自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)常見故障分析

時(shí)間:2022-01-31 08:42:11

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自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)常見故障分析

1緒論

氣象自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)是機(jī)場(chǎng)空管氣象設(shè)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(cè)員、航空氣象預(yù)報(bào)員等專業(yè)人士提供機(jī)場(chǎng)所在跑道地面的天氣狀況,主要包括風(fēng)向風(fēng)速、溫濕壓、天氣現(xiàn)象、能見度、RVR、云高等數(shù)據(jù),這些天氣實(shí)況數(shù)據(jù)是飛機(jī)能否按時(shí)正常起降的重要依據(jù)之一,其正常工作對(duì)飛行的保障起到至關(guān)重要的作用,特別是天氣狀況復(fù)雜,能見度差,風(fēng)向風(fēng)速變化大時(shí),更要求自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)的各部分運(yùn)行穩(wěn)定,在出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)得到解決。民航山東空管分局AWOS設(shè)備包括:CL31兩套,LT31兩套,MAWS301三套,F(xiàn)D12P,F(xiàn)S11各一套,為避免電信號(hào)串?dāng)_和雷電干擾,內(nèi)外場(chǎng)信號(hào)通過光纖傳輸。

2常見故障案例及分析

2.1FD12P系統(tǒng)截止2016年,F(xiàn)D12P出現(xiàn)兩次數(shù)據(jù)丟失,均為軟件故障導(dǎo)致,未出現(xiàn)硬件原因?qū)е碌墓收希收犀F(xiàn)象為系統(tǒng)監(jiān)控界面FD12P飄紅告警,F(xiàn)D12P終端顯示界面無數(shù)據(jù)(////);EVENTMonitor提示FD12PDATAMISSING.故障分析及排除過程如下:1)檢查內(nèi)外場(chǎng)通訊是否正常,室內(nèi)使用Vterminal軟件嘗試遠(yuǎn)程登錄連接設(shè)備,通訊正常,輸入STATUS命令查看系統(tǒng)狀態(tài),運(yùn)行正常。2)使用SensorIOMonitor軟件檢查,可以GET數(shù)據(jù)到室內(nèi)顯示,通過以上步驟判斷外場(chǎng)傳感器及通信線路工作正常。判斷外場(chǎng)未自動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)到室內(nèi)終端設(shè)備。3)遠(yuǎn)程輸入AMES715,執(zhí)行每隔15秒自動(dòng)發(fā)送MESSAGE7到室內(nèi)終端命令,數(shù)據(jù)恢復(fù)顯示,故障排除。為避免再次出現(xiàn)該故障,聯(lián)系VAISALA工程師和查閱手冊(cè),分析故障出現(xiàn)的原因?yàn)镕D12P的感雨器可以累計(jì)降雨量,但外場(chǎng)設(shè)備不會(huì)自動(dòng)清零,主服務(wù)器CDU每天在世界時(shí)零點(diǎn)對(duì)FD12P自動(dòng)發(fā)送一個(gè)命令將累計(jì)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(shí)候,由于傳輸線路較長(zhǎng),設(shè)備偶爾出現(xiàn)無法接受退出命令,導(dǎo)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(gè)回車,確保退出命令執(zhí)行。通過修改配置文件,并重啟CDU服務(wù),自2011年6月起未再出現(xiàn)該故障。2.2云高儀CL31CL31共出現(xiàn)4次故障,均為硬件故障,兩次為CLB311故障,故障現(xiàn)象為室內(nèi)CL31傳感器飄紅告警,EVENTmonitor提示BLOWERFAILTURE,外場(chǎng)觀察,風(fēng)機(jī)噪音過大,解決方法為更換CLB311,對(duì)換下的CLB311進(jìn)行清潔,該類故障均為設(shè)備風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間暴露在外場(chǎng)環(huán)境中,積累灰塵過多引起,通過手冊(cè)規(guī)定每年兩次換季時(shí)清潔CL31風(fēng)機(jī),降低該類故障的發(fā)生;一次CLR311故障,云高儀界面出現(xiàn)無云高數(shù)據(jù)(////);監(jiān)控界面CL31飄紅告警,EVENTMonitor提示CL31ReceiverFailure,遠(yuǎn)程連接傳感器,查看系統(tǒng)狀態(tài)碼為200000008080,解決方法為更換CLR311;一次CLT311故障,監(jiān)控界面紅色告警,EVENTMonitor提示CEILOMETERTRANSITTEREXPIPES,發(fā)射機(jī)激光二極管老化導(dǎo)致該故障,更換CLT311。