冲洗控制组件FCM9130系列中控制组件排故分析.docx

冲洗控制组件FCM9130系列中控制组件排故分析

刘铭
摘要：冲洗控制组件FCM9130系列为A330马桶组件核心控制组件，主要用于控制马桶组件的冲洗以及与飞机相关系统进行数据通讯。本文以近期发生的多起冲洗控制组件FCM9130系列故障为案例，重点探讨了控制组件（Control Assembly）不供电和控制组件CAN总线通讯有故障代码两种主要的故障现象，分析了其可能产生的原因并提出了问题解决方案，以供大家参考和指正。
关键词：冲洗控制组件；CAN总线通讯
：TP393 ：A ：1009-3044（2018）20-0282-02
1 冲洗控制组件的系统构成及关键部件功能
1.1冲洗控制组件FCM9130的系统构成
冲洗控制组件（FCM9130）主要由漂洗阀接头、驱动组件、闸阀组件、控制组件几个主要部件构成（详见图1），其中控制组件是其中的核心部件，也是近期发生的多起故障源头，下文将进一步分析其功能和电路构成[1]。
1.2 控制组件（Control Assembly）功能簡述
控制组件是计算机化、模块化的电子组件，核心部件为电路板P/N：9130-030300-1（详见图2）， 其通过控制/驱动和监控漂洗阀组件与闸阀组件达到控制马桶组件操作的目的。此外，还能将马桶组件的状态信息、故障信息传送到总线中与飞机进行通讯。主要功能如下：（1）在冲洗周期中触发真空发生器；（2）打开和关断漂洗阀；（3）打开和关断闸阀；（4）冲洗时抑制冲洗开关；（5）RS 485 / CAN通讯。
2 控制组件的电路构成及功能分析
控制组件电路主要由：电源部分电路、CAN总线接口电路、RS232接口电路、ARINC485接口电路、电机驱动电路、单片机电路、扇形齿轮位置感应电路、真空控制器触发信号产生电路组成，各部分电路主要构成及功能如下[2]：
1）电源部分电路构成及功能：电源部分电路构成，其主要功能为：在J101-A， J101-C加28VDC电压后，经过前级的保护和稳压电路，在后级利用升压/降压稳压器U101，形成电路板内部工作电压VCC。
2）CAN总线接口电路构成及功能：CAN总线接口电路构成，其主要功能为：利用脚TXCAN、RXCAN与单片机U201通讯，并通过U102（CAN总线接口芯片）将单片机信息转换为CAN总线信息，与飞机相关系统进行通讯（如马桶组件状态信息、故障信息）。
3）RS232接口电路构成及功能：RS232接口电路构成，其主要功能为：利用脚TX232、RX232与单片机U201通讯，并通过U103（RS232总线接口芯片）将单片机信息转换为RS232总线信息，与维护终端（PC）进行通讯，提供马桶组件状态信息、故障信息用于排故，并且还可以利用与维护终端（PC）的通讯对FCM进行校准。
4）ARINC485接口电路构成及功能：ARINC485接口电路构成，其主要功能为：利用脚TX485、RX485与单片机U201通讯，并通过U503（ARINC485总线接口芯片）将单片机信息转换为ARINC485总线信息，与飞机相关系统进行通讯（马桶组件状态信息、故障信息）。
5）电机驱动电路构成及功能：电机驱动电路构成，其主要功能为：利用脚TX485、RX485接收单片机U201的控制信号，通过电机驱动芯片U104产生正向、反向24VDC的电压及相应电流，驱动电机正转、反转。
6）单片机电路构成及功能：单片机电路构成，其主要功能为：单片机U201为整个控制组件的核心元件，用于控制马桶组件操作，监控马桶组件状态，控制与相关系统的通讯。
7）扇形齿轮位置感应电路构成及功能：扇形齿轮位置感应电路构成，其主要功能为：通过磁感应器U401、U402、U403，感应闸阀组件中扇形齿轮前端的磁铁位置从而判断扇形齿轮的转动位置，并将其转换为电信号传输到单片机用于控制马桶组件。此外，通过此电路可以对冲洗控制组件FCM9130进行校准。
8）真空控制器触发信号产生电路构成及功能：真空控制器触发信号产生电路构成，其主要功能为：通过脚VGC与单片机连接，接受单片机的VGC控制信号，利用U501电源开关芯片产生26VDC，5-6秒的真空控制器触发信号。
3 控制组件主要故障现象及排故思路分析
3.1针对控制组件不供电故障现象的处理思路
