HXD1C型电力机车网络控制系统-67页精选文档
机车网络监控系统
.H X D1C型电力机车中央控制系统由哪几个模块构成，并分析各模块的功能是什么？（10分）C C U中央控制系统由2个V C M模块、1个E R M模块和1个G WM模块构成V C M模块一.模块名称：车辆控制模块车辆控制模块V C M通过多功能车辆总线M V B与其他设备通信。
车辆控制模块V C M是T C M S 的核心模块。
二.模块功能1.车辆级过程控制：执行诸如牵引/制动控制、空电联合控制、超速保护和空调顺序启动等系列控制功能。
2.车辆总线管理：具有多功能车辆总线M V B的管理能力，并且能够进行主权转移。
3.数据通信：与T C M S系统的其他设备及非T C M S的智能设备的数据交换模块。
E R M模块一、模块名称：事件记录模块事件记录模块主要用来实现故障记录和事件记录，用于存储大量的各种数据、诊断数据和环境数据。
二、模块功能：1.数据记录：司机操作数据、故障数据、事件数据的记录。
2.数据转存：通过车载信息网（工业以太网）将记录的数据下载，供便携式维护工具分析。
3.模块提供4组L E D指示灯，用于模块状态指示。
G WM模块一、模块名称：网关模块二、模块功能1.列车级过程控制：执行诸如牵引/制动控制等一系列与机车重联运行有关的控制功能。
2.列车总线管理：具有绞线式列车总线WT B的管理能力。
3.列车级数据通信：与T C M S系统的车辆控制模块V C M进行与机车重联运行有关的数据交换。
分析H X D1C型电力机车A X M、D I M和D X M模块的功能是什么？（10分）A X M模块一、模块名称：模拟量输入输出模块二、模块功能：模拟量输入输出模块实现模拟量信号的采集输入和控制输出，具备如下功能：1.输入信号采集：将车辆间电气信号转换成控制信号，经由列车控制网络传送给车辆M V B网络，完成各种控制功能。
2.控制信号输出：将网络控制信号转换成电气信号，控制诸如仪表等设备。
D I M模块模块名称：数字量输入模块模块功能：1.输入信号采集：将车辆间电气信号转换成控制信号，经由列车控制网络传送给车辆控制网络中，完成各种控制功能。
HXD1C机车控制说明
1. 主电路1.1概述机车用于25 kV, 50Hz供电系统。
主要的高压设备包括受电弓、高压隔离开关、主断路器、主变压器，高压电路供电的主变流器。
1.2网压和网侧电流检测1.2.1 高压互感器配置机车安装1台高压互感器用于检测网压信号。
1.2.2 网压检测(25 kV AC)当受电弓升起时，TCU将通过高压互感器获得网压。
配置如下图所示：图1,网压检测网压应由TCU通过MVB传送至CCU并在司机室的IDU上显示。
应在TCU和CCU中实现网压的监测，在故障情况下CCU应立刻分断主断路器。
CCU升弓命令发出后，将开始网压检测。
正常网压应在17.5 kV – 31 kV的范围内。
欠压检测如果网压低于17 kV超过1秒钟，主断路器将被分断。
只有当网压高于17.5kV 超过1秒钟后，主断路器才允许重新合上。
如果在主断路器合上之后的0~0.6秒之内网压低压15 kV，主断路器应断开并锁定2分钟；如果30分钟之内发生了2次，主断路器应被锁定。
超压检测如果网压高于31.5 kV超过40秒钟，主断路器将被分断；如果网压高于32 kV，主断路器立刻断开。
只有当网压低于31kV超过20秒后，主断路器才允许重新合上。
1.2.3原边电流和回流电流检测TCU通过电流互感器获得网侧电流。
在原边绕组的两端将安装2个网侧电流互感器=11-T02和=11-T04，分别用于测量原边电流和回流电流。
配置如下：图 2 原边电流检测TCU应实现网侧电流的检测，在高压电路故障情况下，TCU应立刻分断主断路器。
网侧电流应通过MVB传送至CCU并在司机室的IDU上显示。
网侧电流保护：1.3主变压器保护对于主变压器的保护，控制系统主要有变压器油温的监控、变压器油流状态的监控、变压器压力释放阀监控三种，三种状态由微机系统进行监控，根据监控的情况进行相应的控制与保护。
1.3.1布赫保护为了保护机车，主变压器将安装布赫继电器，它能检测主变压器内部的气体压力。
HXD1C型电力机车受电弓控制原理分析
、测试工具2021.10HXD1C 型电力机车受电弓控制原理分析庄会华1,曾永全$(1.昆明铁道职业技术学院，云南昆明，650000 ; 2.中国铁路昆明局集团有限公司，云南昆明，650000 )摘要：HXD1C 型电力机车应用了车载网络控制系统,机车通信采用TCN 列车通信网络，网络控制系统稳定可靠。
