FSD—40DME電源模塊故障導(dǎo)致監(jiān)控失效的分析

董爵斌

摘 要：測距儀是國際民航組織規(guī)定的近程導(dǎo)航設(shè)備，它提供航空器相對于地面測距儀臺的斜距。當(dāng)測距儀與儀表著陸系統(tǒng)配合使用時，測距儀可以替代指點信標(biāo)，以提供飛機進(jìn)近和著陸的距離信息。本文在此介紹FSD-40型號測距儀電源模塊故障導(dǎo)致監(jiān)控失效的實例，講解TPS模塊與各板件之間的相互關(guān)系，為該型號設(shè)備的維護(hù)維修人員提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：測距儀 FSD-40 電源 故障 TPS

中圖分類號：TN86 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（c）-0041-02

測距儀（distance measuring equipment）系統(tǒng)是通過詢問應(yīng)答方式來測量距離的。當(dāng)測距儀與儀表著陸系統(tǒng)配合使用時，測距儀可以替代指點信標(biāo)，以提供飛機進(jìn)近和著陸的距離信息[1]。DME系統(tǒng)的主要組成部分，機載測距機發(fā)射射頻脈沖對信號，所謂的詢問信號；測距信標(biāo)臺的接收機收到這一詢問信號后，經(jīng)過固定延遲，由發(fā)射機產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)答信號發(fā)射出去；機載測距機在接收到地面射頻脈沖對后，可由距離計算電路根據(jù)詢問脈沖與應(yīng)答脈沖之間的延遲時間，計算出飛機到地面信標(biāo)臺之間的視線距離。

1 FSD-40設(shè)備簡介

FSD-40測距機由意大利THALES公司生產(chǎn)，具備遙控、本地電腦實時監(jiān)控功能。通過電腦可以實時監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)、具有控制轉(zhuǎn)換主備機、關(guān)機、查看和修改各種重要參數(shù)等功能。FSD-40測距儀[2]主要由I/O系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、脈沖收發(fā)信機、RF通道、外部連接接口系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、天線和計算機組成，如圖1所示。

主要模塊的功能如下：I/O系統(tǒng)功能是可以利用計算機和/或控制（INC）模塊控制、監(jiān)視信標(biāo)及相關(guān)合裝設(shè)備；通過專用或交換電話線連接到一個或多個遠(yuǎn)程控制中心；控制系統(tǒng)功能是用來協(xié)調(diào)構(gòu)成設(shè)備的各個組的所有操作，它通過I/O系統(tǒng)與操作員進(jìn)行交互，執(zhí)行與命令和預(yù)置相關(guān)的操作，并提供與設(shè)備操作情況相關(guān)的信息；監(jiān)控系統(tǒng)的作用是對脈沖收發(fā)信機進(jìn)行測試以及測量它們的回答，并將測量結(jié)果送到控制器用來檢查設(shè)備操作是否正確；脈沖收發(fā)信機的作用是接收機載詢問信號并進(jìn)行處理后，延時產(chǎn)生應(yīng)答信號經(jīng)調(diào)制放大送至天線發(fā)射；電源系統(tǒng)則為整個設(shè)備提供工作電源。

2 故障現(xiàn)象

值班室FSD-40監(jiān)控界面突然連接不上，立即通報塔臺并請求塔臺轉(zhuǎn)告飛機觀察DME信號是否正常，飛機反映信號正常。值班員立即趕到位于本場的下滑設(shè)備機房，發(fā)現(xiàn)設(shè)備并沒有換機、關(guān)機的記錄，但有四個板件的指示燈顯示異常，分別為：一號機的TPS-M板件、控制器CTR1和CTR2、數(shù)字信號監(jiān)控器MRA，并且在本地端接入監(jiān)控計算機，無法與設(shè)備進(jìn)行正常通訊。重啟設(shè)備后，故障現(xiàn)象依舊存在，通過塔臺詢問機組是否接收到地面信標(biāo)臺的應(yīng)答信號，機組反映信號正常。對TPS-M板件進(jìn)行復(fù)位，故障現(xiàn)象消除，指示燈均恢復(fù)正常，本地端接入計算機，恢復(fù)與設(shè)備的正常通訊。登入監(jiān)控軟件后，監(jiān)控主界面出現(xiàn)“MON 1 FAULTY”，應(yīng)答延遲、應(yīng)答效率等參數(shù)正常。由一號機切換至二號機，“MON 1 FAULTY”字樣消除，監(jiān)控器參數(shù)均正常。再由二號機切換至一號機，設(shè)備通訊和監(jiān)控參數(shù)均正常。觀察設(shè)備運行三十分鐘后，故障現(xiàn)象重新出現(xiàn)。

