摘要：根据以往的气象设备保证竞争经验，总结气象设备故障排除的方法和步骤，从竞争准备、竞争过程和竞争心理等方面，分析和完善设备安装、运行调试、故障诊断和排除的技术要点。结果表明，心理状态是确保气象设备竞争结果的关键因素，操作技能和速度是决定竞争结果的必要条件。故障排除应按先易后难、先软件后硬件的顺序进行，尽可能多地排除设备故障。
关键词:气象装备；竞争；故障排除；
近年来，作为国家、省、市气象行业职业技能竞赛的重要组成部分，气象设备保障学科越来越受到各队选手和竞赛组织者的重视。它具有竞争时间短、单位时间分数高的特点。竞赛项目的发展也促进了基层气象站仪器设备保障能力的提高。
气象设备保证竞赛主要包括设备安装、运行调试、故障诊断排除等环节。这些内容需要在30分钟内完成，时间必须合理安排，时间必须在几分钟内竞争。竞赛场地提供特殊的计算机和新的自动气象站（包括DZZ4和DZZ52种型号)，每个新的自动气象站包括收集器、电源系统、通信系统、压力、温度、湿度、风、雨、能见度等传感器。近两届全国气象产业职业技能竞赛计划再次增加DPZ1型综合集成硬件控制器DNQ1型前向散射式能见度仪等设备。竞赛设备逐渐增多，难度系数也不断提高，因此选手的临场发挥对于此项科目取得较好成绩起到了决定性作用。一些气象工作者对自动气象站故障和排除进行过研究[1-3]，但是专门针对气象装备保障竞赛方面的研究较少。
结合作者以往的竞赛实践和日常工作经验，总结了一些考试方法和技能，仅供参赛者参考，为日常设备技术保障工作提供参考。
1竞赛准备
1.1心理准备
进入考场前，要了解考场房屋的总体方向，明确南北方向。这有利于稳定情绪，二是在设备安装过程中可以使用指北针快速找到北方的方向。
1.2工具准备
进入考场后，我们应该大致了解扳手、指北针、水平尺、万用表等工具的位置、设备连接和通电状态。
1.3试卷准备
一般设备技术保证竞赛正式开始前，将花大约2分钟阅读问题。在此期间，快速浏览试卷，对问题的数量和难度有一个大致的了解，以掌握考试进度和问题的顺序。必须在试卷的相应位置写下姓名和参赛单位，以免遗漏和影响结果。
2设备安装和运行调试
2.1设备安装
使用给定的工具完成设备安装和检查，包括传感器接线、传感器与防雷板连接、防雷板与收集器连接、综合集成硬件控制器连接、供电系统接线等。通信、温度、湿度、气压、雨量、风速、风向、能见度等设备安装应按规定的高度、方向和水平正确完成。安装时，注意航空插头的凹凸，针孔位置相应准确，力求一次性紧固，各种接线连接准确，安装后操作台整洁美观。这需要在日常训练中加强练习，提高熟练程度。
2.2.设备运行调试
使用地面综合观测业务软件(ISOS)或串口调试软件(SSCOM)现场调试设备。包括：传感器相关参数的读取和设置、收集器相关参数的读取和设置、能见度传感器的应用和维护、综合集成硬件控制器的设置和调试等。设备调试、参数配置和数据读取按要求正确完成。
串口调试软件(SSCOM)定期发送，观察收发灯是否正常交替闪烁。常见的调试命令包括：自检AUTOCHECK、采样SAMPLES(DZZ4)、采样OBSAMPLEMAIN(DZZ5)、配置参数SENCO。
排除故障诊断
需要正确使用工具，诊断自动站故障，确定故障位置，分析故障原因，故障。
故障要素的显示及原因如下表所示。
配置参数设置错误，主要针对风速和雨量。
根据上表给出的现象和原因，根据不同设备的特点进行故障诊断和排除，简要步骤如下：
3.1通讯故障