HXD1C电力机车受电弓控制不同于直流电力机车，本文结合HXD1C 电力机车微机网络控制系统，分析了 HXD1C 电力机车升弓控制原理，并讨论了 HXD1C 电力机车降弓控制，经分析得出HXD1C 电力机车受电弓控制过程。
关键词：HXD1C 型电力机车；DTECS 微机网络控制系统；受电弓控制Analysis of Pantograph Control Principle of HXD1C Electric LocomotiveZhuang Huihua 1, Zen Yongquan 2(1. Kunming Railway Vocational and Technical College, Kunming Yunnan, 650000; 2. China RailwayKunming Group Co. Ltd, Kunming Yunnan, 650000)Abstract : HXD1C electrie locomotive adopts the vehicle network control system, TCN train communication network is used for locomotive communication, the network control system is stable and reliable. The control of HXD1C electrie locomotive pantograph is different from DC electrie locomotive, combined with the microcomputer network control system of HXD1C electrie locomotive, this paper analyzes the pantograph raising corrtrol principle of HXD1C electrie locomotive, discusses the pantograph lowering control of HXD1C electrie locomotive, through analysis, and summarizes the pantcontrol process of HXD1C electrie locomotive.Keywords : HXD1C electrie locomotive ； DTECS microcomputer network control system ； the control of pantograph1 HXD1C 电力机车网络控制系统HXD1C 电力机车车载网络控制系统采用符合IEC61375 标准[2], DTECS 网络控制平台为基础的微机网络控制系统。
HXD1C机车电气系统介绍
率 功
? 为防寒设计预留接口和余量
大 型
? 配置卫生间、转波炉、冷藏箱等生活设施
HX1D
谐
和
机车电气系统
车
辅助电气系统介绍
机
力
电
运
货
组成及特点
载
重
率 功
原理图和功能说明
大
型
HX1D
主要部件介绍
谐
和
辅助电气系统原理图和功能说明
3AC440V供电电路原理图
车
机
力
电
运
货
载
重
率
功
大
型
HX1D 谐
? 主要辅机配置 ? 冗余功能
重
高压隔离开关（目视检查、加脂、更换小部件）
率
触头油脂润滑、辅助联锁测试、 主触头到限更换
功 大
接地开关（目视检查、加脂、更换小部件）
触头油脂润滑、安全锁测试
型 HX1D 谐
高压互感器（目视检查、更换小部件、绝缘电阻测试、 变压器油理化分析、变比测试） 高压电流互感器（目视检查、绝缘测试）
干燥剂更换、绝缘电阻测试、更 换变压器油、变比检查 连接完好、二次绕组间及对地绝 缘电阻≥100ＭΩ
机车电气系统
车 机
主传动系统介绍
力
电
运
货 载
主传动系统结构及特点
重
率
功
主电路原理图和功能说明
大
型
HX1D
主要部件性能
谐
和
主传动系统-主要部件介绍
网侧主要电气部件
车
机
力
电
运
货
载
重
TSG15B受电弓
率
HXD1C型大功率交流传动电力机车网络控制系统探索
HXD1C型大功率交流传动电力机车网络控制系统探索作者：李平陶来源：《丝路视野》2018年第20期【摘要】HXD1C型交流传动电力机车属于我国自主研发的国产化程度很高的干线货运电力机车，车载网络控制系统主要使用的是模块化的网络控制平台，在通信方面主要使用的是较为先进的工作模式，在TCN网络运行的情况下，形成列车总线与车辆总线等组成部分，由以太网组合形成了总线系统。