导致上述故障现象的主要原因是电路板P/N：9130-030300-1故障。排故可以参照图3外接电源并测量电路板的主要输出电压的思路进行。具体方式为：在CONNECTOR A 的A脚（+）与C脚（-）之间加电28VDC给电路板供电，将CONNECTOR A的K脚与L脚瞬时短接（模拟冲洗开关按下），此时若电路板工作正常，则WATER VALVE CONNECTOR的 A脚（sensor supply pos）有28VDC的输出，E脚（WV supply pos）有28VDC的输出 ，D脚（WV control）有5VDC、约1秒钟的电压输出，CONNECTOR A的B脚有26VDC、15秒钟的电压输出，插钉J104、J105有24VDC驱动电机的正转、反转电压输出。若以上主要的输出电压未产生则为电路板相关电路故障，工作者可根据电路图逐级隔离排查找到故障点（详见图4和图5）。
需要注意的是：根据以往的故障统计数据，电源电路中部分元件故障率高于数据处理、通讯电路部分，并且由于FCM中电路板的工作环境相对湿度较大，要特别注意电路板涂层的使用，隔绝湿气防止短路。
3.2针对控制组件中CAN总线通讯有故障代码的处理思路
CAN总线通讯、ARINC 485总线通讯、RS232串口通讯都是将马桶组件的状态或故障代码传送到相对应的终端，用于显示马桶组件的状态或故障信息。根据多起故障现象分析，CAN总线通讯、ARINC 485总线通讯、RS232串口通讯所传送的故障代码虽然数据格式不同但表达的内容都是一致的。因此，若工作者在马桶组件测试过程中CAN总线通讯存在故障代码，可依据 （下转第288页）
（上接第283页）
CMM 38-31-42 P1013 step F 中“Flush Performance Test”的测试步骤执行RS232串口通讯，在测试台电脑中读取FCM Response（FCM 反应的状态信息），若显示“*1 STAT 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0”（全为0）则表明FCM正常；若显示有不为0的数据位，则可依据手册P1026故障隔離中“Flush Performance Test fails”的相关步骤进行排故。排故完成后，CAN总线通讯故障代码也随之消失，显示正常。
以下为一起具体故障的处理案例：
FCM P/N：CA9130-01-03 S/N：01403026 在测试台上通电后发现输出电压正常，但在进行CAN总线通讯测试时发现有故障代码（厂家未给出代码具体含义无法指向故障），因此执行“Flush Performance Test”的测试步骤进行RS232串口通讯，在测试台电脑中读取FCM Response（FCM 反应的状态信息），其显示“*1 STAT 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0”（第2位不为0）的信息，根据此信息在手册故障隔离部分查找Digit 2 ≠ 0的故障原因，手册指示此故障为“Digit 2 ≠ 0：Gate valve fails to reach close position”（第2位不为0，Gate valve未达到关闭位置）。根据以上判断工作者在接下来了的排故工作中，执行了手册P1003页的“Calibration of the FCM”对Gate valve的位置进行校准，校准完成后通电测试正常，FCM Response（FCM 反应的状态信息）显示“*1 STAT 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0”正常，CAN总线通讯无故障代码，故障排除。
需要注意的是：手册要求FCM重新组装后，必须做校准步骤。
4 结语
控制组件（Control Assembly）不供电和控制组件CAN总线通讯有故障代码作为控制组件的常见故障现象，本文详细介绍的两个相应处理方案，对实际工作中快速制定维修方案和注意修理过程的关键步骤具有一定的指导意义。
参考文献：
[1] 耿之易.A330马桶相关故障简析[J].军民两用技术与产品，2016（18）：10-11.
[2] 华仔.http：//

-全文完-