DZZ4型自动气象站用户手册

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DZZ4新型自动气象站系统结构及日常维护方法

现代农业科技
２０１５年第７期
资源与环境科学
ＤＺＺ４新型自动气象站系统结构及日常维护方法
臧海光徐剑平李晓利邱刚赵城城王世杰
（山东省潍坊市气象局，山东潍坊２６１０１１）
摘要简述了ＤＺＺ４型自动气象站的系统结构和日常维护的方法，指出了该气象站遵从新的功能规格书，基于新的系统技术构建，能够提高地面气象观测的自动化水平。确保气象观测数据连续、准确、及时、可靠。关键词ＤＺＺＡ型；自动气象站；系统结构；日常维护中图分类号Ｐ４１５．１文献标识码Ａ文章编号１００７ — ５７３９（２０１５）０７ — ０２６７ — ０２
外，还要检查采集器的接口与各个传感器以及业务计算机之间连接是否牢固。定期用毛刷清理采集器的杂物、灰尘，
个主采集器和若干个分采集器）、外部总线、传感器、外围设
备４部分，如图１所示；软件包括嵌入式软件、业务软件２
际标准ＣＡＮｏｐｅｎ协议进行设计，涉及物理层、数据链路层和
要经常观察观察风向风速传感器是否有卡滞现象，定
应用层的标准定义。它的主／分采集器采用统一的物理接口
和应用接口，能够达到兼容、互换的目的。为了实现自动气象站的最小配置，将基本气象要素传感器直接挂接在主采集器上。对自动气象站进行不同的配置，可以实现不同观测

DZZ4型自动气象站配置一览表

1 1 1 1 1 1 1 1套
WUSH-TV2 WUSH-TW100 WUSH-BTH PTB220
ZQZ-TF
SL3-1 HMP45D WUSH-PD WUSH-BL-Z1
17
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
地温分采防雷组件辐射分采防雷组件本地通讯计算机端防雷组件电源箱防雷组件 10 米风杆大型蒸发器及导流筒蒸发传感器防辐射百叶箱玻璃钢大百叶箱地温分采安装立柱辐射分采安装立柱及支架深层地温套管计算机计算机用不间断电源 CF 卡（8G）读卡器
ZQZ-TW
数量
生产单位江苏省无线电科学研究所有限公司江苏省无线电科学研究所有限公司江苏省无线电科学研究所有限公司江苏省无线电科学研究所有限公司江苏省无线电科学研究所有限公司江苏省无线电科学研究所有限公司江苏省无线电科学研究所有限公司江苏省无线电科学研究所有限公司江苏省无线电科学研究所有限公司江苏省无线电科学研究所有限公司芬兰维萨拉公司江苏省无线电科学研究所有限公司上海气象仪器厂芬兰维萨拉公司江苏省无线电科学研究所有限公司江苏省无线电科学研究所有限公司
江苏省无线电科学研究所有限公司江苏省无线电科学研究所有限公司江苏省无线电科学研究所有限公司江苏省无线电科学研究所有限公司江苏省无线电科学研究所有限公司
南京蒸百科技有限公司
福建建阳市兴业气象百叶箱厂
BB-1 型 0.8m 1.5m AWS9-A Optiplex76 0
Smartups-10 00
DZZ4 型自动气象站配置一览表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 名称主采集箱辐射分采集箱地温分采集箱主采集器辐射分采集器地温分采集器温度传感器蒸发传感器高精度温度传感器 BTH 温湿度智能传感器气压传感器风传感器 0.1 双翻斗雨量传感器湿度传感器电源箱主采防雷组件规格 WUSH-2000H WUSH-2000R WUSH-2000G WUSH-BH WUSH-BR WUSH-BG

DZZ4新型自动气象站供电系统故障分析及排除方法

DZZ4新型自动气象站供电系统故障分析及排除方法一、引言自动气象站是现代气象观测设备中的一种重要设备，它能够连续、自动、实时地采集各类气象要素数据，是气象观测的重要手段之一。