在网络控制系统实际设计的过程中，使用了冗余方式与层次性的方法，可以提升系统性能的稳定性与可靠性。
【关键词】HXD1C型；大功率交流传动机车网；控制系统在HXD1C型大功率交流传动机车网控制系统实际运行与发展的过程中，应总结丰富经验，创建相互之间的工作体系与模式，在一定程度上可以优化各方面工作机制，保证全面提升控制系统的优化发展水平，更好的进行协调控制。
一、HXD1C型机车网控制系统结构分析（一）DTECS网络控制平台分析对于此类网络控制平台而言，硬件模块可以划分成为控制系统与IO系统。
对于控制系统而言，主要是车辆控制、故障记录、网关等。
对于IO模块而言，其中主要包括数字量输入与输出、模拟量输入与输出等结构。
在此期间，应结合具体的系统设计标准，选择不同模块的组成方式，实现控制功能单元与系统扩充等机制，在此期间硬件模块的外观相同，都是使用金属外壳与螺栓进行安装，可以实现自然通风冷却目的。
第一，车辆控制方面的模块。
对于此类模块而言，具有完善的功能，主要进行网络逻辑控制与协议转换。
在此期间，可以实现过程控制目的，进行牵引与制动的控制处理，在空电联合的情况下，可以完善保护与启动功能；在总线管理工作实际执行期间，具有较为良好的多功能车辆总线管理功能，实现主权转移与热备冗余等管理目的；在显示控制系统运行管理期间，能够与智能显示单元的数据相互连接与传输；在数据通信方面，可以与智能设备的数据进行交换处理；在故障对策方面，可以使用热备方式进行工作，创建主控制系统与辅助控制系统，在主控机设备与辅控机设备相互融合的基础上，切换成为机车原来工作状态，预防损失功能问题。
HXD1C机车网络通讯故障处理方法浅析
HXD1C机车网络通讯故障处理方法浅析作者：***来源：《甘肃科技纵横》2020年第04期摘要：HXD1C型电力机车是额定功率为7200KW、6轴交流传动货运干线电力机车，其车载网络控制系统采用符合IEC61375，模块化设计的DTECS网络控制平台为基础的微机网络控制系统，能够自动完成机车通信管理、功能控制、故障诊断、信息显示和事件记录等功能。
随着机车运用里程的增加，在机车二年检检修过程中，网络通讯系统故障率也逐步增高。
机车若出现网络通讯故障，轻者部分试验无法进行，严重时系统无法自检，大部分试验将无法进行。
本文通过对HXD1C型电力机车车载网络通讯系统原理概述，针对网络通讯系统中出现的故障、从故障分类及表现形式进行分析，并阐述出现此类故障的处理方法及过程，希望能给读者提供借鉴和帮助。
关键词：HXD1C型电力机车;二年检;网络通讯;1、绪论HXD1C型电力机车网络通讯控制系统DTECS，是采用模块化设计的微机控制系统，能够自动完成机车通信管理、功能控制、故障诊断、信息显示和事件记录等功能。
然而，HXD1C 机车在二年检过程中，频繁出现网络通讯中断，系统无法正常自检，造成大部分试验无法进行，且无清晰故障查找思路、步骤，造成耗费大量查找时间，严重影响试验周期及生产进度。
2、HXD1C型电力机车车载网络通讯系统网络控制系统DTECS是专为轨道车辆的控制和通信而设计的一套车载计算机系统，主要完成轨道车辆的通信管理、功能控制、故障诊断、信息显示和事件记录等功能。
HXD1C型电力机车网络系统图如图一所示。
2.1、网络控制模块VCM位于机械间的微机柜内VCM1、VCM2做为整个网络通讯系统的“大脑”，完成网络的逻辑控制和网络协议的转换功能，具体过程控制、通讯管理、自动冗余等功能。
在通讯管理方面，VCM具有管理其他诸如TCU、ACU、DXM、AXM等网络通讯设备的功能。
通过网络MVB总线主动与其他网络设备进行通讯、寻址，并把通讯、寻址情况通过IDU微机显示屏直观显现出来。
HXD1C机车电气系统介绍
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
TGF54型辅助变流器
辅助变流器输出U/f特性曲线
额定容量 VVVF输出电压和输出频(10～ 60Hz) 440V（60Hz）
辅助电气系统-主要部件介绍
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
辅助逆变器的维修
维修前状态确认 柜体检查 （目视检查、更换小部件） 内部检查 （目视检查、更换小部件）
内部检查 （目视检查、更换小部件）
降下受电弓，至少需要10分钟让 中间电容放电完成，静止水洗。
