自动气象站日常维护及常见故障判断处理

韩莹 HAN Ying；刘进LIU Jin；王维 WANG Wei；刘艳 LIU Yan

（①咸阳市气象局，咸阳712000；②陕西省旬邑县气象局，旬邑711300）

0 引言

随着气象业务现代化建设步伐的加快，自动气象站以其准确、快捷、观测数据量大、人力投入少等优点已被广泛应用于气象、农业、林业、水利、环保、水文、交通、航空等部门。自动气象站在提高观测数据的准确性和精度方面都有很大优势，但这些观测数据的获取都是基于自动气象站正常运行的前提下。因此，保证自动气象站的正常运行就成为各行各业及气象观测站工作的主要任务。为提高自动气象站观测质量，保障自动气象站正常运行，笔者根据自己多年来的工作经验对自动气象站的日常维护及常见故障判断处理进行总结归纳，以供同仁参阅。

虽然现有多种自动气象站，但是基本都是由传感器、采集器、系统电源以及通信接口和外围设备等组成。笔者现以CAWS600型地面监测自动气象站为例，全面介绍自动气象站的日常维护及常见故障判断处理。

1 自动气象站的日常维护

1.1 供电系统 供电系统是为整个自动气象站提供电源保障的核心，应具有很高的稳定性、安全性和良好的抗干扰能力。气象观测台站一般使用12V直流电源为自动气象站供电，同时配有12V免维护蓄电池（UPS）及油机发电作为后备电源。在维护时，每月要查看台站配电箱一次，每周检查室内给采集器供电的接线板是否正常，电线有无发热现象；每周检查采集器的供电电源是否正常，发现隐患及时排除；每周将发电机开启一次，检查运行是否正常，定期检查发电机燃油的储备情况；自动站供电UPS负载总功率不能大于UPS额定功率的70%，使用环境要求清洁、少尘、干燥，使用温度不要超出15℃～30℃这个范围；不要把磁性物体放在UPS上面，否则会导致工作不正常或损坏机器。使用时应首先给UPS供电，使其处于旁路工作状态，然后再逐个打开负载，关机顺序是开机顺序的逆过程，首先逐个关闭负载，再将UPS关闭；每2～3个月，人为地放一次电，这样可以延长蓄电池的使用寿命，放电过程应严格按照UPS操作手册进行。

1.2 传感器 定期对自动站各传感器进行检查。气压传感器主要检查通气孔是否畅通；温湿度传感器主要检查数据传输线是否连接牢固（禁止手触摸湿敏电容）；风向、风速传感器主要检查转动是否灵活，尤其在秋冬季节降雨、雪后湿度大气温低的情况下风杯容易被冻住，遇到此类情况应及时检查并处理，以减少对原始记录造成的不完整；雨量传感器主要检查过滤网，其上易被灰尘、小虫、泥沙等异物堵塞，应及时清除承水器滤网上的杂物（入口滤网可取下清洗），特别要注意保持节流管的畅通；地温传感器的检查包括浅层地温传感器与深层地温传感器，每日查看地面温度传感器和浅层地温传感器的埋设情况，保持地面温度传感器一半埋在土内，一半露出地面，擦拭沾附在上面的雨露和杂物，浅层地温安装支架的零标志线要与地面齐平，地温地段要保持疏松、平整、无草，雨后及时疏松；深层地温管内要防止进水，若发现有积水，用头部缚有棉花或海绵的竹竿插入管内吸干水分，如果套管内经常积水，则应当检查原因并进行维修。

1.3 采集器 数据采集器作为自动气象站的核心，具有数据采集、处理、储存以及传输的功能。一般情况下无需日常维护，可定期用毛刷清理采集器上的灰尘，保持采集器的整洁，内外干净、干燥，上面无覆盖物，不要带电插拔各种接线端子，不要带电撤换或安装传感器。采集器机箱内有一工作状态指示灯，指示灯运行是否正常关系到整个自动站的运行，正常状态下红色指示灯为闪烁状态，间隔为3秒，为了防止一些不可避免的故障发生我们可根据状态判断：

①状态灯不亮。检查供电系统，正常情况下是直流12V，若电源系统无输出，打开机箱检查时最好关闭开关、断开交流电源线。若指示灯指示有输出，而采集器没电，可能是输出线上的输出保险管被烧造成的。

②自动站与采集器的连接。在自动站监控软件的右上方有4组指示灯：依次为网络主通道、网络辅通道、自动站状态、系统状态。其中网络主通道和网络辅通道指示灯绿色表示通道为联通，红色为通道不通；自动站监控软件和采集器的工作状态可通过自动站状态指示灯进行表示：红灯—监控软件与采集器不能或没有挂接；黄灯——监控软件与采集器处于通信状态；绿灯——监控软件没有对采集器进行操作，处于空闲状态。系统状态指示灯表示监控软件的运行状态，在软件运行过程中，如果能够正确读取台站的参数，则该灯呈现红、橙闪烁，否则一直是红色。为了保证能够正常的采集并传输数据，应当时常注意这些指示灯的状态。

当发现采集器数据异常时，及时复位采集器，如果还不能解决，在清空采集器内存，如果清空并重启后仍旧不能够解决问题，那么就应当及时上报维修或更换。

1.4 数据处理微机的安全性和数据的安全备份 自动气象站配套的微机有数据存储、数据处理、数据显示、数据传输、编发报文等功能，其安全性十分重要，同时也要做好数据的多重安全备份工作。

