新型前向散射儀FS11在Avimet系統中的故障診斷與分析

陸榮

摘 要：隨著自動觀測系統中傳感器技術的不斷發展與進步，芬蘭Vaisala公司制造的新型前向散射儀FS11正逐步取代原有的FD12，作為大氣透射儀的主要備份設備，以其測量穩定等多項技術優勢，在新一代Avimet系統中扮演越來越重要的角色。該文從一例實際故障的診斷分析出發，通過故障認識設備、了解設備，最終拓展總結出包含MCU111的Avimet系統下一種故障診斷方法。

關鍵詞：FS11 Avimet MCU111 故障診斷

中圖分類號：V37 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）09（a）-0092-02

目前，國內不少機場的自動氣象觀測系統配備了芬蘭Vaisala公司的Avimet系統，該系統創新使用了中央數據采集（通信）單元MCU111，室外傳感器配備了新型傳感器FS11以提供能見度數據。下文將通過在這個系統中一個具體故障的處理過程進而分析新型前向散射儀FS11在Avimet系統中的故障診斷方法。

1 故障重現

某日某機場自動觀測系統的某點能見度數據突然丟失，經當日值班員檢查確定，該點傳感器無法通過系統自帶軟件sensor terminal連接，同時查看機房內MCU111對應位置收發燈非正常閃爍。

2 對應設備簡介

2.1 MUC111

中央通信單元包含下列部件（見圖1）。

（1）16口端口服務器；（2）配置DMX501（調制解調板）及DSI485模塊（燈光接口用）；（3）若干可配置串口輸出；（4）用于安插調制解調板的母板（可配置）。

MCU111的外殼正面可看到其所對應的每個傳感器的載波燈及收發燈情況。

2.2 FS11

FS11的測量原理與原有的前向散射儀FD12類似，即通過測量成42°角散射的發射機和接收機之間的紅外光強度，來評估氣象光學范圍能見度（MOR）。再經過對信號性質的仔細分析后，將散射測量轉化為能見度。概況圖如圖2所示。

圖2中：①為測量單元，包含光學部件（發射機和接收機）以及測量單元。②為接口單元，包含通信CPU（主CPU），供電及通信組件。③為易折桿。

這里需要指出：該設備的調制解調器的位置處于設備內部的主CPU上。

3 故障分析及診斷

（1）此例中該點設備無數據，常理來說，故障的判斷需要“由內而外”，先排查內場包括主處理器CDU、MCU111的故障。

結果：CDU對應端口工作正常，MCU111表面上正常（LED燈等均正常），因該MCU111集成度較高，涉及該跑道上的其他自觀數據，故未采用重啟該設備的措施。

（2）至現場后，針對該設備，設想先從本地來讀取測量數據，以診斷測量、采集部分功能是否正常。打開線路后，輸入命令SET MESSAGE PORT MAINTENANCE。結果，從輸出來看，一切設備狀態及測量數據均正常。

（3）至此，考慮調制解調板DMX501或線路故障。因身處外場，先行更換了一塊DMX501。不幸的是，更換無效。因該調制解調板安裝在主處理單元上，故為確保本地一切正常，在備件充足的情況下，同時更換了該處理單元。通過上述步驟后，內場CDU處仍然未接收到數據。故再次確認，內場的DMX501，MCU111亦或傳輸鏈路可能存在故障。

（4）內場的檢查。

采用DXL421（Vaisala公司的另一種調制解調器）直接將MODEM信號接至筆記本電腦的方法測試線路及數據。在這一方法的實際操作過程中，需要注意設置該調制解調器的波特率、主被叫開關及正確的電源配置。相關的波特率可以參考TS16中的參數，主被叫關系則可以通過sensor terminal從MCU111主板上取得。

檢查結果：外場數據傳送正常。由此可以推斷，是MCU111端口出現了故障。

4 故障的排除

（1）MCU111的配置。

通過串口線可以對MCU111進行配置。首先連接后可見如圖3所示。

在open打開線路后，使用相應的命令對逐塊調制解調器進行設置。提示，該硬件具備命令的提示功能，將大大方便操作者對其進行設置。

（2）此處我們先采用重啟的方法嘗試恢復，重啟后恢復。注意如果重啟無效，則需要用上述方法對其進行配置后方可投入使用。

5 結論

（1）理清系統結構，逐步排摸故障。故障的處理不可一蹴而就，而對系統結構及傳感器的良好認知是解決故障的萬能鑰匙，通過細致分析，巧用方法，解決故障便是水到渠成之事。

（2）充分利用手中設備。此例中，對現有DXL421的充分利用很好地確認了故障節點，機務員應觸類旁通，在今后的故障處理過程中，巧妙利用現有設施設備，快速排查故障節點，迅速解決故障。

（3）MCU111的局限性。雖然MCU111是解決在模擬線路傳輸的情況下，內場調制解調器線路過多、分布復雜的種種不利因素，但由于其過高的集成度，導致了數據從外場傳入后便同氣連枝、牽一發動全身。此例中，如果沒有牽涉其他數據，機務員可能在故障伊始便嘗試在內場重啟MCU111，那么后續的工作便可大大省略了。

由此，筆者認為可以嘗試改善現有的狀況，將MCU111中DMX501從MCB中“解放”出來，直接采用DXL421接受外場數據，原MCU111中的其他部件保留使用，如此一來，便可在一定程度上解決這一問題。

參考文獻

[1] M010087en-A Vaisala Visibility Sensor FS11 USER'S GUIDE[Z].

[2] M210521EN-BMidas Communication UnitMCU111USER'S GUIDE[Z].2005.