的,当其使用一定时间后,效率就会降低很多,在太阳能不对其充电的情况下,有些仅能维持自动站正常工作一天左右。甚至更短至两三个小时。弋阳的烈桥站有段时间就曾出现每天的
7、23 点左右至次日 7 点左右的数据缺测,表明烈桥站蓄电池经过太阳能在白天对其进行充电后,电量只能维持自动站正常工作到当日 23 时左右,然后因电量耗尽而自动关机。更换电池后,烈桥站数据不在缺时段,故障排除。解决方法 1:更换电池,重新开机。分析 2:三清山的引浆村站和鄱阳的石门街站曾有段时间经常会缺数据,且时段不定,后经工作人员观察发现,引浆村站的附近是一小型电视台,而石门街则是建在安徽和江西的交界处。两地的情况都是 GPRS 信号经常会受到干扰。最后，经过移站后，问题解决。解决方法 2：重新选择一处 GPRS 信号清晰的地点，进行移站。1.4 站点经常性电池电量耗尽分析 1：一些站点会经常
8、性因电池电量耗尽而导致机器无法正常工作。自动站大都设在野外无人值守的地方，它是依靠太阳能板对两节 6V12Ah 的蓄电池进行充电来维持蓄电池电量从而进行工作的，所以当太阳能板无法对蓄电池进行充电，则出现上述问题就很正常了。太阳能板是经过采集板中的充电模块来完成对蓄电池的充电，其连接到采集板的端子有正负极之分，我市就有台站因正负端子接反而致使太阳能板未能对蓄电池进行充电，从而导致站点经常性因电池电量耗尽而无法工作。解决方法 1：重新调整接线端的正负端子。分析 2：婺源的许村站在 07 年底的时候曾出现过每隔不到一个月就因电池电量耗尽而导致台站无法工作的情况，维护人员赴站点检查发现线路接法和采集板
9、一切正常，逐判断可能为太阳能板失效，更换太阳能板后，至今已经一年多工作正常。测试太阳能板的好坏主要是看有无电压和电流输出，好的太阳能板在晴朗的白天，输出电压一般可达到 8-9V，充电电流可达到 1A 左右，即使在有较薄云层的白天，一块正常的太阳能板的输出电压和电流也可达到 6V 和 0.5A 左右。所以当太阳能板的功率无法达到以上数值，则表明其已不能满足维持自动气象站设备运行所需的电量，需要更换太阳能板。解决方法 2：更换太阳能电池板。1.5 站点数据提前或无法入库分析: 我市区域自动气象站每隔 5 分钟就向中心站上传一次前五分钟的站点气象信息数据，再由中心站分两路，一路入数据库，另一路上传省
10、局。在一次查看数据库的时候，维护人员发现三清山枫林站竟能查看到两小时后的气象信息（例如：8 时的数据库里会有三清山枫林站 10 时的数据信息），后经赴现场检查发现为站点数据采集器内部时钟已提前北京时间两个小时，重新调整后，数据准时入库，恢复正常。还有一次，铅山的英将站数据既无法入库也无法上传省局，但在中心站却显示机器正在正常工作。维护人员赴现场检查后也未发现异常。后经厂家工程师现场测试发现，英将站数据采集器的内部时钟竟滞后现在时 1 年多，从而导致无法在数据库中找到数据（如 2009 年 1 月份的数据会入到 2008 年的 1 月份，自然在 2009 年 1 月份的数据库中无法查找到数据）。
11、重新调整数据采集板内部时钟后，站点数据上传恢复正常。解决方法:重新调整数据采集板内部时钟。1.6 其他要素正常，雨量要素数据不正常分析 1：因为自动站大都是装在野外，所以雨量桶经常会被枯叶鸟粪等杂物堵塞，使雨量桶的雨水无法正常流入翻斗内，从而导致中心站收到的雨量数据偏小甚至为零。解决方法 1：清除雨量桶中的杂物，将漏斗清洗干净。分析 2：CAWS600 系列型自动气象站的雨量计数是通过计算雨量桶中的干簧管吸合来实现的。干簧管是一种磁敏的特殊开关。它是由两个既导磁又导电材料做成的簧片触点，被封装在真空的玻璃管里，玻璃管内管内平行封装的簧片端部重叠，并留有一定间隙或相互接触以构成开关的常开接点。当
