自動氣象觀測系統常見故障分析

導語：自動氣象觀測系統常見故障分析一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1緒論

氣象自動觀測系統是機場空管氣象設備中的重要組成部分，主要向空中交通管制員，航空氣象觀測員、航空氣象預報員等專業人士提供機場所在跑道地面的天氣狀況，主要包括風向風速、溫濕壓、天氣現象、能見度、RVR、云高等數據，這些天氣實況數據是飛機能否按時正常起降的重要依據之一，其正常工作對飛行的保障起到至關重要的作用，特別是天氣狀況復雜，能見度差，風向風速變化大時，更要求自動氣象觀測系統的各部分運行穩定，在出現故障時及時得到解決。民航山東空管分局AWOS設備包括:CL31兩套，LT31兩套，MAWS301三套，FD12P，FS11各一套，為避免電信號串擾和雷電干擾，內外場信號通過光纖傳輸。

2常見故障案例及分析

2．1FD12P系統截止2016年，FD12P出現兩次數據丟失，均為軟件故障導致，未出現硬件原因導致的故障，故障現象為系統監控界面FD12P飄紅告警，FD12P終端顯示界面無數據(////);EVENTMonitor提示FD12PDATAMISSING．故障分析及排除過程如下:1)檢查內外場通訊是否正常，室內使用Vterminal軟件嘗試遠程登錄連接設備，通訊正常，輸入STATUS命令查看系統狀態，運行正常。2)使用SensorIOMonitor軟件檢查，可以GET數據到室內顯示，通過以上步驟判斷外場傳感器及通信線路工作正常。判斷外場未自動發送數據到室內終端設備。3)遠程輸入AMES715，執行每隔15秒自動發送MESSAGE7到室內終端命令，數據恢復顯示，故障排除。為避免再次出現該故障，聯系VAISALA工程師和查閱手冊，分析故障出現的原因為FD12P的感雨器可以累計降雨量，但外場設備不會自動清零，主服務器CDU每天在世界時零點對FD12P自動發送一個命令將累計雨量清零，過程是打開命令模式、清零和退出命令模式，在退出命令模式的時候，由于傳輸線路較長，設備偶爾出現無法接受退出命令，導致線路被占用，修改配置文件timeserv．ini，在退出命令之后多加幾個回車，確保退出命令執行。通過修改配置文件，并重啟CDU服務，自2011年6月起未再出現該故障。2．2云高儀CL31CL31共出現4次故障，均為硬件故障，兩次為CLB311故障，故障現象為室內CL31傳感器飄紅告警，EVENTmonitor提示BLOWERFAILTURE，外場觀察，風機噪音過大，解決方法為更換CLB311，對換下的CLB311進行清潔，該類故障均為設備風機長時間暴露在外場環境中，積累灰塵過多引起，通過手冊規定每年兩次換季時清潔CL31風機，降低該類故障的發生;一次CLR311故障，云高儀界面出現無云高數據(////);監控界面CL31飄紅告警，EVENTMonitor提示CL31ReceiverFailure，遠程連接傳感器，查看系統狀態碼為200000008080，解決方法為更換CLR311;一次CLT311故障，監控界面紅色告警，EVENTMonitor提示CEILOMETERTRANSITTEREXPIPES，發射機激光二極管老化導致該故障，更換CLT311。CL31故障排查可通過EVENTMONITOR提示信息和狀態碼分析獲取故障單元模塊，同時傳感器也提供以下命令獲取更多的故障信息，命令如下:1)連接設備，依次輸入以下命令查看設備參數信息。CEILO＞statusCEILO＞getfailurestatusCEILO＞serviceself-check2)通過以上返回信息確定故障單元模塊，然后根據技術手冊進行更換。2．3大氣投射儀LT31LT31故障主要出現在LTL211窗口發射模塊老化上，在LT31發射端和接收端各有一個，統計規律大約每隔3年就需要更換一次，因此需要做好該模塊的備件購買計劃，此類故障通過查看EventMonitor提示信息(LT31OVERALLWARNING、LT31TRANSMITTERWARNING、LT31TRANSMITTERWTULIGHTSOURCEAGINGWARNING)和狀態碼可判斷是發射端還是接收端的LTL211老化，在外場更換時要注意。另外出現一次LTL111告警信息，故障信息內容與LTL211提示信息類似，需查看狀態碼進一步確認，由于LTL211更換次數多，機務員在值班時容易出現思維定勢，看到提示信息認為是LTL211故障，為避免出現更換模塊錯誤，值班機務員雙崗確認故障信息，并通過技術手冊查看對應的狀態碼，確認出現故障的模塊。以上故障判斷可通過EVENTmonitor提示信息和查看系統狀態碼確定故障模塊，下面描述的案例就相對復雜一些，2012年終端監控界面19端LT31狀態燈飄紅告警，數據顯示界面三組RVR均無數據(////)，跑道19端無MOR值(////)，中間及01號有MOR值。故障處理分析過程如下:1)檢查通信線路，室內遠程連接19端LT31維護線路，無法連接，查看室內19端LT31光信號收發器，發現RX狀態燈不亮，初步判斷外場傳感器無數據傳輸進來。2)外場設備外觀檢查，線路無燒灼異味，設備供電正常。3)通過維護口接入維護終端，輸入STATUS命令，查看系統信息，背景光亮度儀LM21顯示未安裝(實際已安裝LM21)，判斷由于無LM21值導致跑道三組RVR均無數據，此時狀態代碼為E8080800000000000000(E:Error;8:Systemerror;8:Auto-calibrationswitchedoff;8:Alignmentprocedurefailedoralignmenthardwareerror)，狀態碼信息內容為自動校準關閉、機械校準過程失敗或機械校準硬件故障。