ARINC429時鐘總線干擾故障分析

劉成偉 鮑奐偉

摘要：ARINC429總線在飛機上普遍應用，它符合航空電子設備數字數據傳輸標準。要在計算機上實現ARINC429總線數據的接收和發送，必須實現429總線與計算機總線之間的數據傳輸。利用ARINC429總線數據分析儀可以快速準確判斷排除數據傳輸故障。

關鍵詞：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據是機載無線WAQR通過網絡運營商3G或4G傳輸到航空公司的服務器上的，其QAR數據包含著飛行品質監控和局方要求監控的重要飛機參數，在飛機上WQAR數據由飛行數據獲得組件（DFDAU）提供，DFDAU收集飛機各個系統的模擬和數字信號，包括機長時鐘總線發送來的時間和日期數字信號，這些數據在DFDAU內按照一定的格式組合生成QAR報文，時間數據不正確將導致其他參數的排序混亂，造成無法正常譯碼分析數據。

1 故障現象及排故過程

一架波音737NG型飛機從2020年9月起收到航空安全管理部報告，該機的QAR時間始終不正確，線路通路和絕緣檢測均正常，檢查飛機系統無故障記錄和駕駛艙效應，按照故障隔離手冊FIM排故未發現故障，經與工程部門商討使用ARINC429總線分析儀調取時鐘總線數據，根據總線數據隔離故障源。

1）使用ARINC429總線分析需要LABEL值，獲得LABEL值就可以使用ARINC429總線分析儀來調取總線上傳輸的數據。通過查閱波音手冊D226A101-2飛行數據獲得組件譯碼手冊，找到與線路手冊相一致的接口信息就可獲得數據標號LABEL值，如圖1所示，LABEL260為日期，LABEL150為格林威治（GMT）時間。

2）測量機長側時鐘（發射端）的時間數據

機長側時鐘數據總線與第一部飛行管理計算機FMC、飛行數據獲得組件DFDAU、話音記錄器VCR相連接，機長側時鐘為發射端，第一部FMC、DFDAU、VCR為接收端，三個設備同時接收ARINC429總線上的數字信號，包括格林威治時間（GMT）和日期數據，以供各自系統使用。依據WDM31-22-11線路圖手冊（見圖2），設置LABEL值260和150的ARINC429總線分析儀，將ARINC429總線分析儀跨接并聯在時鐘總線的發射端，經測量該時間為4月26日，GMT時間為6時26.3分，即當前北京時間下午2時26.3分，說明發射端時間數據正常。

3）測量飛行數據獲得組件DFDAU、FMC1、VCR（接收端）時間數據

將依據WDM31-22-11線路圖手冊（見圖1），分別測量機長時鐘總線與DFDAU、FMC1、VCR相連接的端口，將ARINC429總線分析儀跨接并聯在時鐘總線的接收端，設置LABEL值260和150以獲取時鐘總線發送過來的時間數據。如圖3、圖4所示，時鐘總線上顯示的日期為1月19日，GMT時間為10小時15.4分，總線數據時間與機長側時鐘總線數據顯示不一致，因為已經更換機長側時鐘且測量線路正常，懷疑故障源應在接收端的三個組件上。將三個組件依次拆除，再次測量時間數據，當拆除1號FMC計算機后，測量總線時間數據恢復正常，可以判定1號FMC接口對總線產生了干擾，最終更換一號飛行管理計算機FMC后飛行數據獲得組件DFDAU發出的QAR報文時間恢復正常。

2 排故結論

將故障飛行管理計算機FMC送至附件修理車間進行測試和分解，結合附件修理手冊CMM，飛機系統來的時鐘信號D2198B插頭D3/E3插釘相對應計算機的信號為ICLOCK+/ ICLOCK（見圖5），連接到計算機主板U5芯片內，U5芯片是一種8位可編程控制器，在處理器部分的引導下執行數據輸入、輸出操作。ARINC429總線的調制方式采用雙極型歸零的三態碼方式，用三個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電壓，使整個數據總線基準電壓不穩定，導致信號邏輯混亂，因此判斷U5芯片輸入/輸出性能下降，產生的隱蔽性故障干擾了時鐘總線，造成與總線連接的其他接收設備收到錯誤的時間數據。

3 結束語

數據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致干擾。例如，數據線屏蔽保護網安裝不規范，線路布置不合理易受到其他系統干擾，數據接收設備接口性能下降等。一個數據總線大都連接多個接收設備，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助檢查。排故人員應加強業務學習，掌握一定的譯碼和數據分析能力，利于排故工作的進行。

參考文獻

[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，主要從事飛機電子系統維護和理論研究。

劉成偉，助理工程師，主要從事飛機系統維護和理論研究。