土壤水分觀測儀調(diào)試與維護

DZN2型自動壤水分觀測儀

現(xiàn)場調(diào)試與維護河南中原光電測控技術(shù)有限公司2023/1/31

首先，在講解故障分析及處理之前，我們先對設備各個部件有個了解。在這里我們用圖片的方式，向大家介紹DZN2自動土壤水分觀測儀組成及各部件的功能。

檢查采集器主板外觀，查看天線、手機卡、各個插頭是否正常，檢查跳線是否正常，如果存在異常，按規(guī)定恢復正常。太陽能板采集器箱探測器采集器主板太陽能控制器蓄電池短桿探測器長桿探測器GPRS跳線STR912SIM300最新板STM32SIM900啟動跳線GPRS跳線GPRS跳線啟動跳線STM32SIM300黃黑藍棕注意：先是+15V，再是GND黑黃藍棕注意：先是GND，再是+15VNET指示燈STT指示燈STT指示燈NET指示燈處理板上的跳線485接線順序撥碼開關傳感器上的跳線帽傳感器上頻率標識短桿探測器露出地面8CM長桿探測器露出地面18CM故障現(xiàn)象1、瀏覽器無數(shù)據(jù)2、瀏覽器有數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)為零3、瀏覽器有數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)異常

4、調(diào)試說明1、瀏覽器無數(shù)據(jù)1.1GPRS指示燈不亮1.2GPRS指示燈亮1.3太陽能控制器無輸出1.1.1調(diào)試軟件讀取設置參數(shù)異常，具體表現(xiàn)為，采集器地址異常（0或者255）,IP地址和端口異常（55或者），需要重新設置參數(shù)。

處理方法，使用調(diào)試軟件重新設置參數(shù)，可解決此問題。重新設置后，恢復正常，如果短時間內(nèi)，故障重現(xiàn)，建議更換采集器主板。

1.1GPRS指示燈不亮，瀏覽器無數(shù)據(jù)1.1GPRS指示燈不亮，瀏覽器無數(shù)據(jù)1.1.2采集器參數(shù)正常，通訊模塊上指示燈異常（正常指示燈為TTS指示燈常亮，NET指示燈3秒鐘閃爍一次），首先查看，跳線是否正確，具體表現(xiàn)為：①TTS指示燈不亮（設備掉電復位可以解決故障，否則更換主板）②NET指示燈不亮（設備掉電復位可解決故障，否則更換主板）③NET指示燈快閃（800ms一次），檢查手機卡是否正常（是否存在欠費、損壞），建議采用替換法，更換手機卡測試。如果故障未消除，更換主板。1.1GPRS指示燈不亮，瀏覽器無數(shù)據(jù)1.1.3采集器指示燈異常①+5V紅燈不亮，查看太陽能控制器負載指示燈是否正常，負載是否正常，電壓在（12V-15V），如果電壓不正常，斷開主板供電插頭，查看負載輸出是否正常（測量插頭上電壓），如果正常，則為主板故障，需要更換主板。（目測，主板上是否有元器件損壞或者燒毀）②RUN指示燈異常，檢查跳線是否正常，設備掉電復位，故障依然存在，需要更換主板。1.2GPRS指示燈亮，瀏覽器無數(shù)據(jù)1.2.1參數(shù)正常，時鐘正常。①采集器與探測器通訊異常：現(xiàn)場利用調(diào)試軟件，進行即時數(shù)據(jù)讀取，判斷采集器與探測器通訊是否正常，讀取傳感器標定參數(shù)是否正常，如果無法采集數(shù)據(jù)，傳感器標定參數(shù)讀取異常，檢查采集器與探測器連線是否正常，線序是否正常。②查看探測器內(nèi)部插頭連線是否正常，目測處理板上器件時候有異?；驘龤?。

處理方法，緊固插頭，調(diào)整為正確線序，如果有器件異?；驘龤В枰鼡Q相應部件。1.2GPRS指示燈亮，瀏覽器無數(shù)據(jù)1.2.2參數(shù)正常，時鐘異常。

這種情況具體表現(xiàn)為，服務器端設備在線，即時讀取數(shù)據(jù)、參數(shù)均正常，但是讀取時鐘異常（時鐘不走，或者時分秒一直為零）。

故障解決方法，拿掉采集器主板上紐扣電池，然后設備斷電后重現(xiàn)上電復位，用調(diào)試軟件讀取時鐘，正常后再安裝紐扣電池，故障排除。

如果上述方法處理后，故障仍然存在，需要更換采集器主板。1.2GPRS指示燈亮，瀏覽器無數(shù)據(jù)1.2.3參數(shù)正常，時鐘正常。

這種情況具體表現(xiàn)為，服務器端設備在線，讀取參數(shù)、數(shù)據(jù)正常，整點有數(shù)據(jù)上傳。

故障定位為數(shù)據(jù)庫異常，主要表現(xiàn)為臺站號與瀏覽軟件中臺站號不否，如果存在這種情況，需要聯(lián)系中心站，確認臺站號，使服務器設置的臺站號與瀏覽軟件中的臺站號一致。