密封件、紧固件、电连接良好 密封件、紧固件、电连接良好。 导线无老化、电容无破损、漏液 密封件、紧固件、电连接良好。 电容无破损、漏液。 电缆无老化，母线无起泡。 接触器触头和辅助触头良好。
1
主电路介绍
2
辅助电路介绍
3
控制电路介绍
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
机车电气系统
控制系统介绍
控制系统结构和特点 控制系统主要功能 主要部件介绍
电源波动
辅助电气系统原理图和功能说明 DC110V电源及其配电原理图
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
给控制系统提供电源
转化DC 24V给照明、仪表电路供电
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
辅助电气系统介绍
组成及特点 原理图和功能说明 主要部件介绍
机车电气系统
辅助电气系统-主要部件介绍 辅助变流器柜特性及主要参数
按要求更换干燥剂，按规程排气
主传动系统-主要部件介绍
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
牵引变流器的维修
打开牵引变流器 门，柜子，内部（目视检查） 断路器、电连接、水-风冷交换器（目视检查） 风机电机（目视检查、更换小部件） 直流支撑回路电容器（电容值检测） 谐振吸收回路电容器（电容值检测） 冷却液回路（配比测试）
HXD1C型电力机车网络控制系统
IDU功能 1）列车信息显示 ：向车辆驾驶人员和维护人员提供车 辆综合信息，各设备的工作状态，故障信息的综合与处理 等功能； 2）参数设定 ：对轮径值、列车重量、站点、时间日期 等参数进行更改与设定；
智能显示装置IDU结构
技术参数 1、机械尺寸 315*250*81.1 2、重 量 4.5kg
三、网络控制系统构成、部件特点 4、拓扑图
MIO/CCU在机械间低压柜的布局
MIO
MIO在机械间低压柜的布局（左）
MIO
CCU在机械间低压柜的布局（右）
CCU
CIO在司机室右侧司机台 下方低压柜的布局 （从上到下依次为DIM、 DXM和AXM模块） 两端司机室 地址不一样
VCM ERM
模块内部结构
事件记录模块ERM 每节机车装有1个事件记录模块ERM，位于机械间 内，事件记录模块ERM通过多功能车辆总线MVB（ESD+） 获取完整其功能的所有数据。 事件记录模块ERM是TCMS完成故障诊断、数据记录与 转储的核心模块，具备如下功能： 1）故障诊断 ：完成车载的故障诊断功能，并通过IDU 报告给司机； 2）数据记录：司机操作数据、故障数据、事件数据的记 录，将车辆控制模块VCM的故障数据具体化； 3）数据转储：通过车载信息网（工业以太网网）将记录 的数据下载，供便携式维护工具分析。
二、机车网络控制系统基础知识
1、车辆总线MVB
4）通过设置总线重复器，网络拓扑可为总线型、星型或 混合型，每个总线段内互联的设备最多可达32个； 5）数据链路层支持三种基本的数据传输模式：过程数据、 消息数据、监督数据。
二、机车网络控制系统基础知识
2、MVB插头接线图
XD11 (9 芯布孔)
1 2 4 5 6 7 A_P A_N B_P B_N A_GND B_GND X4:A1 X4:A2 X4:A4 X4:A5 X4:A6 X4:A7
HXD1C型电力机车网络控制系统
IDU功能
1）列车信息显示 ：向车辆驾驶人员和维护人员提供车 辆综合信息，各设备的工作状态，故障信息的综合与处理 等功能； 2）参数设定 ：对轮径值、列车重量、站点、时间日期
等参数进行更改与设定；
智能显示装置IDU结构
技术参数 1、机械尺寸 315*250*81.1 2、重 量 4.5kg
3、工作电源 工作电压：DC77V～DC133.5V 4、环境温度 -25℃～+45℃
由于采用模块化设计， 使得系统的构成十分灵活，但减少 了系统布线距离，而且容易扩展。 图中缩写的的含义： 中央控制单元CCU （VCM×2、GWM×1、ERM×1） 司机室输入输出单元CIO （DXM×1、DIM×1、AXM×1） 机械间输入输出单元MIO
（DXM×6、DIM×1）
3、网关模块GWM 每节机车装有1个WTB/MVB网关模块GWM，位于机械间内， WTB/MVB网关模块GWM通过多功能车辆总线MVB（ESD+）与车 辆控制模块VCM通信。 WTB/MVB网关模块GWM是TCMS实现机车重联运行的核 心模块，具备如下功能： 1）列车级过程控制：执行诸如牵引/制动控制等一系列与 机车重联运行有关的控制功能； 2）列车总线管理：具有绞线式列车总线WTB的管理能力 3）列车级数据通信：与TCMS系统的车辆控制模块VCM 进行与机车重联运行有关的数据交换。
