回南天观测站日常维护与故障排除

回南天观测站日常维护与故障排除

李春晖1，吴健杰1，吴悦2，廖铭超2

（1.昭平县气象局，广西 昭平546899；2.贺州市气象局，广西 贺州542899）

摘要：本文通过对昭平回南天观测站的一次故障实例分析与排除，总结回南天观测站日常维护和故障排除方法，为县级综合气象业务人员在回南天观测站装备技术保障工作中提供参考。

关键词：回南天；装备技术保障；故障排除

引言：

“回南天”是一种天气返潮现象，常见于华南及江南部分地区，冬春季经过长时间低温过程后，空气温度快速升高，空气湿度快速上升接近饱和，在较冷的下垫面如室内地板、镜面、墙面等发生潮湿，或凝结有小水珠甚至出现冒水等现象，回南天观测站装备技术保障工作是县级综合气象业务工作的重要组成部分，特别是地面气象观测自动化运行以后，对县级综合气象业务人员的装备技术保障能力要求更高。

1 广西回南天观测系统和昭平回南天观测站基本情况

广西回南天观测站网于2016年初开始建设，11月基本完成并正式投入业务运行。目前共建有91个回南天自动观测站，逐1min或10min进行观测。包括4物体温度要素站9站（观测瓷砖地面温度、墙面温度、水泥地面温度、空气温度），2物体温度要素82站（观测瓷砖地面温度、墙面温度）。回南天观测系统装备将网络模块嵌入MD-04采集器中，直接通过网络将回南天观测数据回传省级中心站，硬件设计集成度高。昭平回南天站选址业务楼一楼办公室，面积15m2（3.4m×4.4m），自然通风，不受太阳直接照射。

2 故障现象分析与排除

2.1 故障现象描述

2021年11月19日，昭平县气象局进行回南天观测站月维护时，发现广西“回南天”综合观测平台上显示昭平回南天观测站数据传输正常，但瓷砖地面温度、墙面温度均为99.9℃，数据明显异常。装备保障人员立即开展故障处置工作。

2.2 故障原因排查

（1）因瓷砖地面温度、墙面温度异常，故应当首先检查温度传感器工作情况。回南天观测站采用铂电阻温度传感器，其测量原理是利用金属铂在温度变化时自身电阻也随之改变的特性来测量温度，铂电阻温度传感器通常采用Pt100电阻，0℃时的电阻值为100Ω，电阻变化率约为0.385Ω·℃-1，采用四芯屏蔽信号线从敏感元件引出用于测量，使用四线制测温原理，以减少导线电阻引起的测量误差，按从左至右的顺序，第1、2和第3、4根导线连接的电阻称为同端电阻，第1、3和第2、4或第1、4和第2、3根导线连接的电阻称为异端电阻，电阻必须不带电进行测量。装备保障人员断开电源后，拔出采集器上瓷砖地面温度传感器、墙面温度传感器连接的端子，使用万用表200Ω档位测量瓷砖地面温度传感器异端电阻为112.2Ω，测量同端电阻为5.7Ω，代入公式（异端电阻-同端电阻-100Ω）/0.385Ω·℃-1可得当时传感器测量的温度约为16.9℃，同样的方法得到当时传感器测量的墙面温度约为15.4℃，从昭平县天气气候背景分析温度正常，瓷砖地面温度传感器、墙面温度传感器工作正常。

（2）检查供电系统。上电后，装备保障人员检查MD-04采集器，系统状态灯秒闪，通信灯间隔一段时间亮一次，指示供电正常。使用万用表500V~档位测量电源转换模块市电电压为220VAC，使用万用表20V-档位测量采集器工作电压为13.8VDC，电压均在正常范围，供电系统工作正常。

（3）综合广西“回南天”综合观测平台上显示昭平回南天观测站数据传输正常，排除网络故障。故考虑MD-04采集器故障，按照广西观测质量管理体系流程申请更换采集器。

2.3 故障排除

（1）更换采集器

接到上级下发的MD-04采集器后，装备保障人员立即组织更换。准备工具有：笔记本电脑一台、网线一条、USB转串口线一条、原回南天站点IP地址、回南天站点ID号（4位）、十字螺丝刀等。断开电源后，将旧采集器拆下，安装固定新采集器后，接回电源端子，瓷砖地面温度传感器端子接回CH7端口，墙面温度传感器端子接回CH8端口。

（2）配置采集器网络参数

打开软件“NetModuleConfig”，等待本机IP地址显示完成后，点击“搜索模块”，模块列表会出现采集器模块，双击模块列表中的模块（模块名：NET MODULE），软件将读取通讯模块的初始化参数，逐项进行模块参数设置，设置工作模式为：TCP_Client，模块IP为原回南天站点IP地址，子网掩码为255.255.255.0，默认网关前三位与原回南天站点IP地址相同，最后一位为1，模块端口为2000，目的IP为中心站IP地址，目的端口为1500，其他参数均使用软件默认值，单击“配置模块参数”，将参数写入网络模块。当界面的显示“配置成功”，则表示配置已完成。

（3）配置站点信息参数

使用USB转串口线连接MD-04采集器和笔记本电脑，通过设备管理器确认端口号，打开串口调试工具，选择确认的端口号，波特率选择115200，数据位8，停止位1，校验位None，勾选发送新行，单击“打开串口”，配置采集器时钟、采样频率、采集器ID等3项参数。输入命令CM_STD:YYYY-MM-DD HH-MM-SS!设置采集器时钟为YYYY年MM月DD日HH时MM分SS秒，成功设置返回SET_TIME_OK，输入命令CM_STM:0010!设置采样频率为10min，成功设置返回SET_TM_OK，输入命令CM_SID:XXXX!设置采集器ID为回南天站点ID号（4位）XXXX，成功设置返回SET_ID_OK。设置完成后可以通过CM_GTD！、CM_GTM！、CM_GID！、CM_GET_DATA！命令查询当前采集器时钟、采样频率、采集器ID和采集数据。

3 回南天观测站日常维护要求

3.1 台站的业务职责

台站的业务职责有：负责本站回南天观测站设备的常规维护及维修，发现故障或接到故障通知时，应及时派人到达现场进行故障排除。

3.2 台站的运行监控职责

查看所属回南天观测站的数据采集情况或数据应用过程中发现异常或接到上级监控处理信息后，应立即进行分析、诊断和排除故障，并及时反馈处理情况。

3.3 台站的维护保障职责

每月至少进行一次现场维护。维护内容包括：检查设备运行情况，包括设备供电系统是否正常，采集器、电源控制器等部件工作是否正常，传感器是否在正常状态下工作；检查机箱内电缆、接线及插件的连接情况。

小结

区、市、台站三级技术保障力量应按照GX45-Y-GCWL-QI-71应用气象观测站（回南天）维护维修作业指导书要求，统筹加强回南天观测系统的运行监控和维护保障工作，为冬春季广西回南天预报服务做好准备。

参考文献

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[4] 郑家稳.“回南天”对洋关泵站机组影响分析[J].科技展望，2016，26（23）：100.

作者简介：李春晖（1994-）男，瑶族，理学学士，广西贺州人，工程师，主要从事县级综合气象业务工作。