龙 浩
(中国民用航空中南地区空中交通管理局广西分局,广西 南宁 530048)
近年来,民航事业迅猛发展,民航安全也成为逐步热门的话题。航管二次监视雷达在民航安全飞行过程中起着不可替代的重要作用。广西空管分局技术保障部于2003年8月从法国引进THALES RSM970S二次监视雷达,安装于广西百色市境内,用以覆盖广西西北方向的高空区域。该雷达技术先进,运行一直比较平稳,但随着工作时间的增加,最近开始出现一些告警,本文选择了THALES 雷达时标板(TSF CARD)告警这一故障现象的出现及对其处理,并作总结,希望在以后的工作中对雷达设备维护人员碰到类似的故障能起到一定的帮助。
法国THALES 雷达主要由LVA 垂直大孔径天线系统(AS909)、射频切换单元、询问机、控制和监视电脑(LTM、STM)、雷达维护显示系统(IRIS)、方位分配单元(ADU2000)、天线控制机柜(AA2000)、电源分配机柜(AE2000)、双通道应答器(SITE MONITOR)组成。具体的框架图如图1:
图1 THALES 雷达框架图
雷达包含有CH1、CH2 两个询问通道,呈热备份关系,且在用通道遇故障后,能自动切换工作通道,以保障提供实时不间断的雷达目标。
STM 监控终端弹出告警窗口,提示在用的CH1 通道时标模块TIME STAMPING 存在故障,同时远端监控终端STM 界面的该模块监控显示呈红色告警状态,在IRIS 上查看CH1 通道雷达有目标显示,但没有时标信号。THALES 雷达自动切换至CH2 通道工作,查看CH2 通道监控显示该通道工作正常,雷达目标正常,时标信号也正常。在STM 监控电脑检查各级子模块发现只有CH1 通道的TIME STAMPING 模块存在告警,其他模块均正常工作。
用FAILURE RESER 进行该模块的故障复位,不能清除告警,说明该故障不是虚假告警。
根据监控提示的告警信息初步推测TIME STAMPING 模块可能存在故障。至雷达站现场将TIME STAMPING 对应的TSF 卡进行备件更换,告警信息仍然存在。担心备件也可能存在类似的故障问题,将其换到一切均正常的CH2 通道,发现工作正常,排除TSF 备件板卡故障的可能性。因此,推断故障点还是存在于CH1 通道内部的某个部件。
TSF 卡(Time Stamping Function)的主要功能有:①时间接收验证;②方位处理;③提供信号输出接口;④自检。
由于在雷达目标监控IRIS 上发现CH1 通道的目标没有时标信号,可能是TSF 卡的时间接收验证功能失败。我们将CH1 通道的TSF卡换到CH2 通道工作,却发现一切是正常的,雷达目标的时标信号正常,因此也排除了TSF 自身板卡可能存在故障。
查阅TSF 卡的物理连接发现,TSF 卡与DPC 模块的CPU1(TRIETH)通过异步线路进行了直连,如图2 红线所示。
图2 DPC 模块原理图
由此推断故障现象是否会由CPU1(TRI-ETH)引起?为了得到证实,采用备件更换法,对CH1 通道CPU1(TRI-ETH)用备件进行更换后,发现CH1 通道工作正常,之前存在的TIME STANMING 告警也消除了,检查雷达目标及时标也均正常。因此得出了CPU 1(TRI-ETH)卡存在故障。
CPU 1(TRI-ETH)是CPU 的重要组成部分,它和CPU 2(BIETH)共同实现了THALES 雷达的实时数据处理和传输。CPU 的组成板卡前面板如图3。
阅读厂家提供的资料和使用手册,得知CPU1(TRI-ETH)板卡上有一块自带存储功能的计时芯片,其内置嵌入有锂电池单元,在长时间的工作后会由于电量耗尽需要进行更换(厂家建议是5年更换)。根据这个思路,我们对CPU1 上该芯片的电池进行了测量,电压值接近于0V。可以判断CPU1(TRI-ETH)存在有故障,并可能造成了前面描述的故障现象。
图3 CPU 组成板卡前面板图
经过以上分析,推断出CHI 通道的CPU1 板卡电池电量不足。在市场上购买了意法(ST)品牌的型号为M4T32-BR12SH1 的计时芯片(如图)测量电压值为2.9V(标准值为3V 左右)
图4 意法M4T32-BR12SH1 计时芯片
并将CPU1 卡的芯片进行了更换,位置如图5:
图5 CPU1 板卡的计时芯片位置
通过翻阅资料,THALES 雷达CPU 板卡更换该芯片后需要进行重新复位,这是一项此前从未做过的工作,因此我们花了不少精力,也进行了充分的准备。
对CH1 通道CPU1 板卡重新复位需要使用超级终端来完成,通过一根两端均是母头的DB9 针串口线连接笔记本电脑和CPU1 卡上的SERIAL 口,同时必须断开IDSC 模块上的DB25 接线以及编号为J15 的CH1、CH2 通道互连以太网线(如图6),以防止对CH1 通道进行的修改同步到CH2 通道,造成不必要的后果。
图6 通道互连网线接口
建立好超级终端,按以下步骤依次进行:
确认时间无误后按ENTER 输入。
重启CH1 通道,检查该通道告警消除,雷达目标恢复正常。这次故障也得以解决。
这次故障的现象是时标板TSF 卡告警,而实际的故障点却存在于CPU1(TRI-ETH),造成了前期的故障处理在研究TSF 卡上花了不少精力,走了弯路。在推断出故障点可能存在于CPU1(TRI-ETH)板卡并得到确认后,问题的处理就豁然开朗。最后排除了故障点,对CPU1(TRI-ETH)的复位也需要不少功夫,需要认真研读厂家提供的相关资料,才能使问题迎刃而解。
目前这一故障现象出现的较少,我们也没有任何经验可以借鉴参考,所以这次故障处理耗费了不少时间。通过这次案例之后,积攒了经验,也希望能对同行以后关于这方面的故障处理有所帮助。