二、机车网络控制系统基础知识
1、车辆总线MVB
4）通过设置总线重复器，网络拓扑可为总线型、星型或
混合型，每个总线段内互联的设备最多可达32个；
5）数据链路层支持三种基本的数据传输模式：过程数据、 消息数据、监督数据。
二、机车网络控制系统基础知识
2、MVB插头接线图
XD11 (9 芯布孔)
HXD1C机车网络控制系统故障处理备课讲稿
1、显示屏通信故障
➢ 故障现象2：显示屏报显示屏通信中 断，机车无动力，进入显示屏网络 拓扑图界面，如图所示，IDU1、 IDU2、ERM呈红色，VCM1/2呈灰色 。
➢ 应急处理措施：断开显示屏电源控 制电源开关，按住非操纵端显示 屏”2”键，上电，此时故障显示屏 会进入拯救模式工作，不参与通讯， 因此就不会影响通讯，继续行车。 （由于机车两端司机室显示器在低 压柜上共用一个控制电源开关，因 此不能单独关断一个显示器）
8、VCM亮黄灯
8、VCM亮黄灯
9、HXD1C-0109机车机破故障分析
故障现象
2010年3月31日，某机车运行中提手柄时，机车突然 出现跳主断，主断无法闭合。机班利用惰力运行并进行微 机、网络复位处理，故障无法消除。15时07分被迫停车， 停车后机班向车站申请关机处理，在得到调度命令后进行 2次断蓄电池复位处理，故障仍无法消除。15时16分机班 向车站申请救援。
基本信息显示区
故障信息显示区
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
信息提示区 制动信息区
故障信息区 54
按键提示区
3
85
键盘区
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
3 46 3 50
故障等级
四、显示屏介绍—网络拓扑图
四、显示屏介绍—主界面
四、显示屏介绍—牵引数据界面
五、常见故障处理
■显示屏故障
■ TCU通信故障
■ BCU通信故障 ■ AXM模块通信故障
CCU
一、各部件图片介绍--CIO在司机 室右侧司机台下方低压柜的布局
从上到下依次为 DXM 、 DIM和AXM模 块
电力机车控制第六章 HXD1C型电力机车电气线路
第三节 HXD1C型电力机车网络控制系统
2．网络控制系统结构
1）中央控制单元CCU
2）司机室数据输入输出单元CIO 3）机械室数据输入输出单元MIO 4）智能显示单元IDU 5）传动控制单元TCU 6）辅助变流器控制单元ACU 7）制动控制单元BCU
第三节 HXD1C型电力机车网络控制系统
第三节 HXD1C型电力机车网络控制系统
二、网络控制系统功能
1．主要控制功能
1）网侧高压部件控制 2）牵引/电制动控制
3）空电联合控制
4）重联运行控制 5）辅助电路冗余控制
6）自动过分相控制
7）无人警惕控制 8）其他控制功能
2．机车故障诊断、显示及保护功能
第四节 HXD1C型电力机车控制电路
一、读图说明
第四节 HXD1C型电力机车控制电路
第三节 HXD1C型电力机车网络控制系统
一、HXD1C型机车网络控制系统结构
1．DTECS网络控制平台
1）车辆控制模块VCM 2）故障记录模块ERM 3）WTB/MVB网关模块GWM 4）数字量输入输出模块DXM 5）数字量输入模块DIM 6）模拟量输入输出模块AXM
第三节 HXD1C型电力机车网络控制系统
第四节 HXD1C型电力机车控制电路
第四节 HXD1C型电力机车控制电路
二、控制电路
1．司机室占用 一台机车设置2台司机室，司机室占用电路如图6.9所示。
第四节 HXD1C型电力机车控制电路
第四节 HXD1C型电力机车控制电路
2．受电弓控制
1）升弓条件
2）升弓控制 3）降弓控制 4）故障检测 3．主断控制 1）合闸条件 2）合主断控制 3）分主断控制
1．牵引变压器参数 2．牵引变压器保护
HXD1C机车电气系统介绍
主传动系统-主要部件介绍
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
牵引变流器电气性能参数
额定输入电压 额定输入电流 中间电压 额定输出电压 额定输出电流
最大输出电流 效率 冷却方式
AC970V/ 50 Hz 3×1390A DC1800V 3AC1375V 3×598A 3×814A ≥97.5% 强迫水循环冷却
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
