新型前向散射仪FS11在Avimet系统中的故障诊断与分析

摘 要：随着自动观测系统中传感器技术的不断发展与进步，芬兰Vaisala公司制造的新型前向散射仪FS11正逐步取代原有的FD12，作为大气透射仪的主要备份设备，以其测量稳定等多项技术优势，在新一代Avimet系统中扮演越来越重要的角色。该文从一例实际故障的诊断分析出发，通过故障认识设备、了解设备，最终拓展总结出包含MCU111的Avimet系统下一种故障诊断方法。

关键词：FS11 Avimet MCU111 故障诊断

中图分类号：V37 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）09（a）-0092-02

目前，内不少机场的自动气象观测系统配备了芬兰Vaisala公司的Avimet系统，该系统创新使用了中央数据采集（通信）单元MCU111，室外传感器配备了新型传感器FS11以提供能见度数据。下文将通过在这个系统中一个具体故障的处理过程进而分析新型前向散射仪FS11在Avimet系统中的故障诊断方法。

1 故障重现

某日某机场自动观测系统的某点能见度数据突然丢失，经当日值班员检查确定，该点传感器无法通过系统自带软件sensor terminal连接，同时查看机房内MCU111对应位置收发灯非正常闪烁。

2 对应设备简介

2.1 MUC111

中央通信单元包含下列部件（见图1）。

（1）16口端口服务器；（2）配置DMX501（调制解调板）及DSI485模块（灯光接口用）；（3）若干可配置串口输出；（4）用于安插调制解调板的母板（可配置）。

MCU111的外壳正面可看到其所对应的每个传感器的载波灯及收发灯情况。

2.2 FS11

FS11的测量原理与原有的前向散射仪FD12类似，即通过测量成42°角散射的发射机和接收机之间的红外光强度，来评估气象光学范围能见度（MOR）。再经过对信号性质的仔细分析后，将散射测量转化为能见度。概况图如图2所示。

图2中：①为测量单元，包含光学部件（发射机和接收机）以及测量单元。②为接口单元，包含通信CPU（主CPU），供电及通信组件。③为易折杆。

这里需要指出：该设备的调制解调器的位置处于设备内部的主CPU上。

3 故障分析及诊断

（1）此例中该点设备无数据，常理来说，故障的判断需要“由内而外”，先排查内场包括主处理器CDU、MCU111的故障。

结果：CDU对应端口工作正常，MCU111表面上正常（LED灯等均正常），因该MCU111集成度较高，涉及该跑道上的其他自观数据，故未采用重启该设备的措施。

（2）至现场后，针对该设备，设想先从本地来读取测量数据，以诊断测量、采集部分功能是否正常。打开线路后，输入命令SET MESSAGE PORT MAINTENANCE。结果，从输出来看，一切设备状态及测量数据均正常。

（3）至此，考虑调制解调板DMX501或线路故障。因身处外场，先行更换了一块DMX501。不幸的是，更换无效。因该调制解调板安装在主处理单元上，故为确保本地一切正常，在备件充足的情况下，同时更换了该处理单元。通过上述步骤后，内场CDU处仍然未接收到数据。故再次确认，内场的DMX501，MCU111亦或传输链路可能存在故障。

（4）内场的检查。

采用DXL421（Vaisala公司的另一种调制解调器）直接将MODEM信号接至笔记本电脑的方法测试线路及数据。在这一方法的实际操作过程中，需要注意设置该调制解调器的波特率、主被叫开关及正确的电源配置。相关的波特率可以参考TS16中的参数，主被叫关系则可以通过sensor terminal从MCU111主板上取得。

检查结果：外场数据传送正常。由此可以推断，是MCU111端口出现了故障。

4 故障的排除

（1）MCU111的配置。

通过串口线可以对MCU111进行配置。首先连接后可见如图3所示。

在open打开线路后，使用相应的命令对逐块调制解调器进行设置。提示，该硬件具备命令的提示功能，将大大方便操作者对其进行设置。

（2）此处我们先采用重启的方法尝试恢复，重启后恢复。注意如果重启无效，则需要用上述方法对其进行配置后方可投入使用。

5 结论

（1）理清系统结构，逐步排摸故障。故障的处理不可一蹴而就，而对系统结构及传感器的良好认知是解决故障的万能钥匙，通过细致分析，巧用方法，解决故障便是水到渠成之事。

（2）充分利用手中设备。此例中，对现有DXL421的充分利用很好地确认了故障节点，机务员应触类旁通，在今后的故障处理过程中，巧妙利用现有设施设备，快速排查故障节点，迅速解决故障。

（3）MCU111的局限性。虽然MCU111是解决在模拟线路传输的情况下，内场调制解调器线路过多、分布复杂的种种不利因素，但由于其过高的集成度，导致了数据从外场传入后便同气连枝、牵一发动全身。此例中，如果没有牵涉其他数据，机务员可能在故障伊始便尝试在内场重启MCU111，那么后续的工作便可大大省略了。

由此，笔者认为可以尝试改善现有的状况，将MCU111中DMX501从MCB中“解放”出来，直接采用DXL421接受外场数据，原MCU111中的其他部件保留使用，如此一来，便可在一定程度上解决这一问题。

参考文献

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

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