基于MEN系列主控系統FEP機架電源模塊維修方法探究

鮑丙東　史陸星

摘? 要：該文通過廣州地鐵五號線主控系統FEP設備的故障數據和硬件拆解情況進行數據分析研究，理清出主控FEP設備機架電源模塊的多個故障點與對應的維修方法，并經過五號線主控FEP機架輪換修項目的驗證，該維修方法修復率可達到98%，平均每臺故障次數從1.59次降低為0.18次，設備運行穩定性得到有效提高，提升主控系統運行可靠性的同時，為后續推進國產化技術改造奠定了時間基礎和維修基礎。

關鍵詞：主控系統? FEP電源模塊? 維修方法

中圖分類號：TP303 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）07（b）-0016-02

廣州地鐵多條線路的主控系統中，前端處理機FEP采用以德國MEN公司開發基于Vxworks實時操作系統的設備，在主控系統中是冗余雙套配置，用于管理主控與子系統的接口，具有轉換各種硬件接口、軟件協議的能力，同時具備數據隔離作用[1]。五號線主控系統自2009年9月投入使用以來，核心設備FEP在每天24h運作強度下，連續運行10年之久。根據2018年設備技術年度評估報告顯示，FEP的故障數量高居不下，2017年度故障量達到159次，占比總故障量的30%，與2016年度同比漲幅117.8%。在設備實際使用和故障處理過程中，發現電源模塊運行不穩定易引發FEP軟硬件故障，影響主控系統監控功能。

為緩解五號線主控系統已停產的FEP設備備件緊缺問題，穩定FEP電源模塊，提高解決主控系統故障效率，該文對FEP設備機架電源模塊的維修方法進行探究，從而確立五號線FEP設備機架電源模塊的維修方法，解決因電源模塊供壓不穩定造成的軟硬件故障[2]。

1? 機架電源故障分析

五號線FEP設備機架電源主要是提供+5V和±12V三路輸出電源給機架主板供電。通過設備故障數據的收集與分析得出，FEP異常主要包括設備無法啟動、設備不斷自重啟、電源電容出現鼓包等幾類，涉及電源模塊的故障表現主要集中在電容、風扇、接線等位置。

由于主控系統FEP設備[3]長時間地系統運行，機架電源內的電容參數逐漸下降，很多電容已經出現老化現象。對五號線主控FEP的機架電源模塊進行普查，發現運行的100臺設備中，存在輕微鼓包的設備占比超過60%。對故障數據和硬件拆解進行分析得出：

（1）+5V輸出濾波電容、+12V輸出濾波電容鼓包，電容變值易導致輸出不穩定，帶載能力差。輸出工作電壓不穩定易造成FEP設備系統運行不穩定，尤其是+5V的輸出電壓不足。

（2）FEP電源與主板間接觸不良，線與線耳之間存在簡單按壓問題，易造成接觸不良現象。

（3）機架內的風扇是負責給主板散熱的，24h不間斷工作中已近10年的壽命，風扇異常或者風速降低，則主板散熱不良，會使FEP設備出現死機、自重啟等不穩定現象。

2? 機架電源故障處理方法與校驗

2.1 電源模塊維修

根據五號線主控FEP設備運行現狀以及設備普查結果，通過故障數據分析，確立對FEP機架的電源模塊進行維修，主要涉及濾波電容故障處理及電源接口接觸不良故障處理。對電源模塊進行維修的方式，主要通過焊接更換方式來解決，包括電容、風扇等零部件;同時對主板的接線口進行加焊鞏固方式來處理（見表1）。

以加焊FEP主板與電源模塊的連接線為例，對線與線耳的壓接處進行加焊。以五號線三溪站主控FEP設備為例，對電源模塊+5V電源輸出至主板供電間進行排查，發現有3處需要加固焊，分別為電源輸出端線耳、主板插槽輸入端線耳、主板插槽的輸入處鉚釘（見表2）。

2.2 電源故障維修校驗

經過對主控FEP電源機架的故障處理，設備還需經過一定的檢查校驗和實際運行觀察，才能確保機架電源模塊維修方法的有效性，該檢測方法主要包括溫濕度試驗與實際運行觀測。

將主控FEP設備機架修復好的故障件，插入主板并通上電，放入溫濕度試驗箱內進行測試。測試從常溫開始升溫到40℃，濕度設為85%，測試時間為60min。在測試前后，電源模塊供電性能穩定，溫濕度測試通過。將通過溫濕度試驗的主控FEP機架電源模塊投入到五號線正線上運行，設置觀測周期為1個月，并進行專項設備運行追蹤。若在觀測周期內出現FEP報停止服務、掉電、頻繁自啟動等問題，則視為修復失敗;若未出現故障情況，FEP設備運行穩定，則視為修復成功。

3? 結語

通過該文探究，理清了五號線主控FEP設備機架電源模塊的故障點與維修方法。利用該方法，聯合廣州地鐵基地維修中心對五號線主控FEP機架進行輪換修，并進行返修件的跟蹤。經驗證，五號線共100臺FEP設備，修復率可達到98%，平均每臺故障次數從1.59次降低為0.18次，主控系統FEP設備運行穩定性得到了有效提高。針對已經停產的FEP設備，通過該方法的實施，使得主控系統整體運行可靠性得到了一定的提升，為后續推進主控系統國產化技術改造奠定了時間基礎和維修基礎。

參考文獻

[1] 楊利強，黃衛，張寧.前端處理機與服務器融合的綜合監控系統設計[J].都市快軌交通，2010，23（6）：94-97.

[2] 廣州地鐵集團公司組織編寫.綜合監控系統檢修[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2011.

[3] 朱盛春.基于FEP在地鐵實現綜合監控與冗余[J].科技經濟導刊，2015（18）：72，151.