网侧主要部件维修
受电弓（目视检查、更换小部件） 真空主断路器（目视检查、更换小部件、真空度检查、 触头检查） 避雷器（目视检查、U1mA直流电压测试性能）
高压隔离开关（目视检查、加脂、更换小部件）
碳滑板到限更换、气囊等紧固件 密封件和紧固件完好、风缸、真 空泡、主触头 直流测试不小于58kV，泄漏电流 不大于50μA 触头油脂润滑、辅助联锁测试、 主触头到限更换
主变压器的维修
温度无指示或指示错误，机械故障等 油泵不规则运行、运行噪音、轴承故障、绕组故障、阻 塞、漏油等 压力释放阀无信号或信号错误，机械故障、不动作
更换有故障电阻温度计 更换有故障油泵 更换压力释放阀
油流继电器无信号或信号错误，机械故障、不动作
更换油流继电器
变压器烧损
更换有故障变压器
日常需检查冷却塔上干燥器，更换变压器后需进行冷却 系统排气工作
THG2B型高压隔离开关
高压电缆总成
避雷器
原边电流互感器
主传动系统-主要部件介绍
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
网侧主要部件电气性能
受电弓（具有ADD功能） 真空主断路器（绝缘子爬电距离大于1000mm） 避雷器（氧化锌电阻片，内部无间隙 ） 高压隔离开关（手动、无载操列机车广泛采用） 高压电流互感器（干式）
HXD1型神华八轴交流传动电力机车网络控制系统优化研究
Ｃ Ｃ Ｕ— ｛ １ 央控 制模 块 （ 由两 个 Ｇ ＷＭ 单 元 组 成 ） ＭＶ Ｂ一多 功 能 年辆 总线 ＿ ｒ （ 一个 Ｉ 控 制 元
ｗ． ｒ Ｂ一绞 线 式 列 总 线
在 机 车 发牛 降 ， 的 时 Ｍ 段 ， Ｅ Ｒ Ｍ 记 录 的 网 络 数 据 消 晰 地 ， Ｊ Ｊ ，Ｍ Ｖ Ｂ通 信 网 络 受 到 ｒ ， 干扰 发 牛 ｒ ｉ 动 降 时 的 事 件 记 录数 据 如 图 ２所 示 ． ｝ 信号 现 跳 变 表 明 ＭＶ Ｂ网 通 信 出现 异 常 。机 车 在 采 取 切 除 Ｇ ＷＭ ２ ｌ 二 线 运行 ， ｆ Ｊ ｊ 然ｆ Ｈ 小【 ｊ 动降弓 ， 降弓时刻 ， 机 车 络 通 信受 到干 扰 ． 事 件 记 录数 搬
１ Ｈ Ｘ Ｄ １型 神 华 八 轴 交流 传 动 电 力机 车 网 络 控 制 系 统 Ｉ Ｉ Ｘ Ｉ ） １ Ｊ 冲华 八 轴 交 流 传 动 电 讥 网 络 控 制 系 统 以 分 』 列１ Ｉ Ｕ ｒ控 制 系统 （ Ｄ ｑ 、 Ｅ Ｃ Ｓ—１ ） 为甲 台 ， 设 计实 现机４ ： 的
关 键 词 ：网络 控 制 系统 ； Ｅ Ｓ Ｄ ； Ｅ Ｍ Ｄ；自动 降 弓
ｄ ｏ ｉ ： １ ０． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ Ｓ Ｓ Ｉ １ ． １ ０ ０ ６—８ ５ ５ ４． ２ ０ １ ７ ． ０ ４． ０ ０ ５
０ 引 言
通信管理 、 控 制 与 故 障 诊断 、 信 息 显示 和 事 件 记 录 等 主 要 功 能 使 川分 布 式 控 制 技 术 ， 由 网 关模 块 Ｇ ＷＭ、 事 件记录模块 Ｅ Ｒ Ｍ、 数字量输入输出模块 Ｄ Ｘ Ｍ、 数 字 垦输 入 模块 Ｄ Ｉ Ｍ、 模 拟 输 人 输 出模 块 Ａ Ｘ Ｍ 和 智 能 显 示 元 Ｈ ＭＩ 等组成 ， 通 过 ＭＶ Ｂ ｊ七 变 流器 控 制 单 元 Ｔ Ｃ Ｕ、 制 动 控 制 单元 Ｂ Ｃ Ｕ 等 智 能 设 备 进 通
HXD1C型电力机车风源系统
HXD1C型电力机车风源系统一、系统简介HXD1C型电力机车风源系统是一种用于电力机车的辅助供气系统。
该系统通过控制空气压缩机的运行，产生压缩空气供给机车制动系统、控制系统和辅助设备使用。
在电力机车的运行中，风源系统起着重要的作用，确保了机车正常的制动和控制功能。
该文档将详细介绍HXD1C型电力机车风源系统的组成部件、工作原理及其主要功能。
二、系统组成HXD1C型电力机车风源系统主要由以下组成部分组成：1.空气压缩机: 空气压缩机是风源系统的核心组件，它负责将空气压缩到一定压力，并将其输送至机车的制动系统、控制系统和辅助设备。
2.油水分离器: 油水分离器用于将空气中的油水分离，确保系统供气的干燥和清洁。
3.阀门控制系统: 阀门控制系统负责控制空气的进出，根据机车的需求进行调节。
4.高压储气器: 高压储气器用于储存压缩空气，以备不时之需。
5.配气阀组: 配气阀组包括制动阀、救济阀和辅助设备阀等，用于控制空气的流向和压力。
