一起A350飞机CAN总线异常引起多个风扇故障隔离

Waaa369dh · 发表于 2021-6-16 11:21:37

摘要：因风扇内部接口卡损坏致CAN总线特性阻值异常，引起总线上所有设备都故障。隔离方法是关键，它不同于传输模拟信号的线路测量来隔离故障。类似的故障可借签。

关键词：CAN总线故障；隔离方法

一、故障现象

一A350飞机上电后同时出现5条风扇的故障信息

DM: COND CABIN FAN MONITORING FC:2121F02BMM: FAN-RECIRC 2,RH(102HG)

DM: COND ONE CABIN FAN FC:2121F02N MM : FAN-RECIRC 4,RH(104HG)

DM: VENT AVNCS FAN MONITONRING FC:2121F0A9 MM: FAN-BLOWER AVNCSVENT,RH(112HQ)

DM: COND BULK CARGO FAN MONITORING FC:2121F0K3 MM: FAN-EXTRACT,BULK CRGCOMPT(210HN)

DM: VENT AVNCS R EXTRACT FAN FC: 2121F0AP MM: FAN-EXTRACT 2 AVNCSVENT(122HQ)

二、信息收集

飞机基本数据

引进时间：2018/9/30

飞行时间：4518FH

飞行循环：1382FC

飞机一年来无空调风扇的故障，首次出现。BITE测试CPIOM H41～H44，通过。

三、故障分析

所有故障的风扇都有电路板/转动部件两部分，装有软件的电路板通过CAN总线与通用处理输入/输出模块CPIOMH41&H42内的控制软件VCS通讯，VCS通过总线控制风扇的工作，并接收风扇的反馈。风扇经不同RCCB供电（风扇是物联网上设备）。各设备并联在总线上，总线的未端各有一个电阻120欧，设备的输入电阻通常为几千欧，所以总线总阻值为60欧左右。当总线元件或设备接口出现故障导致总线的总阻抗偏离60欧特性电阻过多时，就会引起所有设备的输入信号失真，从而总线上的所有设备都不能正常工作，报警。

据飞机系统简图（CAN总线网络拓扑及电气特性可参考相关的书籍），分析认为应是控制器CPIOM或总线上的设备接口或总线异常。按可能性故障器件应为：

1、CPIOM H41/H42;

2、风扇

3、终端电阻

4、总线上的插头及元件

四、隔离方法及步骤

排故方向确定了，如何制定步骤来隔离，明确故障点呢？为此制定了以下两方案：

方案一，测量法

1、拔出设备的跳开关，整机断电。

2、测量CAN BUS电阻是否正常。

2.1脱开某个插头如1200VC690

2.2量总线电阻，正确的数值为

总线H-L（红-蓝线）间：60欧

总线H-地，L-地: 50欧-20兆欧，且差值在1千欧之间

2.3不正确阻值的可能原因

* H-L阻值<50欧，则某个部件内部短路或总线磨损

* H-L阻值=120欧，则线路存在断路

* H-L阻值=60欧，但H-地、L-地不满足，则屏蔽线接地。

* H-L阻值>>120欧，则测量点到电阻间断路

3.1若H-L阻值满足要求，则可能脱开的设备故障，再装好它从别处测量

3.2若H-L阻值<50欧，则按可能性，分别脱开其它部件的总线插头，直到找到故障件。

方案二，逐个隔离测试法

A: BITE测试VCS

1、隔离两个CPIOM，（如对串H41/42与H43/44，它们的软硬件都一致），完成A，

2、隔离其它部件

2.1分别脱开某风扇的CAN 插头，完成A。次序为脱开-测试-装回，再进行下一个。

2.2更换隔离后BITE时故障信息减少的部件。

3、隔离线路，参照方案一

五、故障排除

复位头顶面板VCS1和2跳开关，移离CPIOM H41/H42故障仍在。后按方案一，量线发现H-L阻值为31.2欧，过小，将风扇104HG从总线上移开，阻值66.6欧，正常。判断它的内部接口卡故障。更换此风扇后故障排除。

六、总结

这是一起因风扇内部接口卡损坏致CAN总线特性阻值异常，引起总线上所有设备都报警的故障，这种失效模式不多。隔离方法是关键，可参考厂家排故手册AFI：A350-A-45-45-XX-03001-421A-A-Fault ofthe CAN Bus Links。本文提供的方案也可参考。

七、启示

A350飞机上的CAN总线应用广泛，有160多条。为满足网络化、电脑化的需求，飞机上数据总线有多种：AFDX（Avionics Full_DupleX,航空全双工以太网），ARINC 429，CAN，MIL 1553等。它们的标准不同，物理层构造、网络拓扑各异，多以基带传输数字信号，故为排除故障，维修人员须理解飞机上的新技术，学习相关基础知识。

1、量线思路：与传输模拟信号的线有别。对于CAN 总线，要测量两根传输线间阻值及传输线对地的屏蔽电阻差，屏蔽电阻差过大也会引起信号失真。

2、对于以总线传输数据的系统，若总线上多个设备报警（可能是所有），则要考虑总线失效，失效原因要考虑所有与之相关的元器件及设备。因为总线上的设备接口有输入电阻，若它超标，就是总线失效。此时在同一总线上对串部件无法隔离。

3、理解不同的总线拓扑，不同的电气特性，排故时要制定不同的隔离方案。使用MIL 1553网的飞控系统，A350飞机上有耦合器COUPLER，B787上就没有，所以方案定会不同。

参考：

AIRBUS

ASD: A350-A-21-21-XX-05000-054A-A-VCS 2RST&CAN BUS INTFC WITH CPIOM/FANS

AFI：A350-A-45-45-XX-03001-421A-A-Faultof the CAN Bus Links