還有一種情況，采集器地址錯誤，按照統(tǒng)一規(guī)定的采集器地址，重新設置正確的采集器器地址。1.2GPRS指示燈亮，瀏覽器無數(shù)據(jù)1.2.4參數(shù)正常，時鐘正常，485線正常。

這種情況具體表現(xiàn)為，服務器端設備在線，讀取采集器參數(shù)正常，及時采集數(shù)據(jù)，與傳感器通訊異常。

故障定位，傳感器故障或傳感器處理板上跳線帽缺失，該跳線帽連接傳感器到采集器的兩根通訊線，如果跳線帽缺失或接觸不良將導致采集器與傳感器無法通訊。1.3太陽能控制器無輸出1.3.1電池電壓指示燈為紅色。

這種情況說明電池饋電，控制器保護，多出現(xiàn)在長時間光照不好，正常情況下，光照正常后，控制器自動充電，電池電壓達到正常值（>12.6V）后，控制器會自動上電，系統(tǒng)恢復正常。

如果電池電壓在12.6V以上，電壓指示燈仍然顯示為紅色，且負載指示燈不亮，可以斷開電池與控制器連線，然后重新連接，系統(tǒng)恢復正常。

檢查控制器模式是否正確，應該為6.若果模式錯誤，需要長按控制器開關，知道數(shù)字閃爍，然后，按開關按鈕調(diào)節(jié)至正常模式，系統(tǒng)恢復正常。1.3太陽能控制器無輸出1.3.2電池電壓指示燈為紅色。

太陽能電池板指示燈不亮，檢查太陽能電池板連線是否正常，測試連線之間的電壓，有光照時應該在17V以上，最高可達22V。

如果電壓不正常，查看接線正負極是否正確，如果正負極正確，且接線牢靠，應檢查太陽能電池板接線柱是否有異常，一般表現(xiàn)為脫焊。

如果是脫焊，需要重新焊接，故障可排除。1.3太陽能控制器無輸出1.3.3電池電壓指示燈正常（黃色或者綠色）。斷開采集器與控制器連接的電源線，測試控制器負載輸出是否正常，如果正常，需要檢查采集器主板是否存在短路（目測是否有器件異常或燒毀），如果存在需要更換主板。

如果斷開采集器與控制器連接的電源線，控制器仍無輸出，且電壓指示燈正常，需要查看模式是否正常，如果模式也正常，則控制器故障，需要更換。2、瀏覽器有數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)為零2.1頻率值正常，水分值為零2.2頻率值為零，水分值為零2.3頻率值為零，水分值恒定不變?yōu)g覽器查看記錄，土壤水分頻率值正常，體積含水率為零，需要用調(diào)試軟件查看采集器器標定值，查看是否每層A、B、C、D值全為零，如果是，需要重新這只標定參數(shù)，如果采用中心站標定，則還需要更改中心站參數(shù)，設為A=0，B=0，C=1,D=0或者改為標定后的相應數(shù)值。

2.1頻率值正常，水分值為零

1.檢查探測器中，跳線是否正常，長條形處理板與底部排線連接的插頭時候松動，必要時，拆下重新插拔。八層全部為零，主要是處理板和排線連接不牢靠，如果存在單層為零，則需要重新插拔緊固相應層傳感器與底部排線的插頭，檢查傳感器與連接底部排線的小板之間的五芯排線是否有斷裂。

如果重新緊固插頭，故障仍然存在，則需要更換相應部件。2.2頻率值為零，水分值為零

2.用調(diào)試軟件，讀取傳感器標定參數(shù)，查看是否與每層傳感器銅環(huán)上，標記的數(shù)值一致，如果不一致以傳感器標記數(shù)值為準，進行更正，傳感器標定參數(shù)中A=82.84,B=2.1,C=0.19，確保傳感器標定參數(shù)與傳感器銅環(huán)上標識數(shù)值一致。如果不一致，有可能導致測量不準或者直接頻率值為零。2.2頻率值為零，水分值為零

這種情況，一般為傳感器故障，數(shù)據(jù)為零，水分值為采集器標定值中的C值，如果是個別層為零，采用重新插拔傳感器與底部排線的鏈接插頭，處理后故障仍然存在，建議更換相應部件。2.3頻率值為零，水分值為恒定值處理板連接底部排線的插針連接底部排線的插針處理板上的跳線傳感器上的跳線傳感器上的跳線3、瀏覽器有數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)異常3.1晚間缺數(shù)3.2白天缺數(shù)3.3數(shù)據(jù)突然跳變3.3數(shù)值嚴重偏小

白天光照正常，晚間缺數(shù)（比較規(guī)律，一般為凌晨至早上7、8點），這種情況需要考慮，蓄電池是否性能下降，導致充放電過快，晚間無太陽光時，電池電壓過低，控制器保護，自動斷開負載輸出。