CL31故障排查可通過EVENTMONITOR提示信息和狀態(tài)碼分析獲取故障單元模塊,同時(shí)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(shè)備,依次輸入以下命令查看設(shè)備參數(shù)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(jù)技術(shù)手冊(cè)進(jìn)行更換。2.3大氣投射儀LT31LT31故障主要出現(xiàn)在LTL211窗口發(fā)射模塊老化上,在LT31發(fā)射端和接收端各有一個(gè),統(tǒng)計(jì)規(guī)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(jì)劃,此類故障通過查看EventMonitor提示信息(LT31OVERALLWARNING、LT31TRANSMITTERWARNING、LT31TRANSMITTERWTULIGHTSOURCEAGINGWARNING)和狀態(tài)碼可判斷是發(fā)射端還是接收端的LTL211老化,在外場(chǎng)更換時(shí)要注意。另外出現(xiàn)一次LTL111告警信息,故障信息內(nèi)容與LTL211提示信息類似,需查看狀態(tài)碼進(jìn)一步確認(rèn),由于LTL211更換次數(shù)多,機(jī)務(wù)員在值班時(shí)容易出現(xiàn)思維定勢(shì),看到提示信息認(rèn)為是LTL211故障,為避免出現(xiàn)更換模塊錯(cuò)誤,值班機(jī)務(wù)員雙崗確認(rèn)故障信息,并通過技術(shù)手冊(cè)查看對(duì)應(yīng)的狀態(tài)碼,確認(rèn)出現(xiàn)故障的模塊。以上故障判斷可通過EVENTmonitor提示信息和查看系統(tǒng)狀態(tài)碼確定故障模塊,下面描述的案例就相對(duì)復(fù)雜一些,2012年終端監(jiān)控界面19端LT31狀態(tài)燈飄紅告警,數(shù)據(jù)顯示界面三組RVR均無數(shù)據(jù)(////),跑道19端無MOR值(////),中間及01號(hào)有MOR值。故障處理分析過程如下:1)檢查通信線路,室內(nèi)遠(yuǎn)程連接19端LT31維護(hù)線路,無法連接,查看室內(nèi)19端LT31光信號(hào)收發(fā)器,發(fā)現(xiàn)RX狀態(tài)燈不亮,初步判斷外場(chǎng)傳感器無數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)來。2)外場(chǎng)設(shè)備外觀檢查,線路無燒灼異味,設(shè)備供電正常。3)通過維護(hù)口接入維護(hù)終端,輸入STATUS命令,查看系統(tǒng)信息,背景光亮度儀LM21顯示未安裝(實(shí)際已安裝LM21),判斷由于無LM21值導(dǎo)致跑道三組RVR均無數(shù)據(jù),此時(shí)狀態(tài)代碼為E8080800000000000000(E:Error;8:Systemerror;8:Auto-calibrationswitchedoff;8:Alignmentprocedurefailedoralignmenthardwareerror),狀態(tài)碼信息內(nèi)容為自動(dòng)校準(zhǔn)關(guān)閉、機(jī)械校準(zhǔn)過程失敗或機(jī)械校準(zhǔn)硬件故障。首先檢查L(zhǎng)M21,由于LM21提示未安裝,在終端輸入MENU命令,選擇A(Configuration),查看設(shè)備配置參數(shù)信息,顯示LM21的狀態(tài)設(shè)置為OFF,DATAPORT的輸出為RS-232,修改LM21設(shè)置為ON,DATAPORT為RS-485,室內(nèi)終端能夠進(jìn)入維護(hù)模式,同時(shí)能夠查看傳感器測(cè)量數(shù)據(jù),但室內(nèi)終端界面仍顯示////,判斷LM21數(shù)據(jù)未被CDU處理,對(duì)比跑道01端RVR內(nèi)場(chǎng)維護(hù)終端顯示數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)跑道19端RVR數(shù)據(jù)無LT標(biāo)識(shí)頭,進(jìn)入CONFIGURATION下將LTID號(hào)設(shè)為1,室內(nèi)終端三組RVR數(shù)據(jù)恢復(fù)顯示,說明通過修改Identifier值,CDU識(shí)別了傳入的數(shù)據(jù)串,此時(shí)19端的狀態(tài)碼為E6000800000000000000,信息內(nèi)容為Alignmentprocedurefailedoralignmenthardwareerror,根據(jù)校準(zhǔn)步驟,重新校準(zhǔn)LT31,再次查看狀態(tài)碼,設(shè)備恢復(fù)正常,故障排除。通過以上案例分析,未知原因?qū)е碌耐鈭?chǎng)設(shè)備配置參數(shù)變化給機(jī)務(wù)員排查故障增加了難度,但只要把握故障關(guān)鍵點(diǎn),逐步理順?biāo)悸罚由霞?xì)致觀察分析,問題就迎刃而解。2.4MAWS3012.4.1風(fēng)數(shù)據(jù)丟失風(fēng)傳感器分別安裝在跑道的01端、MID端和19端,型號(hào)為WS425,自2011年正式運(yùn)行截止2016年,風(fēng)數(shù)據(jù)丟失故障共出現(xiàn)4次,故障現(xiàn)象均為室內(nèi)終端無風(fēng)數(shù)據(jù)顯示,監(jiān)控界面風(fēng)傳感器飄紅告警,EVENTMonitor提示W(wǎng)INDDATAMISSING,外場(chǎng)連接維護(hù)口無數(shù)據(jù)輸出,判斷為WS425故障,解決方法為更換風(fēng)傳感器。