三、系统工作原理HXD1C型电力机车风源系统的工作原理如下：1.空气压缩机工作: 由机车的发动机驱动空气压缩机进行工作，将大气中的空气压缩到一定压力。
2.油水分离: 经过油水分离器分离油水颗粒，确保供气的干燥和清洁。
3.高压储气器存储气体: 压缩空气进入高压储气器，储存待用。
4.配气阀控制: 配气阀根据车辆的需求控制空气的流向和压力，向机车的制动系统、控制系统和辅助设备供气。
5.辅助设备供气: 风源系统还向机车的辅助设备如空调、厕所系统等提供所需的压缩空气。
总结起来，HXD1C型电力机车风源系统通过空气压缩机、油水分离器、阀门控制系统和高压储气器等组件实现对电力机车的制动系统、控制系统和辅助设备供气，保证机车正常的运行。
四、系统功能HXD1C型电力机车风源系统具有如下主要功能：1.制动功能: 通过供气给机车的制动系统，确保机车在行驶过程中具备安全而可靠的制动功能。
2.控制功能: 通过供气给某些控制设备（如转向架机械间PTI阀、制动缸等），实现对机车转向、制动等方面的控制。
HXD1C机车操纵方法-32页文档资料
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25t轴重 最大牵 570 570 556 527 499 471 442 414 400 370 324 引力kN
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
HXD1C牵引特性
例：当手柄给定的目标速度为120km/h时， 在速度为0～5km/h时，机车将发挥570kN牵引力， 当机车速度为65km/h（机车持续速度点）时机车将 发挥400kN牵引力。机车牵引力的发挥受机车动轮 踏面与钢轨表面的状态、线路的质量、运行速度的 高低等诸多因素的影响，但其中机车动轮踏面与钢 轨表面的状态最为重要。当下小雨、钢轨表面有油 污染、轨面上有树叶且有油脂污染等时，粘着系数 将下降，直接影响机车牵引力的发挥。
机车发生空转时的操纵方法
图一：（机车发生空转时的显示界面）
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
①空转发生
机车给定牵 引力
机车实际牵 引力
机车发生空转时的操纵方法
图二：（机车发生空转时将手柄级位退回到 当前机车实际牵引力附近时的显示界面）
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
②退回手柄
机车给定牵引 力退回到实际 牵引力附近
手柄位置一定时，随着速度的增加，能发 挥的最大牵引力将逐渐减小。
(手柄设定速度与牵引力百分比关系图)
HXD1C牵引特性
HXD1C型电力机车网络控制系统
一、机车网络控制系统概述
二、机车网络控制系统基础知识
三、网络控制系统的构成、部件特点 四、网络系统控制功能 五、网络维护工具
一、机车网络控制系统概述
7200kW 货运电力机车车载网络控制系统采用符合 IEC61375标准，DTECS网络控制平台为基础的微机网络控 制系统。 MVB 用于各个电子控制系统的数据交换，WTB 用于重 联牵引时主控机车与从控机车之间的数据交换。完成机车 信息管理、功能控制、故障诊断、信息显示和事件记录等 主要功能 。
二、机车网络控制系统基础知识
3、列车总线WTB
绞线式列车总线WTB是专为铁路机车车辆重联而开 发的高可靠和实时的现场总线，它特别适合用于需要 动态编组的开式列车（也同样适合于固定编组的闭式 列车），其具有如下七个特点：
二、机车网络控制系统基础知识
3、列车总线WTB
1）传输波特率为1Mbps,信号采用双向L型差 分曼彻斯特编码， 数据帧格式为HDLC； 2）采用16位的循环冗余校验（CRC）方式； 3）物理层采用变压器耦合的双绞屏蔽线，传输通道可配置为冗 余或非冗余方式，不需中继器传输距离可达860米（22节车
CPU板功能框图
调试接口 调试接口在面板上为X9，为RS-232通信标准，可以直接 与计算机的串口进行通信。注意VCM模块的串口采用的是RJ45型连接器，而非标准的DB9连接器。 USB接口 USB接口在面板上为X8，提供USB1.1标准的主机接口， 外面可以接U盘等存储设备，完成程序的转储。
以太网接口： 以太网接口在面板上为X10，提供10/100M自适应的以太网通 信。可以用来下载程序和固件。采用的工业以太网专用的M12连 接器，可以进行网络数据传输。 MVB Interface通信接口： MVB接口在面板上为X4，X5，采用国际标准的车辆总线标准。