而自动气象站的供电系统作为其重要的组成部分，对于气象站的正常运行至关重要。

DZZ4新型自动气象站是一种先进的自动气象观测设备，但在使用过程中难免会出现供电系统故障，因此有必要对其供电系统的故障进行分析和排除，以确保自动气象站的正常运行。

二、DZZ4新型自动气象站供电系统的基本组成DZZ4新型自动气象站的供电系统主要由太阳能电池板、蓄电池、控制器和供电线路组成。

太阳能电池板通过光能转换为电能，为自动气象站提供电力；蓄电池则用于储存电能，以保证在夜间或连续多日阴雨天气无法正常发电时，仍能保证自动气象站的正常运行；控制器则起到对太阳能电池板和蓄电池的充放电管理和保护作用；供电线路则是连接各个部件的电力传输通道。

三、DZZ4新型自动气象站供电系统故障的分析1. 太阳能电池板故障太阳能电池板是自动气象站供电系统的主要能源，如果太阳能电池板出现故障，将直接影响到自动气象站的正常运行。

太阳能电池板故障的原因可能有：连接线路松动、表面覆盖污垢、损坏等。

通常可以通过检查连接线路是否松动，清洗太阳能电池板表面的污垢，检查是否有明显的物理损伤等方法来排除故障。

2. 蓄电池故障蓄电池是自动气象站供电系统的重要组成部分，它能够保证在夜间或连续多日阴雨天气无法正常发电时，仍能保证自动气象站的正常运行。

蓄电池故障的原因可能有：充电不足、放电不均等。

通常可以通过检查蓄电池的充电状态，清理蓄电池端子和连接线路，以及适当调整控制器的充放电管理参数等方法来排除故障。

3. 控制器故障控制器是自动气象站供电系统的管理和保护中枢，它起到对太阳能电池板和蓄电池的充放电管理和保护作用。

控制器故障的原因可能有：参数设置错误、元件老化等。

可以通过重新设置参数、更换元件等方法来排除故障。

DZZ4新型气象站日常应用及故障处理

ＤＺＺ４型自动气象站已经成为主要的气象观测装备，提高了业务观测自动化水平，压Ｐ，其中… ０为阿拉伯数字零。随后到项目树各传感器修改质控参数，备份到主机。
时段有效能见度＜０．５ｋｍ。
１．２修改参数时间
修改某些参数，或者执行终端命令，尽量避开正点前后１０分钟，否则实施错误导
记录也可用上述方法。８时测雪深取整数
扩大ｌ０倍输入，雪压带一位小数扩大十倍
运行率和数据可用率。
天轻雾，不需再打开分钟数据查询。
２业务软件常用
２．１交接班记录
７：３０接班后判别夜间天气现象，可以
意是执行省内标准，不能自动编发，只进行
提醒。
２．３形成Ａ文件流程
在ＳＭＯ查看分钟数据。８时发报前要核对
摘要：近几年ＤＺＺ４新型自动气象站开始推广使用，新型站有其优越性，可挂接能见度仪和天气现象仪等自动传感器，实现能见度和视程障碍现象的自动观测，视程障碍重要天气报的自动发送，同时和Ｚ－ＩＩ型自动气象站有所区别，具有不同的操作和维护。该文从参数设置和
（４）当天２０时观测时ｌ９时４６分至２０时都
通过对气象要素的采集和处理，减轻了业

