基于MEN系列主控系统FEP机架电源模块维修方法探究

鲍丙东　史陆星

摘  要：该文通过广州地铁五号线主控系统FEP设备的故障数据和硬件拆解情况进行数据分析研究，理清出主控FEP设备机架电源模块的多个故障点与对应的维修方法，并经过五号线主控FEP机架轮换修项目的验证，该维修方法修复率可达到98%，平均每台故障次数从1.59次降低为0.18次，设备运行稳定性得到有效提高，提升主控系统运行可靠性的同时，为后续推进国产化技术改造奠定了时间基础和维修基础。

关键词：主控系统  FEP电源模块  维修方法

中图分类号：TP303    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）07（b）-0016-02

广州地铁多条线路的主控系统中，前端处理机FEP采用以德国MEN公司开发基于Vxworks实时操作系统的设备，在主控系统中是冗余双套配置，用于管理主控与子系统的接口，具有转换各种硬件接口、软件协议的能力，同时具备数据隔离作用[1]。五号线主控系统自2009年9月投入使用以来，核心设备FEP在每天24h运作强度下，连续运行10年之久。根据2018年设备技术年度评估报告显示，FEP的故障数量高居不下，2017年度故障量达到159次，占比总故障量的30%，与2016年度同比涨幅117.8%。在设备实际使用和故障处理过程中，发现电源模块运行不稳定易引发FEP软硬件故障，影响主控系统监控功能。

为缓解五号线主控系统已停产的FEP设备备件紧缺问题，稳定FEP电源模块，提高解决主控系统故障效率，该文对FEP设备机架电源模块的维修方法进行探究，从而确立五号线FEP设备机架电源模块的维修方法，解决因电源模块供压不稳定造成的软硬件故障[2]。

1  机架电源故障分析

五号线FEP设备机架电源主要是提供+5V和±12V三路输出电源给机架主板供电。通过设备故障数据的收集与分析得出，FEP异常主要包括设备无法启动、设备不断自重启、电源电容出现鼓包等几类，涉及电源模块的故障表现主要集中在电容、风扇、接线等位置。

由于主控系统FEP设备[3]长时间地系统运行，机架电源内的电容参数逐渐下降，很多电容已经出现老化现象。对五号线主控FEP的机架电源模块进行普查，发现运行的100台设备中，存在轻微鼓包的设备占比超过60%。对故障数据和硬件拆解进行分析得出：

（1）+5V输出滤波电容、+12V输出滤波电容鼓包，电容變值易导致输出不稳定，带载能力差。输出工作电压不稳定易造成FEP设备系统运行不稳定，尤其是+5V的输出电压不足。

（2）FEP电源与主板间接触不良，线与线耳之间存在简单按压问题，易造成接触不良现象。

（3）机架内的风扇是负责给主板散热的，24h不间断工作中已近10年的寿命，风扇异常或者风速降低，则主板散热不良，会使FEP设备出现死机、自重启等不稳定现象。

2  机架电源故障处理方法与校验

2.1 电源模块维修

根据五号线主控FEP设备运行现状以及设备普查结果，通过故障数据分析，确立对FEP机架的电源模块进行维修，主要涉及滤波电容故障处理及电源接口接触不良故障处理。对电源模块进行维修的方式，主要通过焊接更换方式来解决，包括电容、风扇等零部件;同时对主板的接线口进行加焊巩固方式来处理（见表1）。

以加焊FEP主板与电源模块的连接线为例，对线与线耳的压接处进行加焊。以五号线三溪站主控FEP设备为例，对电源模块+5V电源输出至主板供电间进行排查，发现有3处需要加固焊，分别为电源输出端线耳、主板插槽输入端线耳、主板插槽的输入处铆钉（见表2）。

2.2 电源故障维修校验

经过对主控FEP电源机架的故障处理，设备还需经过一定的检查校验和实际运行观察，才能确保机架电源模块维修方法的有效性，该检测方法主要包括温湿度试验与实际运行观测。

将主控FEP设备机架修复好的故障件，插入主板并通上电，放入温湿度试验箱内进行测试。测试从常温开始升温到40℃，湿度设为85%，测试时间为60min。在测试前后，电源模块供电性能稳定，温湿度测试通过。将通过温湿度试验的主控FEP机架电源模块投入到五号线正线上运行，设置观测周期为1个月，并进行专项设备运行追踪。若在观测周期内出现FEP报停止服务、掉电、频繁自启动等问题，则视为修复失败;若未出现故障情况，FEP设备运行稳定，则视为修复成功。

3  结语

通过该文探究，理清了五号线主控FEP设备机架电源模块的故障点与维修方法。利用该方法，联合广州地铁基地维修中心对五号线主控FEP机架进行轮换修，并进行返修件的跟踪。经验证，五号线共100台FEP设备，修复率可达到98%，平均每台故障次数从1.59次降低为0.18次，主控系统FEP设备运行稳定性得到了有效提高。针对已经停产的FEP设备，通过该方法的实施，使得主控系统整体运行可靠性得到了一定的提升，为后续推进主控系统国产化技术改造奠定了时间基础和维修基础。

参考文献

[1] 杨利强，黄卫，张宁.前端处理机与服务器融合的综合监控系统设计[J].都市快轨交通，2010，23（6）：94-97.

[2] 广州地铁集团公司组织编写.综合监控系统检修[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2011.

[3] 朱盛春.基于FEP在地铁实现综合监控与冗余[J].科技经济导刊，2015（18）：72，151.