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探究与分析GJB289A总线电缆故障

作者2019-03-25 11:22未知
1 研究背景
  随着航空装备的不断更新换代,数据总线通信技术越来越多地被应用于各型战机。GJB289A(1553B)数据总线通信系统是一种集中控制、分布处理的系统,采用GJB289A总线标准进行数据传输,是飞机综合航电火控系统各分系统之间数据传输的组织、控制中心,被形象的称之为“神经中枢”。而GJB289A数据总线电缆,则是该通信系统数据传输的通道、桥梁和纽带,该总线电缆的可靠性是数据传输的前提和保障,直接关系到各系统能否正常工作。然而,由于总线电缆技术的不断提升及其特殊性,使得传统老旧的电缆检测手段已无法满足总线电缆的测试要求。加之制造工艺、使用维护和可靠性等原因,由于总线电缆故障而造成的问题日益突出。为此,本文分析了GJB289A数据总线的常见故障及其故障原因,并提出一种实用、便捷的总线电缆检测技术和方法,可快速、准确地查找数据线路存在的故障和缺陷。
  2 数据总线简介
  GJB289A(1553B)数据总线电缆分为主电缆和短截线,即主线和子线。所有的主线和子线都是带护套的双绞屏蔽电缆,特性阻抗为75Ω。在GJB289A(1553B)总线电缆中,主电缆的两端应加75Ω的电阻,使信号形成回路,该电阻被称为主终端。在未使用的终端子线末端应加阻值等于3000Ω的电阻器,该电阻被称为子终端。如在某型飞机火控系统原理馈电图中,标注“S/B或W/B”的均为主线电缆,标注“S/T或W/T”的均为子线电缆。短截线连接是指用一个独立的线路提供终端与总线主电缆耦合的手段,这一手段既方便了总线布局,也由于短截线中的网络提供了对故障的隔离,使短截线或终端的故障不会对总线的操作有太大影响。要分析、排除GJB289A(1553B)数据总线故障,首先要了解总线配置情况。下面以某型飞机数据总线系统为例加以说明。某型飞机火控系统采用GJB289A(1553B)多路传输数据总线通信标准、双总线双余度结构。通信系统由系统总线和武器总线两条总线组成,每条总线均采用双余度设置,分为A、B总线。A总线通常作为主总线,B总线通常作为备份总线,在任何时候,仅有一路数据总线处于活动状态。当主总线故障,消息自动在备份总线上进行重试,提高了系统的可靠性。该型飞机的数据总线通信电缆分布于一领、二领、一机务舱和左右机翼以及左右导弹挂架。
  3 总线电缆常见故障及故障原因
  分析
  3.1 总线电缆常见故障
  在分析、查找总线故障时,首先要根据故障现象,初步判断故障可能存在于系统总线还是武器总线,再进一步确定故障是总线故障还是子线故障。然后根据总线配置情况,利用数据总线电缆检测技术,查找并排除故障。通过对内外场60多起数据总线故障进行统计和分类汇总,发现数据总线常见故障主要包含以下三类。
  1)短路或断路
  a. 线接器短路或断路断路:线接器假焊、脱焊,该类故障共发生3起。短路:线接器焊接时,导线丝穿破绝缘层,与防波套接触造成短路。该类故障发生2起。
  b. 接插件短路或断路
  一是焊接或压接接插件造成短路或断路,该类故障发生6起。二是连接接插件时,插倒插针造成短路或断路,该类故障发生12起。
  c. 终端短路或断路
  终端存在短路或断路的这类故障共发生4起。
  2)接触不良
  由于接插件本身质量原因或连接不当造成线路接触不良,主要体现在通电时时好时坏,故障时有时无。该类故障发生约20多起。最典型的是某型飞机火控总接线箱X18插头接触不良,导致通电时总线故障高发,经检查确认属于接插件质量问题,全部予以更换后故障排除。另外,接插件焊接或压接质量不高,也是造成线路接触不良的隐患之一。该类故障发生约8起。
  3)终端设备故障
  检查确认总线网络正常情况后,系统工作仍然无法正常工作,就应高度怀疑是系统终端设备故障所引起的,此类故障可以通过换件的方式予以排除。该类故障发生约10起。
  3.2 故障原因分析与措施
  造成总线电缆故障的原因以及应采取的应对措施如下。
  1)总线电缆制造时存在故障或隐患在总线电缆制造时,由于制造工艺缺陷或操作者技能等因素,导致总线电缆存在短路、断路以及焊接、压接质量不高等问题。此类问题在总线电缆制造中出现频率较高,而且由于种种原因,往往被遗漏到下工序,但此类问题在装备使用初期就大量暴露出来。对于此类故障或缺陷的应对措施,除了提高总线电缆制造工艺水平和操作人员技能外,关键还在于严把总线电缆装机前检测质量。
  2)使用维护不当导致总线电缆故障或隐患由于使用维护不当,如频繁插拔接插件、拖拽总线等,导致总线电缆存在短路、断路、接触不良等。此类问题往往表现为时好时坏、或一开始正常,后来不正常等。这就要求在总线的使用维护中尽量减少接插件插拔次数,每次连接总线插头时,一定要仔细认真,谨防插错、插歪等。同时不能随意折弯、用力拖拽总线。
  4 数据总线电缆检测
  数据总线电缆检测是通过定量检测数据总线线缆的电性能参数,快速判定线缆系统工作状态、故障类型(短路、开路、错接等),并对故障进行初步定位。目前实用、快捷、简便的检测技术和方法是利用总线检测仪对总线网络进行信号衰减测试。总线检测仪虽种类较多,其操作方法亦各不相同,但原理基本一致。
  信号衰减测试是通过测试总线网络中同一总线(A总线或B总线)任意两个子端之间信号衰减量的方法,评判总线网络工作情况,通过测试,可初步判定总线或子线间是否存在短路、开路以及高、低端之间错接、终端电阻阻值超差等可能存在的故障或隐患。正常情况下,任何两根子总线之间的信号衰减量约为12dB±0.5 dB(200 kHz 信号),其中电缆对信号的损耗约为4.6 dB/100m(200 kHz)。
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