DZZ4新型自动站维护方法

摘要主要分析了DZZ4新型自动站主采集器以及各传感器日常要点及方法,对基层台站提高设备稳定运行率具有重要意义。

关键词DZZ4;新型自动站;维护中图分类号P415.12文献标识码B 文章编号1007-5739(2016)03-0283-02Maintenance Method of DZZ4New Type Automatic StationWang Xiu-li 1CHAI De-mei 2DING Yuan-yuan 3YANG Qi-feng 1LI Meng 1WANG Lei 1GAO Fei 1(1Caoxian Meteorological Bureau in Shandong Province ,Caoxian Shandong 274400;2Dingtao Meteorological Bureau ;3Heze Meteorological Bureau )Abstract The main points and methods of the DZZ4new type automatic station and main collector ,and the main points and methods of the sensors were analyzed.It is significant to improve the stability of the equipment at the basic level.Key words DZZ4;new type automatic station ;maintenanceDZZ4新型自动站维护方法王秀丽1柴德美2丁媛媛3杨启峰1李萌1王磊1高飞1(1山东省曹县气象局,山东曹县274400;2定陶县气象维护局;3菏泽市气象局)DZZ4型新自动气象站是采用现代总线技术路线和产品、按照中国气象局《新型自动气象(气候)站功能规格书(业务试用版)》的要求而研制的新一代自动气象站。

DZZ4自动气象站安装维护PPT教案

安装完成后要复查传感器感应部位是否有伸出内护管，防止探头缩进，探头与铜盖之间将产生一段空气柱，影响地温测量数据。
DZZ4自动气象站安装维护
会计学
1
选址和布局
选址和布局应遵照《地面气象观测规范》和中国气象局有关规定进行。
2012年《观测司关于印发新型自动气象站安装布局和相关业务规定的函》
2
观测布局图
3
常见应用
观测要素：气温、相对湿度、气压、风速、风向、雨量、十路地温、蒸发、能见度、称重降水、日照、辐射等要素。
2. 把红白色警示套管套在拉线上后，再用12个U 型M8双头螺栓把拉线固定在拉线地锚上，避雷针引下线需用M10×20铜螺栓和螺母固定在接地体上。
3. 调整拉线使风杆的十字方位都垂直于地面，拉线不易拉得太紧。在钢丝绳拉紧过程中，应在至少二个不同的方向目测风杆是否垂直于地面。
4. 检查指北针的方向是否指向正北，如果稍微有误差可以松开固定底座螺母，对底座进行微调。
带插片的一头从下往上从雨量传感器底盘的穿线孔中穿入，将雨量电缆打个结,以避免误操作将雨量电缆拉出。
27
SL3-1型翻斗雨量传感器安装 4. 把雨量传感器底盘的三个安装孔分别套入
这三个螺丝然后分别调节下面的三个螺母使雨量传感器底座呈水平状态，即水平泡在中心圆圈内，然后在三个螺钉上再分别拧上一个M8螺母并旋紧。不要用力过猛，而导致雨量传感器变形。
52
采集器自检
采集器自检 AUTOCHECK
返回的内容包括数据采集器日期、时间，GPS授时是否正常，通讯端口的通讯参数，采集器机箱温度、电源电压，各分采集器挂接状态，各传感器开启或关闭状态
53
气压传感器维护传感器测定拔海高度；安装或更换传感器时应在断电下进行；应避免阳光的直接照射或气流的影响；

DZZ4自动气象站结构与原理[谷风详析]