建議更換蓄電池。3.1晚間缺數(shù)晚間有數(shù)據(jù)，且固定時間端有數(shù)據(jù),白天無數(shù)據(jù)，這種情況，一般為太陽能控制器模式錯誤，未能正確設置為6.模式，導致設備晚間無太陽時工作，白天有光照時不工作。

處理方法，重新設置太陽能控制器工作模式。3.2白天無數(shù)據(jù)通過瀏覽軟件，進行數(shù)據(jù)瀏覽時，發(fā)現(xiàn)連續(xù)數(shù)據(jù)記錄中，某個時次后數(shù)據(jù)突然變大或者變小，（排除下雨的可能），應檢查探測器中是否進水或者有潮氣，如果有請及時處理，對PVC管重新進行密封，如果判斷是從底部進水，需要重新安裝密封塞。如果以上方法不方便實施，建議重新安裝。注意，發(fā)生突變時，頻率也應發(fā)生突變，如果頻率不發(fā)生變化，應該考慮是否為中心站重新標定導致數(shù)據(jù)變化。管壁有縫隙時，會表現(xiàn)為下雨時數(shù)據(jù)快速變大，雨停后數(shù)據(jù)快速變小。3.3數(shù)據(jù)突然變化設備測量數(shù)據(jù)，與實際人工測量數(shù)據(jù)相比，嚴重偏小，主要表現(xiàn)在表層，應該檢查PVC管壁是否出現(xiàn)裂紋。這種情況，更換傳感器故障仍然會存在。還有，需要判斷是否測量層土壤發(fā)生變化，比如是否存在離PVC管非常接近的空洞、石塊等。如果存在空洞或石塊，應填補空洞，去除石塊。這種情況經(jīng)常會出現(xiàn)在，填埋法安裝的傳感器，由于填埋時未夯實，管壁周圍出現(xiàn)間隙或空洞。3.4數(shù)據(jù)嚴重偏小正確啟動后，程序默認用戶界面如圖

選擇通訊速率9600，點擊通訊連接，首先測試讀時鐘功能，檢查是否能與采集器連接正常，如通訊正常進入下一步操作。4、調(diào)試說明程序啟動默認的界面即為參數(shù)設置頁，通訊連接。采集器地址：安裝站分配的采集器地址，不能重復，由信息中心分配；傳感器數(shù)量：探測器連接的傳感器數(shù)量，5層或8層；設置參數(shù)：正確輸入采集器的各種參數(shù)后，單擊該按鈕，可以將參數(shù)寫入采集器中；讀取參數(shù)：讀取出采集器的各種參數(shù)，檢查輸入是否正確；對時：將采集器與PC機對時；讀時鐘：讀取采集器內(nèi)的時鐘；單擊采集器對時框內(nèi)的讀時鐘按鈕，將彈出讀時鐘完畢對話框。然后單擊對時按鈕，將彈出與采集器對時完畢對話框。4、調(diào)試說明GPRS服務器IP和端口設置服務器IP：GPRS的服務器IP，例如重慶：22端口：2020GPRS服務器APN設置APN：CMNET（移動公網(wǎng)）。4、調(diào)試說明數(shù)據(jù)監(jiān)視通訊連接正常后，單擊數(shù)據(jù)監(jiān)視標簽進入數(shù)據(jù)監(jiān)視界面。時間間隔：1~60秒，實際采集數(shù)據(jù)的間隔比該設定值多4~5秒；掃描選擇：顯示探測器的水分或者頻率，主要用于調(diào)試和標定階段使用；數(shù)據(jù)監(jiān)視/停止監(jiān)視：該按鈕互為開關，開始或停止監(jiān)視；數(shù)據(jù)清除：清除數(shù)據(jù)窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)。4、調(diào)試說明探測器電壓傳感器1—8的水分或頻率值探測器溫度采集器電壓4、調(diào)試說明傳感器標定通訊連接正常后，單擊傳感器標定標簽進入傳感器標定界面。傳感器序號：將要讀取或設置的傳感器序號，一般不大于8；空氣中頻率：此次操作的傳感器在空氣中測試的頻率，此數(shù)據(jù)由實驗室測試獲得；水中頻率：此次操作的傳感器在水中測試的頻率，此數(shù)據(jù)由實驗室測試獲得；參數(shù)A、B、C：此次操作的傳感器的特定參數(shù)；出廠默認值：A=82.84，B=2.1，C=0.19；設置參數(shù)：將新的各種參數(shù)寫入傳感器，設置時正確輸入序號、空氣中頻率（Fa）、水中頻率（Fw）、A、B、C數(shù)值；讀取參數(shù)：讀取出傳感器的各種參數(shù)，讀取時需要輸入傳感器序號。4、調(diào)試說明4、調(diào)試說明采集器標定通訊連接正常后，單擊采集器標定標簽進入采集器標定界面。傳感器序號：將要讀取或設置的傳感器序號，一般不大于8；參數(shù)A、B、C、D：此次操作的采集器中傳感器的特定參數(shù)；設置參數(shù)：將傳