ARINC429時(shí)鐘總線干擾故障分析

劉成偉 鮑奐偉

摘要：ARINC429總線在飛機(jī)上普遍應(yīng)用，它符合航空電子設(shè)備數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)。要在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)ARINC429總線數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，必須實(shí)現(xiàn)429總線與計(jì)算機(jī)總線之間的數(shù)據(jù)傳輸。利用ARINC429總線數(shù)據(jù)分析儀可以快速準(zhǔn)確判斷排除數(shù)據(jù)傳輸故障。

關(guān)鍵詞：ARINC429總線；分析儀；故障

Keywords：ARINC429 bus；analysis meter；fault

0 背景

航空安全管理部獲得的譯碼數(shù)據(jù)是機(jī)載無線WAQR通過網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商3G或4G傳輸?shù)胶娇展镜姆?wù)器上的，其QAR數(shù)據(jù)包含著飛行品質(zhì)監(jiān)控和局方要求監(jiān)控的重要飛機(jī)參數(shù)，在飛機(jī)上WQAR數(shù)據(jù)由飛行數(shù)據(jù)獲得組件（DFDAU）提供，DFDAU收集飛機(jī)各個(gè)系統(tǒng)的模擬和數(shù)字信號，包括機(jī)長時(shí)鐘總線發(fā)送來的時(shí)間和日期數(shù)字信號，這些數(shù)據(jù)在DFDAU內(nèi)按照一定的格式組合生成QAR報(bào)文，時(shí)間數(shù)據(jù)不正確將導(dǎo)致其他參數(shù)的排序混亂，造成無法正常譯碼分析數(shù)據(jù)。

1 故障現(xiàn)象及排故過程

一架波音737NG型飛機(jī)從2020年9月起收到航空安全管理部報(bào)告，該機(jī)的QAR時(shí)間始終不正確，線路通路和絕緣檢測均正常，檢查飛機(jī)系統(tǒng)無故障記錄和駕駛艙效應(yīng)，按照故障隔離手冊FIM排故未發(fā)現(xiàn)故障，經(jīng)與工程部門商討使用ARINC429總線分析儀調(diào)取時(shí)鐘總線數(shù)據(jù)，根據(jù)總線數(shù)據(jù)隔離故障源。

1）使用ARINC429總線分析需要LABEL值，獲得LABEL值就可以使用ARINC429總線分析儀來調(diào)取總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。通過查閱波音手冊D226A101-2飛行數(shù)據(jù)獲得組件譯碼手冊，找到與線路手冊相一致的接口信息就可獲得數(shù)據(jù)標(biāo)號LABEL值，如圖1所示，LABEL260為日期，LABEL150為格林威治（GMT）時(shí)間。

2）測量機(jī)長側(cè)時(shí)鐘（發(fā)射端）的時(shí)間數(shù)據(jù)

機(jī)長側(cè)時(shí)鐘數(shù)據(jù)總線與第一部飛行管理計(jì)算機(jī)FMC、飛行數(shù)據(jù)獲得組件DFDAU、話音記錄器VCR相連接，機(jī)長側(cè)時(shí)鐘為發(fā)射端，第一部FMC、DFDAU、VCR為接收端，三個(gè)設(shè)備同時(shí)接收ARINC429總線上的數(shù)字信號，包括格林威治時(shí)間（GMT）和日期數(shù)據(jù)，以供各自系統(tǒng)使用。依據(jù)WDM31-22-11線路圖手冊（見圖2），設(shè)置LABEL值260和150的ARINC429總線分析儀，將ARINC429總線分析儀跨接并聯(lián)在時(shí)鐘總線的發(fā)射端，經(jīng)測量該時(shí)間為4月26日，GMT時(shí)間為6時(shí)26.3分，即當(dāng)前北京時(shí)間下午2時(shí)26.3分，說明發(fā)射端時(shí)間數(shù)據(jù)正常。