白
黄
绿
黑
蓝
电源+12V
棕
湿度信号
紫
地
红
地
屏蔽
结构原理—温湿度智能传感器
WUSH-BTH温湿度分采集器
G
+12V CANL CANH
RUNCANCRANE
G +12V RHRH+
结构原理—温湿度智能传感器
WUSH-BTH温湿度智能传感器
主要特点
➢ 高精度气温、相对湿度测量； ➢ 支持检定参数设置，对测量结果进行订正； ➢ 具有自检、自校功能； ➢ 具有运行状态监测功能； ➢ 可直接挂接到新型站的CAN总线上。
结构原理—温度传感器工作原理
铂电阻温度传感器是根据铂电阻的电阻值随温度变化的原理来测定温度的。
测 V1、V2 值即可求得 Rt: Rt=R0*V1/V2
温度计算公式：T=A+B*Rt+C*Rt2
恒流源
A
Rt
R0
V1
V2
结构原理—温度传感器工作原理
温度传感器接线图
四线制测温法（Rt =100+0.385t ）
温度 T/℃
20 ℃
0℃
100 107.. 7
Pt 电阻R/Ω
结构原理—湿度传感器
DHC2湿度传感器
DHC2型温湿度传感器，当前在新型站中只作为湿度传感器使用，是新一代湿度传感器，湿敏元件采用Vaisala公司新一代电容式湿敏元件HUMICAP180R，具有更高的测量准确度，更好的耐高湿性能和长期稳定性，可以实现与HMP45D温湿度传感器的兼容。
DZZ4自动气象站结构与原理
自动气象站定义
AWS
Automatic Weather Stations

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DZZ4 型自动气象站用户手册江苏省无线电科学研究所有限公司二○一一年九月目录DZZ4 型自动气象站 (I)第1章产品简介 (1)1.1 系统结构 (1)1.2 传感器 (2)1.2.1 温湿度智能传感器 (3)1.2.2 风向、风速传感器 (4)1.2.3 翻斗式雨量计 (4)1.2.4 气压传感器 (4)1.2.5 地温传感器 (5)1.2.6 蒸发传感器 (5)1.3 采集器 (6)1.3.1 WUSH-BH 主采集器 (6)1.3.2 WUSH-BTH 温湿度分采集器 (9)1.3.3 WUSH-BG地温分采集器 (10)1.4 供电单元 (11)1.5 数据存储 (11)1.5.1 采集器内存 (11)1.5.2 CF卡 (11)1.6 实时时钟 (12)1.7 GPS对时 (12)1.8 网络功能 (12)1.9 通信 (12)1.10 防雷 (13)第2章安装指南 (14)2.1 选址和布局 (14)2.1.1 防雷 (14)2.2 基础施工 (14)2.3 安装准备工作 (14)2.3.1 布线要求 (14)2.3.2 工具准备 (15)2.3.3 设备成套性检查 (15)2.3.4 中心站建设 (15)2.3.5 使用自制风杆或风塔的注意事项 (16)2.3.6 现场调试工具的配备 (16)2.4 现场安装过程 (16)2.4.1 部件安装 (16)2.4.2 现场接线和复查 (29)2.5 中心站计算机安装 (32)第3章操作运行 (33)3.1.1 通信串口设置 (33)3.1.2 台站基本参数设置 (33)3.1.3 运行业务软件 (35)3.1.4 蒸发传感器相关参数设置 (36)3.2 数据质量控制参数 (36)3.3 外部设备、传感器的检查和测试 (37)3.3.1 检查GPS (37)3.3.2 数据采集器自检 (37)3.3.3 翻斗式雨量传感器 (38)3.3.4 蒸发传感器 (38)3.3.5 检查采样值 (38)3.4 串口调试软件使用举例 (38)3.4.1 SSCOM32.exe (38)第4章日常维护 (40)4.1 传感器日常维护 (40)4.1.1 气压传感器 (40)4.1.2 风速风向传感器维护 (40)4.1.3 百叶箱和温湿度传感器维护 (40)4.1.4 翻斗雨量传感器维护 (40)4.1.5 蒸发传感器维护 (41)4.1.6 地表和浅层地温传感器维护 (41)4.1.7 草面温度传感器维护 (42)4.1.8 深层地温传感器维护 (42)4.2 主采集器维护 (42)4.2.1 程序启动 (42)4.2.2 程序关闭 (42)4.2.3 程序升级 (43)4.2.4 telnet 登录 (43)4.2.5 FTP 登录 (43)4.2.6 WEB 访问 (43)4.2.7 CF 卡操作 (43)4.2.8 U盘操作 (45)4.2.9 网络操作 (45)4.3 电源维护 (45)4.4 业务计算机维护 (46)4.4.1 交流电源和UPS维护 (46)4.4.2 电脑维护 (46)4.4.3 业务软件日常维护 (46)4.5 通信检查 (46)第5章故障排除 (47)5.1 采集器故障排除 (47)5.1.1 主采集器的气象要素缺测 (47)5.1.2 分采集器的气象要素缺测 (47)5.2 RUN指示灯不亮 (47)5.3 CANE指示灯闪烁 (47)5.4 温度值或湿度值异常 (47)5.5 其他 (48)5.5.1 CF 上不能存储文件 (48)5.5.2 采集器中存储数据达不到规定的天数 (48)5.5.3 不能访问网络 (49)5.5.4 GPS 对时功能不起作用 (49)5.5.5 采集器软件故障排除 (49)5.6 传感器故障排除 (50)5.6.1 缺测故障 (50)5.6.2 传感器超差故障 (50)5.6.3 目视故障 (50)5.7 电源故障排除 (50)5.8 业务计算机故障排除 (51)5.8.1 通信故障 (51)5.8.2 操作系统故障 (51)5.8.3 业务软件故障 (51)第6章技术指标 (52)6.1 测量性能 (52)6.2 系统时钟准确度 (52)6.3 数据存储量(分钟数据) (53)6.4 通信接口 (53)6.5 电源 (53)6.6 环境适应性 (53)6.7 电磁兼容性 (53)第7章附录基础施工图 (55)附图1 观测场布局示意图 (55)附图2 风杆基座施工图 (56)附图3 风杆拉线基座施工图 (57)附图4 雨量基座施工图 (58)附图5 立柱基座施工图 (59)附图6 百叶箱基础施工图 (60)第1章产品简介DZZ4 型自动气象站吸收了电子信息技术最新发展成果、采用现代总线技术路线和产品、严格按照中国气象局《新型站功能规格书》的要求而研制的新一代自动气象站。

