趙國柱

摘 要：根據(jù)CANbus通道的架構(gòu)分析可知，引起一個或多個通道失效的可能的原因有：電源問題、主干線故障、主干線的終端問題和SimHost的問題。每個基于母線的CANbus通道包含一組聯(lián)網(wǎng)的智能控制器，每個控制器位于網(wǎng)絡(luò)的一個“節(jié)點”上。通常，每個節(jié)點控制器都位于它所服務(wù)的I/O設(shè)備附近。典型的情況是，一個節(jié)點控制器管理模擬駕駛艙里的一個面板上的I/O設(shè)備的通信，并直接安裝在該面板上，故障診斷主要依靠經(jīng)驗積累的故障樹推理。

關(guān)鍵詞：CANbus；SimHost；I/O系統(tǒng)；故障診斷

1概述

CJ1飛行模擬器座艙中的許多I/O設(shè)備是獨立的接口，如開關(guān)、信號牌、燈泡和電位計等。CJ1飛行模擬器使用基于控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線（Controller Area Network bus，簡稱CANbus）的I/O系統(tǒng)為它們提供與計算機系統(tǒng)的連接[1-3]。

基于CANbus的I/O系統(tǒng)通常使用以下兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：基于母線的CANbus通道和/或基于“卡籠”的CANbus通道。在CJ1飛行模擬器上有4個CANbus通道，名為CANbus通道0 （CC0）至CANbus通道3 （CC3） ，它們都是基于母線的。所有CANbus通道都通過Sim Host連接到計算機系統(tǒng)，并以每秒500千比特的數(shù)據(jù)速率進(jìn)行異步操作[4-7]。

2 基于母線的CANbus通道的架構(gòu)

所有基于母線的CANbus通道都具有相同的架構(gòu)，每個基于母線的CANbus通道是一個由一個菊鏈?zhǔn)竭B接的主干線（Trunk Line）構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，它在Sim Host和座艙上的一個或多個母線（Busbar）之間傳輸數(shù)據(jù)。每個母線可以連接多達(dá)4條分接線（Drop Lines），每根分接線都承載著數(shù)據(jù)和電源，并連接到一個CANbus節(jié)點。

所有CANbus節(jié)點都具有相同的架構(gòu)，CANbus節(jié)點的形式較為單一。每個CANbus節(jié)點包含一個節(jié)點控制器，它管理多個輸入和輸出。通常，單個節(jié)點控制器可為模擬器座艙中的一個面板上的所有設(shè)備提供連接。因為每條分接線同時承載數(shù)據(jù)和電源，所以一個面板通常只需要一根電纜。

3 基于CANbus的I/O系統(tǒng)的故障診斷

3.1 故障隔離程序

圖1是I/O系統(tǒng)的故障隔離流程圖，沿著這個流程圖逐步向下，將引導(dǎo)到下文更為詳細(xì)的部分。

圖1 I/O系統(tǒng)的故障隔離流程圖

3.2 一個或多個通道失效

圖2 一個或多個通道失效

根據(jù)CANbus通道的架構(gòu)分析可知，引起一個或多個通道失效的可能的原因有：電源問題、主干線故障、主干線的終端問題和SimHost的問題。導(dǎo)致主干線故障的因素有：主干線的與SimHost的連接松動、主干線中斷。主干線的終端問題由座艙上的主干線終端或SimHost端的主干線終端未連接引起。依據(jù)這些故障事件之間的邏輯關(guān)系可以建立起相應(yīng)的故障樹如圖2所示。

沿著故障樹逐步向下，可以制定出以下排故流程：檢查MegaPAC 24V電源；檢查發(fā)生故障的CANbus通道的主干線與SimHost的連接；檢查主干線的兩個終端是否都已連接正確；通過測量CANbus通道主干線的電阻來檢查SimHost和座艙之間的主干線的連續(xù)性。如果兩個終端都連接正確，電阻應(yīng)該在60歐姆。嘗試使用備用的CANbus連接板替換SimHost中的正在使用的CANbus連接板。

3.3 單個節(jié)點無響應(yīng)

只有一個節(jié)點無響應(yīng)，說明從SimHost到該該節(jié)點的母線都是正常的。那么導(dǎo)致這個節(jié)點無響應(yīng)的可能的因素就包括該節(jié)點控制器和母線之間的連接中斷、節(jié)點控制器自身故障。導(dǎo)致節(jié)點控制器和母線之間的連接中斷的原因有：分接線兩端連接存在問題、母線上的連接器故障和分接線自身故障。依據(jù)這些故障事件建立起單個節(jié)點無響應(yīng)的故障樹。

3.4 所有的節(jié)點都有響應(yīng)

如果在故障隔離過程中所有的節(jié)點都響應(yīng)CAN sniffer的查詢，但是某一I/O設(shè)備依舊無法實現(xiàn)其功能，這說明故障可能發(fā)生在該I/O設(shè)備的節(jié)點控制器上、節(jié)點控制器與該I/O設(shè)備的連接上或I/O設(shè)備本身。這些因素進(jìn)一步分析后，可以為這些事件建立基本的故障樹，而所有的節(jié)點都有相應(yīng)的故障樹。

4 CANbus排故總結(jié)

每個基于母線的CANbus通道包含一組聯(lián)網(wǎng)的智能控制器，每個控制器位于網(wǎng)絡(luò)的一個“節(jié)點”上。通常，每個節(jié)點控制器都位于它所服務(wù)的I/O設(shè)備附近。典型的情況是，一個節(jié)點控制器管理模擬駕駛艙里的一個面板上的I/O設(shè)備的通信，并直接安裝在該面板上，故障診斷主要依靠經(jīng)驗積累的故障樹推理。

參考文獻(xiàn)：

[1] 米祖強， 廖峰. 基于FTA的飛行模擬機故障診斷專家系統(tǒng)[J]. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2012，12（19）： 4852-4856

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（作者單位：中國民用航空飛行學(xué)院 模擬機訓(xùn)練中心）