①参数设置检查：包括端口、波特率、校准位、停止位等；②光纤收(Rx)、发(Tx)连接是否正确；③检查DIP拨码：1应位于ON二、三、四应位于OFF”;④主检收集器与光电模块之间的收集(Rx)、发(Tx)、地(G)连接是否正确；⑤检查光电转换模块状态:电源电压(12V)、地线(G)工作指示灯是否正常，是否经常亮；⑥检查各网线指示灯是否正常闪烁。
3.2气温故障
①ISOS常用命令：SENSTT0、QCPST0;②检查四线电阻线序：同端、异端交换（电阻法）；③检查电阻接线端子：是否有短路、断路；④传感器故障：所有故障排除后仍不能恢复正常，判断为传感器故障，需更换传感器。
3.3湿度故障
①ISOS常用命令：SENSTU、QCPSU;②测量传感器2V左右(黑色表笔测湿度，G，红色表笔湿度测量电源V);③传感器输出电压测量正常为0~1V;④信号线是否交叉交换；⑤测量传感器接线端子：是否有短路、断路；⑥传感器故障：所有故障排除后仍不能恢复正常，判断为传感器故障，需更换传感器。
3.4温湿度同时故障
当温度和湿度同时缺乏时，一般会考虑公共部分的温度和湿度—CAN主要判断步骤如下：①主采CAN-H线与温湿分采CAN-H线、主采CAN-L线与温湿分采CAN-L线：是否单独连接；②测量CAN-H线与CAN-L线：是否有短路、断路或交换；③检查主采、温湿分采CAN-H线与CAN-L线是否反转；④测量主采、温湿分采CAN总线端子：是否有短路、短路。
也可根据指示灯状态进行一般观察和判断。DZZ4型自动气象站CAN无论是短路、断路还是交换时CAN-E灯会闪烁。DZZ4型自动气象站CAN线短路时Tx、Rx灯均不亮，CAN线断路时Tx、Rx灯均常亮，CAN-H线与CAN-L线交换时Tx、Rx灯交替闪烁。
3.5气压故障
①ISOS常用命令：SENSTP、QCPSP;②电压应为12V左右;③检查信号线序：Tx、Rx是否接反;④测量传感器接线端子：是否有短路、断路；⑤传感器故障：所有故障排除后仍不能恢复正常，判断为传感器故障，需更换传感器。
3.6雨量故障
①ISOS常用命令：SENSTRAT、SENCORAT;②测量传感器接线端子：是否有短路、断路；③测量传感器电缆：是否有短路、断路；④检查干簧管：是否有短路、断路；⑤用电压法检查：因为主采雨量通电自带3.5V左右电压，如果传感器接到主采，启动状态可测量3.5V左右电压可以消除线路和端子故障。
3.7风速故障
①ISOS常用命令：SENSTWS、SENCOWS;②测量传感器供电电压：5V左右;③测量传感器信号频率：正常转动时频率不得为零，并随风速变化；④测量传感器信号电压：0~5V，转动时在2～3V之间的波动。恒为5V可能与电压正短路，通常为0V可能与电源短路；⑤测量传感器接线端子：是否有短路、断路；⑥测量电缆，判断通断和短路：DZZ4采集器端电源正、信号、电源地对应于传感器端2、7、5孔，DZZ5传感器端1、3、2孔对应采集器端正、信号、电源；⑦传感器故障：所有故障排除后仍不能恢复正常，判断为传感器故障，需更换传感器。
3.8风向故障
风向信号由D6、D5、D4、D3、D2、D1、D0共7条线，风向传感器信号2.5V以下为低电平，格雷码输出0；2.5V以上为高电平，格雷码输出1。DZZ4型自动气象站主采D6～D自带电压为：0V、0V、0V、0V、0V、0V、0V，对应格雷码为：0000000，所有风线缆不接情况下风向为0°;DZZ5型自动气象站主采D6～D自带电压为：5V、5V、5V、5V、5V、5V、0V，对应格雷码为：111110，所有风缆不连接时，风向为236°。