该自动气象站适应现代气象业务发展需求，在测量性能、数据质量、要素扩充性、可靠性、可维性等方面有长足进步，可以充分满足业务观测新标准、新需求。

该型(考核时型号为WUSH-2000)自动气象站通过了中国气象局组织的考核和设计定型，在考核中成绩优异，名列前茅。

DZZ4 型自动气象站是我公司结合国家气象业务发展和当前自动化技术，基于多年的自动气象站专业设计经验，采用当今成熟的、稳定的、先进的电子测量、数据传输和控制系统技术而设计，能满足现有气象观测站的气候观测、天气观测和区域观测业务的需要；该产品具有高可靠性、高准确性、易维护、易扩展等特点。

自动气象站在硬件结构设计上，采用“积木式”结构和CAN总线技术，利用双绞线互联主采集器和各分采集器。

基于客户需求，在现场能快速实现功能扩展，充分贯彻了灵活性的特点。

硬件结构上由传感器、主采集器、分采集器和外围设备等组成。

通过对系统进行简化，DZZ4 型自动气象站可以适合于各类业务应用。

常见的应用有：—常规六要素，观测气温、相对湿度、气压、风速、风向、雨量；—七要素，观测常规六要素以及地温(含草温、地表温、浅层地温、深层地温)；—八要素，观测常规六要素、地温(含草温、地表温、浅层地温、深层地温)以及蒸发；—需要时可以扩充能见度、称重降水、日照、辐射等要素或传感器。