首先檢查LM21，由于LM21提示未安裝，在終端輸入MENU命令，選擇A(Configuration)，查看設備配置參數信息，顯示LM21的狀態設置為OFF，DATAPORT的輸出為RS-232，修改LM21設置為ON，DATAPORT為RS-485，室內終端能夠進入維護模式，同時能夠查看傳感器測量數據，但室內終端界面仍顯示////，判斷LM21數據未被CDU處理，對比跑道01端RVR內場維護終端顯示數據，發現跑道19端RVR數據無LT標識頭，進入CONFIGURATION下將LTID號設為1，室內終端三組RVR數據恢復顯示，說明通過修改Identifier值，CDU識別了傳入的數據串，此時19端的狀態碼為E6000800000000000000，信息內容為Alignmentprocedurefailedoralignmenthardwareerror，根據校準步驟，重新校準LT31，再次查看狀態碼，設備恢復正常，故障排除。通過以上案例分析，未知原因導致的外場設備配置參數變化給機務員排查故障增加了難度，但只要把握故障關鍵點，逐步理順思路，加上細致觀察分析，問題就迎刃而解。2．4MAWS3012．4．1風數據丟失風傳感器分別安裝在跑道的01端、MID端和19端，型號為WS425，自2011年正式運行截止2016年，風數據丟失故障共出現4次，故障現象均為室內終端無風數據顯示，監控界面風傳感器飄紅告警，EVENTMonitor提示WINDDATAMISSING，外場連接維護口無數據輸出，判斷為WS425故障，解決方法為更換風傳感器。由于風傳感器故障頻率偏高，每年都要送修風傳感器，增加了維護成本，促使我們分析更深層的原因，將可能的情況集中討論，重點從以下兩個方面采取措施，降低故障率，一是WS425風傳感器可能對供電電壓穩定性要求較高，通過了解其他機場使用情況(同型號)，其維護情況和我們類似，但外場設備方面配備了UPS，故障率低;二是升級風傳感器到WMT702。2013年外場設備加裝UPS，同時購買WMT702做對比觀察，截止目前，未再出現風數據丟失故障。2．4．2MAWS301提示主電源關閉2016年EVENTMonitor顯示MID端“AWSWINDDATAMISSING，EQUIPMENTENCLOSURETEMPERATUREISMORETHAN55INAWSSTATION，MAINSPOWERFAILUREINAWSSTATION，EQUIPMENTENCLOSUREDOORISOPENINAWSSTATION”，風數據丟失一個瞬時值，數據傳輸正常，未影響業務運行。但存在安全運行隱患，處置過程如下:1)根據信息提示，外場檢查中間自動站機箱，機箱密封正常，狀態燈閃爍正常，機箱內沒有發現元器件燒毀等異常情況。2)卸開中間自動站QML201固定螺絲，用萬用表檢查36V和15V電源輸出，輸出電壓正常，QBR101C的狀態燈閃爍正常，信息提示主電源關閉，需測量QML201的POWER電壓，正常工作電壓區間為8V-16V，測量值為35．84V，對比測量01端該電壓值為13．84V，確定該端口電壓異常。由于測量值電壓接近36V，設備36V電壓用于風傳感器加熱和雨量筒加熱，初步判斷36V電壓由如下圖紅色框標識的TerminalStrip接線端子引入，該接線端子連接著風傳感器的POWER線。3)斷開機箱到風傳感器的POWER線，同時斷開36V電源轉換器的輸出，測量QML201上的POWER電壓，測量值為13.86V，與01端測量的電壓值接近，然后重新連接上36V的電源轉換器的輸出，繼續測量QML201的POWER電壓，測量值為13．86V，然后再連接上機箱到風傳感器的POWER線，再次測量QML201的POWER電壓，此時測量值升為35．84V，至此可判斷由機箱到風傳感器線路或傳感器接頭處存在短路現象，導致回流引入了36V風傳感器加熱電壓到QML201的POWER口，放風桿檢查。4)放倒風桿后，外觀檢查發現接近風傳感器接頭的電源線有燒焦痕跡，線路也存在老化引起的裂紋，判斷電源線因老化裂紋進潮氣導致短路(當日天氣為大霧，濕度值100%)，引起線路發熱燒焦，造成本應提供給風傳感器加熱的36V的電壓因短路并聯回傳到機箱內QML201的POWER端，而此時風傳感器也正常工作，通過查詢手冊，發現風傳感器工作電壓9V-36V，所以即使電源電壓升為36V，也不會影響其工作。5)把破損處的電源線剪斷，重新焊接5根線路，使用萬用表測量線路是否依然存在短路現象，恢復原來走線，重啟設備，主電源關閉告警信息消失，故障排除，設備恢復正常。重新更換已老化的傳輸線，同時做好外場其它設備傳輸線老化檢查及更換，降低同類故障發生風險。

3小結

總體來說，自動觀測系統是一套高度自動化的系統，每一個環節出現問題都能在監控界面、EVENTMonitor、系統狀態碼中直接或間接體現出來，提高了機務員故障排除效率。當設備出現故障時，首先要結合告警狀態信息分析原因，有步驟，有條理的排查故障，同時做好記錄，處理完畢后做好歸類總結，積累故障分析的經驗，從而保證設備更好的工作。以上所述案例為空管同行出現類似故障提供參考。

參考文獻:

［1］VAISALA公司自動觀測系統技術手冊．

作者:王康 單位:民航山東空管分局