一般故障诊断和排除步骤如下：
①ISOS常用命令：SENSTWD。②检查风向供电:正常5V左右。确定正常的参数和电源，然后进行调查D6和D5线路。
③验证四个方向:东南风和西北风是否有交换，只输出偏南风(90°～270°)、只输出北风(270°～0°～90°)、只输出偏西风(180°～270°)、只输出偏东风(0°～180°)。④东南风与西北风输出交换时，检查D5、D6电缆是否交叉。⑤只输出偏S风(90°～270°)时，说明D5格雷码恒为1，D5信号通道只采集到高电平。DZZ4型自动气象站，D电缆可能与风向电源正(55)V)短路;对于DZZ5型自动气象站，D5电缆可能断路或与电源正(5)V)短路。⑥只输出偏N风(270°～0°～90°)：说明D5格雷码恒为0，D5信号通道只采集到低电平。DZZ4型自动气象站D5线缆断路或与电源断路(G)短路;对于DZZ5型自动气象站，D55电缆可能与风向电源有关(G)短路。⑦只输出偏W风(180°～270°)时，说明D6格雷码恒为1，D6信号通道只采集到高电平。DZZ4型自动气象站，D电缆可能与风向电源正(5V)短路;对于DZZ5型自动气象站，D电缆可能断路或与电源正(5)V)短路。⑧只输出偏E风(0°～180°)时，说明D6格雷码恒为0，D6信号通道只采集到低电平。DZZ4型自动气象站D电缆断路或与电源断路(G)短路;对于DZZ5型自动气象站，D6电缆可能与风向电源有关(G)短路。⑨测量端子：是否有短路或断路。⑩传感器故障：所有故障排除后仍不能恢复正常，判断为传感器故障，需更换传感器。
风向故障的原因比较复杂，排除时间比较长，一般应留在最后排除。
3.9能见度故障
①ISOS挂接检查，参数检查。常见命令:SETCOMWAY、OPENCHANNEL1！、MES;②测量电源：正常情况下应为12V左右;③检查Tx、Rx信号线序；④测量端子：是否有短路或断路；⑤检查接收端和发射端：光路是否堵塞。
4竞赛完毕
在所有故障排除后，相关要素应能够正常读取显示。如有时间，应将工具整理收回原来位置，温湿分采盖板、雨量传感器外筒。最后检查姓名、单位是否写全或有无遗漏题未做。
考试完毕后，可询问裁判是否需要帮助将设备恢复到待考状态。尽量不要提前交卷。
5总结与建议
(1)竞赛过程中要保持情绪稳定、头脑清醒，准确把握考试节奏。
(2)对考官态度要好，如遇到设备问题，在询问考官无果的情况下，可举手示意考场巡视人员进行求助。
(3)故障排除的时候按照“先易后难”、“先软件、后硬件”的顺序进行，避免浪费时间。
(4)故障现象描述要准确，故障点要精确到最小可更换的元器件单元。
(5)故障排除步骤要尽量简要凝练，用最少的文字描述出故障排除工作的主要内容。
(6)建议选手针对个人情况，总结适合自己的竞赛经验和方法，在练习中不断应用和提升。
参考文献：
[1]李凤，邓运超，李杰.DZZ4型自动站雨量传感器故障处理方法[J].气象研究与应用，2017，38(4)：62-64.
[2]杨玉霞.DZZ5型自动气象站地温故障的维修方法研究[J].青海气象，2019，(03)：105-106.
[3]李竹.地面气象观测仪器常见故障及维修维护研究[J].科技风，2019，(21)：134.
作者简介：邓运超(1984-)，男，河北肃宁人，工程师，理学学士，主要从事综合气象业务工作。