由于風(fēng)傳感器故障頻率偏高,每年都要送修風(fēng)傳感器,增加了維護(hù)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(diǎn)從以下兩個(gè)方面采取措施,降低故障率,一是WS425風(fēng)傳感器可能對(duì)供電電壓穩(wěn)定性要求較高,通過了解其他機(jī)場(chǎng)使用情況(同型號(hào)),其維護(hù)情況和我們類似,但外場(chǎng)設(shè)備方面配備了UPS,故障率低;二是升級(jí)風(fēng)傳感器到WMT702。2013年外場(chǎng)設(shè)備加裝UPS,同時(shí)購買WMT702做對(duì)比觀察,截止目前,未再出現(xiàn)風(fēng)數(shù)據(jù)丟失故障。2.4.2MAWS301提示主電源關(guān)閉2016年EVENTMonitor顯示MID端“AWSWINDDATAMISSING,EQUIPMENTENCLOSURETEMPERATUREISMORETHAN55INAWSSTATION,MAINSPOWERFAILUREINAWSSTATION,EQUIPMENTENCLOSUREDOORISOPENINAWSSTATION”,風(fēng)數(shù)據(jù)丟失一個(gè)瞬時(shí)值,數(shù)據(jù)傳輸正常,未影響業(yè)務(wù)運(yùn)行。但存在安全運(yùn)行隱患,處置過程如下:1)根據(jù)信息提示,外場(chǎng)檢查中間自動(dòng)站機(jī)箱,機(jī)箱密封正常,狀態(tài)燈閃爍正常,機(jī)箱內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)元器件燒毀等異常情況。2)卸開中間自動(dòng)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(tài)燈閃爍正常,信息提示主電源關(guān)閉,需測(cè)量QML201的POWER電壓,正常工作電壓區(qū)間為8V-16V,測(cè)量值為35.84V,對(duì)比測(cè)量01端該電壓值為13.84V,確定該端口電壓異常。由于測(cè)量值電壓接近36V,設(shè)備36V電壓用于風(fēng)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(biāo)識(shí)的TerminalStrip接線端子引入,該接線端子連接著風(fēng)傳感器的POWER線。3)斷開機(jī)箱到風(fēng)傳感器的POWER線,同時(shí)斷開36V電源轉(zhuǎn)換器的輸出,測(cè)量QML201上的POWER電壓,測(cè)量值為13.86V,與01端測(cè)量的電壓值接近,然后重新連接上36V的電源轉(zhuǎn)換器的輸出,繼續(xù)測(cè)量QML201的POWER電壓,測(cè)量值為13.86V,然后再連接上機(jī)箱到風(fēng)傳感器的POWER線,再次測(cè)量QML201的POWER電壓,此時(shí)測(cè)量值升為35.84V,至此可判斷由機(jī)箱到風(fēng)傳感器線路或傳感器接頭處存在短路現(xiàn)象,導(dǎo)致回流引入了36V風(fēng)傳感器加熱電壓到QML201的POWER口,放風(fēng)桿檢查。4)放倒風(fēng)桿后,外觀檢查發(fā)現(xiàn)接近風(fēng)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(jìn)潮氣導(dǎo)致短路(當(dāng)日天氣為大霧,濕度值100%),引起線路發(fā)熱燒焦,造成本應(yīng)提供給風(fēng)傳感器加熱的36V的電壓因短路并聯(lián)回傳到機(jī)箱內(nèi)QML201的POWER端,而此時(shí)風(fēng)傳感器也正常工作,通過查詢手冊(cè),發(fā)現(xiàn)風(fēng)傳感器工作電壓9V-36V,所以即使電源電壓升為36V,也不會(huì)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(cè)量線路是否依然存在短路現(xiàn)象,恢復(fù)原來走線,重啟設(shè)備,主電源關(guān)閉告警信息消失,故障排除,設(shè)備恢復(fù)正常。重新更換已老化的傳輸線,同時(shí)做好外場(chǎng)其它設(shè)備傳輸線老化檢查及更換,降低同類故障發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

3小結(jié)

總體來說,自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)是一套高度自動(dòng)化的系統(tǒng),每一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都能在監(jiān)控界面、EVENTMonitor、系統(tǒng)狀態(tài)碼中直接或間接體現(xiàn)出來,提高了機(jī)務(wù)員故障排除效率。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí),首先要結(jié)合告警狀態(tài)信息分析原因,有步驟,有條理的排查故障,同時(shí)做好記錄,處理完畢后做好歸類總結(jié),積累故障分析的經(jīng)驗(yàn),從而保證設(shè)備更好的工作。以上所述案例為空管同行出現(xiàn)類似故障提供參考。

參考文獻(xiàn):

[1]VAISALA公司自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)技術(shù)手冊(cè).

作者:王康 單位:民航山東空管分局