3 故障分析

因為在本地端接入計算機后仍然無法與設(shè)備進(jìn)行通訊，故初步懷疑為IRS（RS-232接口）故障。IRS（RS-232接口）模塊是信標(biāo)的接口，它提供的RS-232C串行接口，是為了LCSU單元與主控制器（CTR）之間能夠進(jìn)行通信。IRS模塊提供了兩個串口，一個為SK1（獨立的）供本機連接使用，一個為SK2（LCSU）供遠(yuǎn)程連接使用。通過后面對TPS-M進(jìn)行復(fù)位后，設(shè)備恢復(fù)正常且本地端接入計算機能夠正常通訊，排除了IRS和從設(shè)備機房至值班室的傳輸線路出現(xiàn)故障的可能。

結(jié)合控制器CTR1與CTR2指示燈情況，控制器CTR1的LP1燈和LP2燈均滅，控制器CTR2的LP1燈和LP2燈均亮。而LP1燈亮表示此控制器為主控制器，滅表示此控制器為從控制器。LP2燈只對從控制器才有意義并且表示此控制器上的EEPROM正在進(jìn)行更新。控制系統(tǒng)由兩個控制器CTR1、CTR2組成，系統(tǒng)默認(rèn)CTR1為主控制器。一旦系統(tǒng)檢測CTR1出現(xiàn)故障或者內(nèi)存不正確，便會自動將CTR2變?yōu)橹骺刂破鳎珻TR1成為從控制器，并且更新其內(nèi)存以匹配CTR2的內(nèi)存。故障現(xiàn)象說明主控制器從CTR1切換至CTR2，并且CTR2更新其內(nèi)存以匹配CTR1，表明CTR1板可能出現(xiàn)故障。

監(jiān)控器MRA板上LP1燈滅表示識別碼傳輸異常。監(jiān)控器MON由偽詢問器MIN、MRB、MRA組成，如圖2所示，在設(shè)備重啟后詢問機組，機組反映信號正常。由此可見，MRA板的故障并沒有影響DME收發(fā)信機的正常工作，由于兩個監(jiān)控器工作在邏輯與[3]的狀態(tài)，即當(dāng)一個監(jiān)控器故障時，信標(biāo)仍可以工作。只有當(dāng)兩個監(jiān)控器告警故障時，才能產(chǎn)生換機或者關(guān)機動作。由此故障現(xiàn)象表明MRA板也可能故障。

通過復(fù)位TPS-M板后，設(shè)備恢復(fù)正常，可基本判斷為TPS-M板故障導(dǎo)致此次監(jiān)控失效。TPS模塊為DC/DC的電源模塊，為設(shè)備提供+5 V、+15 V、-15 V的穩(wěn)定電壓，此模塊接受從BCPS提供的53 V直流電壓或者由電池組提供的48 V直流電壓。而TPS-M模塊是為有關(guān)的監(jiān)控器和相相對應(yīng)的CTR模塊供電，TPS-T則為相應(yīng)的收發(fā)信機模塊供電，這就可以解釋為什么故障不影響信號的收發(fā)。一號機的TPS-M為CTR1、MON1提供+5 V、+15 V、-15 V的工作電壓。在第二次故障重現(xiàn)時，技術(shù)人員測量了TPS-M上的TP1、TP3、TP4、TP5四個測試點，電壓值均異常，基本可判斷TPS-M板故障引起了此次監(jiān)控失效和導(dǎo)致CTR1/MON1板件不加電。又因為CTR1模塊提供了對I/O系統(tǒng)進(jìn)行管理的功能以及和兩個監(jiān)控器、雙工器進(jìn)行通信的TTL接口，如圖3所示，故在CTR1/MON1下電后影響了設(shè)備與監(jiān)控計算機之間的通訊，導(dǎo)致不能登錄監(jiān)控軟件。更換TPS-M板件，故障排除，后續(xù)觀察設(shè)備運行穩(wěn)定再無故障現(xiàn)象出現(xiàn)。

4 結(jié)語

由于FSD-40DME這套設(shè)備服務(wù)年限太久，設(shè)備板件老化嚴(yán)重，相應(yīng)的監(jiān)控軟件功能不齊全，是此次故障的間接原因。直接原因是由于一號機的DC/DC電源模塊TPS-M故障導(dǎo)致CTR1、MON1（MIN、MRA、MRB）下電不工作，而CTR1板上提供了對I/O系統(tǒng)進(jìn)行管理的功能以及和兩個監(jiān)控器、雙工器進(jìn)行通信的TTL接口，CTR板件不加電使I/O系統(tǒng)工作異常，造成計算機無法與設(shè)備進(jìn)行通訊。總結(jié)此次故障排查和分析過程，當(dāng)同型號設(shè)備出現(xiàn)類似故障現(xiàn)象時，倘若故障中出現(xiàn)電源模塊異常，應(yīng)優(yōu)先考慮是否是設(shè)備給各模塊的供電出現(xiàn)故障，對可能故障的電源模塊進(jìn)行排查，迅速排除故障恢復(fù)設(shè)備。

參考文獻(xiàn)

[1] 魏光興.通信、導(dǎo)航、監(jiān)視設(shè)施[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2004，6：97-100.

[2] ALCATEL公司.FSD-40/45 DME GROUND BEACON TECHNICAL MANUAL[Z].1995.

[3] 王毓銀.數(shù)字電路邏輯設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，1999：12-14.endprint