3）測量飛行數(shù)據(jù)獲得組件DFDAU、FMC1、VCR（接收端）時(shí)間數(shù)據(jù)

將依據(jù)WDM31-22-11線路圖手冊（見圖1），分別測量機(jī)長時(shí)鐘總線與DFDAU、FMC1、VCR相連接的端口，將ARINC429總線分析儀跨接并聯(lián)在時(shí)鐘總線的接收端，設(shè)置LABEL值260和150以獲取時(shí)鐘總線發(fā)送過來的時(shí)間數(shù)據(jù)。如圖3、圖4所示，時(shí)鐘總線上顯示的日期為1月19日，GMT時(shí)間為10小時(shí)15.4分，總線數(shù)據(jù)時(shí)間與機(jī)長側(cè)時(shí)鐘總線數(shù)據(jù)顯示不一致，因?yàn)橐呀?jīng)更換機(jī)長側(cè)時(shí)鐘且測量線路正常，懷疑故障源應(yīng)在接收端的三個(gè)組件上。將三個(gè)組件依次拆除，再次測量時(shí)間數(shù)據(jù)，當(dāng)拆除1號FMC計(jì)算機(jī)后，測量總線時(shí)間數(shù)據(jù)恢復(fù)正常，可以判定1號FMC接口對總線產(chǎn)生了干擾，最終更換一號飛行管理計(jì)算機(jī)FMC后飛行數(shù)據(jù)獲得組件DFDAU發(fā)出的QAR報(bào)文時(shí)間恢復(fù)正常。

2 排故結(jié)論

將故障飛行管理計(jì)算機(jī)FMC送至附件修理車間進(jìn)行測試和分解，結(jié)合附件修理手冊CMM，飛機(jī)系統(tǒng)來的時(shí)鐘信號D2198B插頭D3/E3插釘相對應(yīng)計(jì)算機(jī)的信號為ICLOCK+/ ICLOCK（見圖5），連接到計(jì)算機(jī)主板U5芯片內(nèi)，U5芯片是一種8位可編程控制器，在處理器部分的引導(dǎo)下執(zhí)行數(shù)據(jù)輸入、輸出操作。ARINC429總線的調(diào)制方式采用雙極型歸零的三態(tài)碼方式，用三個(gè)電平電位來表示信號邏輯，接收端口性能下降會影響到雙極歸零脈沖的基準(zhǔn)電壓，使整個(gè)數(shù)據(jù)總線基準(zhǔn)電壓不穩(wěn)定，導(dǎo)致信號邏輯混亂，因此判斷U5芯片輸入/輸出性能下降，產(chǎn)生的隱蔽性故障干擾了時(shí)鐘總線，造成與總線連接的其他接收設(shè)備收到錯誤的時(shí)間數(shù)據(jù)。

3 結(jié)束語

數(shù)據(jù)總線受干擾不同于一般的線路故障，多種外圍因素均可以導(dǎo)致干擾。例如，數(shù)據(jù)線屏蔽保護(hù)網(wǎng)安裝不規(guī)范，線路布置不合理易受到其他系統(tǒng)干擾，數(shù)據(jù)接收設(shè)備接口性能下降等。一個(gè)數(shù)據(jù)總線大都連接多個(gè)接收設(shè)備，所以需要逐一隔離縮小范圍，并使用ARINC429總線分析儀或特性阻抗分析儀對線路協(xié)助檢查。排故人員應(yīng)加強(qiáng)業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，掌握一定的譯碼和數(shù)據(jù)分析能力，利于排故工作的進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] Boeing.737NG and 737MAX Boeing Baseline Airplane Condition Monitoring System（ACMS）[Z].

作者簡介

鮑奐偉，高級排故工程師，主要從事飛機(jī)電子系統(tǒng)維護(hù)和理論研究。

劉成偉，助理工程師，主要從事飛機(jī)系統(tǒng)維護(hù)和理論研究。