1.4.1 业务用机的安全管理 自动站业务专用计算机保证安全使用最重要的还是要严格管理，严格执行各类业务规章制度，做到业务用机专机专用，严禁无关人员用机；使用的U盘、软盘、光盘保证无毒；与互联网隔离，安装最新的杀毒软件并及时升级，在计算机上做到三慎重：慎重删除文件、慎重改动数据、慎重更改时间。

1.4.2 自动站数据的安全备份 自动站数据备份的方式很多，我们可根据实际需要选择最有效的方式来保证气象资料的及时备份，台站可根据实际情况，选择多种、多重数据备份方式。每个台站最基本要做到：每天U盘备份及本机异机备份、每月移动硬盘备份、每年刻录光盘备份，做到多重备份，确保观测数据的安全性。

2 硬件故障的判断处理

硬件设备出现故障会导致整个或部分系统瘫痪，数据无法采集或上传。硬件故障一般分为采集故障和通讯故障两种。

2.1 采集故障的判断 采集故障分为采集器故障和某要素传感器故障两种。当出现采集故障的时候，为了以最快的速度找到故障源以排除故障，维修人员必须了解整个采集设备中各个传感器的连接情况、线路布设情况以及传感器在通电前后的技术参数。

为了能够对故障出现的部位进行有针对性的查找，一般根据自动站采集监控软件显示数据是否正常，来对采集要素出现的故障进行判断。

2.1.1 采集器故障的判断处理 如果采集器数据不能传入计算机且不能正常显示实时数据，此时检查通讯口和电缆连接是否正常，串口和软件系统是否被损坏。如果备份有原来的数据，通过重新安装软件后仍旧不能够正常显示数据，此时应对通讯部分电路和芯片进行检查，如果发现通讯芯片损坏，则换上Max202芯片后便可以正常使用。

如果全部数据出现问题或软件接收不到数据，首先排除测报软件和通讯有无故障，然后通过采集器指示灯的状态判断采集器是否异常，对于损坏的零部件应当及时进行更换。

如果数据显示时有时无，最后数据不显示，则查看通讯线路。如果线路、串口和软件处于正常状态，则采集器内部可能出现问题。此时打开采集器盖如果发现原两引脚相通的线路断开了或一脚焊线虚焊，此时重新焊接好便能够正常显示数据。

如果软件接收不到数据，但是查看通讯和软件均正常，但是采集器面板的指示灯不闪，面板上不显示数据，同时按下要素按钮、关闭采集器再启仍没有反应，这是由于采集器内保存数据的芯片内数据紊乱造成的，此时，将芯片内数据清除并再启采集器，便可以正常显示数据。

2.1.2 传感器故障的判断处理 通过自动站监控软件发现数据采集异常或无数据时，首先判断某要素传感器出现故障后，沿着传感器到采集器之间的线路进行检查，主要检查电缆是否损坏或断开、传感器与数据线连接是否松动或端来；电缆各端子之间的电阻和电压是否正常；排除以上故障后，如确属传感器出现故障，应及时对损坏的传感器做更换处理。

自动站遥测雨量计采集的雨量数值差偏大时，应调整仪器基点，调整方法：将容量调节螺钉中的一个旋转一圈，其测量误差值的变动为3%，向内（正时针旋转）旋转计数调大，向外（反时针旋转）旋转计数调小，若两个定位螺钉都向内或向外旋转一圈，其差值变动量为6%左右。一般情况下应根据计数误差大小双面调节，以保持翻斗处在平衡状态。

由于有些如转接盒和采集器等硬件设备放置在室外，因此，要定期打开进行检查以保证内部的集成电路板和相应零件不受环境影响而发生腐蚀而产生故障。

2.2 通讯故障的判断和处理 由于通讯线路发生故障就睡影响数据的采集以及报文的上传，因此，必须确保通讯畅通。自动气象站通讯包括采集器和计算机的串口通讯，自动站计算机和省局服务器连接的网络通讯，两者都是通过通讯线缆和设备进行连接的。

串口通讯是通过计算机的RS232口，采用一定的波特率与采集器通讯。因此，为了能够采集到数据，必须在运行前产看软件中设置的通讯口与规定的通讯格式是否相同。

计算机采集不到数据或采集的数据时有时无是最常见的故障。可以从以下四方面进行判断和处理：第一，检查通讯电缆头上的9芯头与设备上的串口连接是否松动；第二，检查软件中串口设置与设备上串口是否一致；第三，按厂家提供的通讯电缆技术说明，用万用表测量通讯电缆两头各端点的通断情况，检查是否有焊接问题；第四，检查设备上的串口是否有问题，计算机上的串口检测可以将1个带串口的外设插入待测的串口，如能正常使用则串口正常，若串口损坏则更换计算机串口。

3 结束语

CAWS600型自动气象站是多要素、智能型的气象监测设备，熟悉掌握CAWS600型自动气象站的维修维护，其他类型的自动气象站维修维护就会变得相对简单一些。要想完全掌握自动气象站的维修维护技术方法，还需要进一步学习自动气象站专业知识。

[1]中国华云技术开发公司.CAWS600型自动气象站观测系统使用说明书[G].北京：中国华云技术开发公司，1998.

[2]中国气象局监测网络司.气象仪器和观测方法指南[M]，北京：气象出版社，2005,9.

[3]沈肖柏.自动气象站的日常维护[J].现代农业科技,2010(03).