1.1系统结构自动气象站由传感器、采集器和外围设备组成。

采集器由一个主采集器和若干分采集器构成，采集器之间采用 CAN 总线(一对双绞线)互连。

在现场只需接入新的分采集器和传感器，就可以快速部署从而实现功能扩充，满足监测需求的变化。

系统结构图参考图1。

图1 系统结构图1.2传感器自动气象站所选用的传感器符合相关行业标准并经行业主管部门列装，列于下表：传感器种类传感器名称型号模拟传感器地温传感器ZQZ-TW 高精度气温传感器WUSH-TW100 湿度传感器WUSH-TH200HMP45D 蒸发传感器WUSH-TV2 总辐射传感器FS-S6数字传感器翻斗式雨量计SL3-1风向、风速传感器ZQZ-TF智能传感器气压传感器WUSH-TP300PTB220温湿度智能传感器WUSH-BTH(含ZQZ-TW3、WUSH-TH200或HMP45D) 能见度传感器HW-N1称重式降水传感器WUSH-WP激光雪深传感器WUSH-SD1.2.1温湿度智能传感器WUSH-BTH 温湿度智能传感器是我公司研制的集温度、湿度测量功能于一体的智能化传感器，它符合中国气象局《新型自动气象(气候)站功能规格书》关于温湿度智能传感器的功能、性能和接口规定，可直接到自动气象站的 CAN 总线上。

温度探头的标准配置为WUSH-TW100高精度铂电阻传感器，湿度选用 WUSH-TH200湿度传感器。

WUSH-TW100是我公司研制的高精度铂电阻温度传感器，等级为 IEC60751 AAA，测量范围 (-50～+60)℃。

传感器采用不锈钢铠装，防护级别达到IP67。

该传感器具有极佳的可互换性和长期稳定性，广泛应用于气象、水文和环保等部门。

WUSH-TH200是我公司最新研制并通过中国气象局考核的新一代湿度传感器，湿敏元件采用维萨拉公司新一代电容式湿敏元件HUMICAP180R，具有更高的测量准确度，更好的耐高湿性能和长期稳定性，可以实现与HMP45D温湿度传感器的兼容。

1.2.2风向、风速传感器风向、风速传感器的标准配置为我公司研制的 ZQZ-TF 型测风传感器。

传感器的风杯进行了优化设计，并由特种工程塑料注塑成型，提高了测量精度和抗风强度；风向标尾翼板用质量轻、强度高、刚性好在高温高压条件下成型的非金属材料制造，提高了抗风强度，该技术已获得国家专利授权（专利号：ZL 2005 2 0069692.1）。

传感器轴承具有创新的多级迷宫式防尘结构，大大提高了防尘效果，使轴承清洗维护周期延长一倍。

该创新设计已获得国家专利授权（专利号：ZL 2005 20069693.6）。

传感器还具有较好的耐腐蚀能力、抗浪涌能力，并能承受较大的向上垂直风力，可以适应海岛环境。

自动气象站也能支持 EL15-1C 风速传感器和 EL15-2C 风向传感器。

1.2.3翻斗式雨量计雨量计的标准配置为 SL3-1 双翻斗雨量计(0.1mm/翻斗)。

雨水由承水器汇集后经漏斗注入上翻斗，累积到一定量后，倒入计量翻斗进行计量，每 0.1mm 雨量，使干簧开关闭合一次。

通过上翻斗的缓冲，可有效减少计量翻斗翻动过程中的降雨损失，提高测量准确度。

1.2.4气压传感器气压传感器采用我公司开发并通过中国气象局考核的WUSH-TP300大气压力传感器，该传感器采用维萨拉公司的BAROCAP硅电容压力敏感元件，具有卓越的压滞特性、重复性、高可靠性、高准确性、长期稳定性好、免维护等特点。

WUSH-TP300型气压传感器测量性能优于我国目前绝大多数气象台站正在使用的PTB220气压传感器，并且在机械结构、电气接口、安装尺寸和通信协议等方面均兼容PTB220，完全可以实现无缝替换，大大方便原有台站的维护，降低维护成本。

1.2.5地温传感器地温传感器选用 ZQZ-TW 高精度铂电阻传感器。

ZQZ-TW是我公司研制的高精度铂电阻温度传感器，等级为 IEC60751 A，测量范围 (-60～+80)℃。