12、雨量翻斗内的雨量达到 0.1mm 时，翻斗就会翻动一次，安装在翻斗中间的永磁铁就会靠近干簧管，簧片的接点就会感应出极性相反的磁极。由于磁极极性相反而相互吸引，当吸引的磁力超过簧片的抗力时，分开的接点便会吸合;当磁力减小到一定值时，在簧片抗力的作用下接点又恢复到初始状态，计数器完成一次计数。所以若干簧管损坏，雨量的计数器将不能正常工作，从而导致雨量始终为零。解决方法 2：更换干簧管（更换干簧管应注意管内的簧片触点要上下水平放置）。1.7 其他要素正常，风向始终显示同一方向、风速为 0分析：横峰仪门村站是 09 年 3 月份新装的，该站在安装完不久后出现过这样的故障：风向一直显示为 N，风速为 0
13、。后经维护人员赴站点检查发现为风线连接到采集板的端子脱落，重新紧固插上后，风向风速恢复正常。出现此类故障一般应为线路的连接上出了问题，采集器通道上出问题的几率是很小的，所以重点应是去检查线风信号线接到采集板上的端子是否有断开或者风传感的线盒内线路短路了，以及风向风速连接到传感器处的端子是否为接上。解决方法：检查从传感器到采集板的线路，确认接线方式正确以及端子处没有断路。 2结语快速诊断和排除 CAWS600 系列自动气象站的故障，是一项操作性很强的业务工作，熟练掌握其结构和工作原理是前提条件。同样的故障现象，可能由不同的原因造成，所以要灵活地进行分析。在实际工作中，要提高自动气象站的运行质量，
14、必须加强自动气象站的运行状况的监控，及时发现故障站点；还要加强自动气象站的备件库建设，以节约检修时间。区域自动站网已成为基本气象站网的重要补充，为地方政府部门防灾减灾提供了有力保障，也极大的方便了预报员对乡镇地区的雨量监控，为做好强对流天气预报提供了参考。区域站使用的型号是北京华创升达的 CAWS600-R(T)型，该设备具有全自动数据采集、存储、处理和传送功能，组成部分主要为采集器、传感器、供电系统(太阳能电池、太阳能充电控制模块、蓄电池两块)、通讯部件，装于全封闭的机箱中。大兴安岭地区于 2006 年安装了 42 个区域自动站。观测要素为温度、雨量，雨量资料自动以 GPRS 的方式，传送到
15、市局中心站服务器上，实现全区气象资料共享。由于设备长年在野外工作，无人值守，有些设备故障发生率较高，造成设备不能正常运行或数据无法上传到中心站。笔者根据实际观测经验，总结了区域自动站运行过程中的常见问题和处理方法。故障分析与排除为了保证自动站的业务正常运行，需要对出现故障进行正确分析并及时排除。常见的故障大多数出现在供电系统、通信模块、SIM 卡和传感器。.1电源故障电源系统有两部分：一部分为太阳能板的输出电压，一部分为采集器中的蓄电池。电源故障的判断可简单通过查看设备指示灯的工作状态进行。在正常情况下，电源的指示灯(绿)为每隔 3s 两闪，网络指示灯(红)每隔 3s 一闪，这两个指示灯不是同
16、时闪。采集器左上角的红色按钮为电源电源开关，按下按钮，电源灯（绿色）点亮，10 秒钟后熄灭，证明系统上电正常。如果不正常先检查一下太阳能板，可直接用肉眼看其是否发生破裂；太阳能充电板电源线是否短线或虚接；清洁板面的灰尘、杂物；校对太阳能板是否朝正南方向。再打开采集器机箱看蓄电池是否正常，用万用表电流挡（2A 以上）测量，太阳能充足的情况下，电流为 1A 左右。如果没有电流则说明日射强度不足以使太阳能电池板为蓄电池充电。蓄电池电压的测量，用万用表直流挡（高于8V），在白天太阳能充足的情况下电压应在 6.7V 左右，在夜间应在 6.3V 左右。如果电压低于 5.5V，电源就不能保证自动站的正常工作。.2SIM 卡故障SIM 卡出故障，数据将无法上传到中心站。开机后网络指示灯一直周期 1 秒的闪烁，可能出现设备登录网络故障，可做如下故障检测：检查天线连接。检查天线装配是否合理，同时查看信号强弱，清理 SIM 卡连接触点，确认卡是否正常。将 SIM 卡取下放人手机中，网络信号强，用其发彩信，如果发送成功则说明 SIM 工作正常，否