和谐HXD1型大功率交流电力机车网络和控制系统
１ 网络和控制 系统结构
Ｈ Ｄ 型 机车采 用 ＳＢ Ｓ２控 制系 统和 Ｔ Ｎ列 车通 Ｘ１ ＩＡ ３ Ｃ 讯 网 络 ，还 另外 安装 了 Ｌｃｔｌ 力 分 布 控制 系统 和 ｏｏ ｏ动 ｒ Ｃ ＢＩ Ｃ Ｉ制动系统 。机 车控制 系统 的结构 见图 １ 。
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Ｔ绑 ８ 磨
Ｃｏ ｍｕ ｉａ ｉｎ ｎ ｔ ｒ ｎ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｆ ｍ ｎ ｃ ｔ ｅｗｏ ｋａ ｄｃ ｎ ｒ ｌ ｓｅ ｏ ｏ ｓ
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维普资讯
第３卷 Ｏ
第１ 期
电力机车与城 轨车辆
ｃｒ Ｌ ｃ ｍ ｔ ｅ ＆ Ｍａｓ ｒｎ ｉ Ｖ ｈｃｅ ￡ ｏ ｏ ｏｉ ｓ ｖ ．
２０ ０ ７年 １月 ２ ０１ ３
Ｊｎ ２ ｔ ， ０ ７ ａ ． ０ｈ ２ ０
ｃｎ ｅ ｃ ｎｒ１ｏ ｒｔ ｎ ｌｇｃｃ ｎｒｌａ ｄ ｔ ｃｉｎ ｂａ ｅ ｃｎｒｌａｅａ ａｙｅ 。 ｈ ｔｏ ｆｄａｎ ｓｓａ ｄ ｃ ｍｍｉ ｉｎｎ ｌｏ ｏ ｖｇ ｏ ｔ ．ｐ ａ ｏ ｏ ｉ ｏ ｔ ｒ ｔ － ｒｋ ｏ ｔ ｒ ｎ ｌｚｄ Ｔ ｅ ｍｅ ｄ ｏ ｉ ｏｅ ｎ ｏ ｏ ｅ ｉ ｏｎ ａ ｏ ｏ ｈ ｇ ｓ ｏ ｉｇ ｉ ａｓ ｓ ｓ
“和谐”电1C型
HXD1C型电力机车HXD1C型电力机车（“和谐”电1C型），是中国铁路使用的交流电传动干线货运电力机车。
1概要HXD1C型电力机车是干线货运用六轴交流电传动电力机车，由南车株洲电力机车为适应中国铁路运输市场的需要而研制的主型机车，其设计参照了株洲电力机车与德国西门子联合研制制造的HXD1型和HXD1B型电力机车，但使用了更多国产化元件，中国南车株洲电力机车方面称，HXD1C型机车的国产化率90%以上。
包括使用IGBT模块（3,300V / 1,200A）的牵引变流器（IGBT芯片仍需从英飞凌等外国公司购买）、网络控制系统等。
轴式为Co-Co，单轴控制技术，六轴每轴装有一台最大功率1,200 kW 的交流电牵引电动机，总功率7200 kW。
可在线路坡度12‰以下的路段，牵引5000吨至5500吨货物列车。
2009年6月22日，铁道部与南车签署合同，订购400台HXD1C型机车，其中120台会由资阳机车有限公司和资阳南车电力机车有限公司生产，其余280台均由株洲电力机车生产。
首台试制车（HXD1C0001）已于2009年4月30日在株洲厂建造完成，至6月12日正式下线。
首两辆机车于6月26日起开始在北京环铁进行试验。
首批机车配属成都铁路局，首两辆机车已于2009年9月30日交付予重庆机务段[5]，当年累计交付重庆机务段60台机车。
2009年11月HXD1C型机车在襄渝铁路测试牵引性能、制动性能和动应力。
广铁株洲机务段于2009年11月18日开始接受HXD1C机车。
南车株洲电力机车与铁道部在2010年7月再度签订590台HXD1C型电力机车的新合同，项目总金额近86亿元，其中170台机车由中国南车资阳机车分包。
由株洲厂生产的HXD1C型机车编号HXD1C-0XXX，资阳厂生产的HXD1C型机车编号HXD1C-6XXX。
2012年12月31日18点整.乌鲁木齐铁路局..配属的HXD1C电力机车全部上线运行，担当乌西—柳园间列车牵引任务.2技术数据编辑UIC轴式Co'Co'轨距1,435 mm受流电压交流 25 kV 50 Hz牵引电动机JD160A × 6最高速度120 km/h牵引功率7,200 kW和谐1型机车应急故障处理1 和谐1型电力机车应急故障处理一、机车一节蓄电池电压低于88V时的临时供电办法：1、条件：用有电节给亏电节供电（操纵有电节）。
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中文全称 模拟量输入输出模块 中央控制单元 分布式列车电子控制系统 数字量输入模块 数字量输入输出模块 制动控制单元
事件记录模块 智能显示单元 多功能车辆总线 辅助变流器 传动控制单元 车辆控制模块
三、网络控制系统构成、部件特点
网络控制系统采用列车级和车辆级控制，列车控制级采用 绞线式列车总线 WTB， 车辆控制级采用多功能车辆总线 MVB。 网络控制系统采用分布采集及执行，中央集中控制与管理的 模式。由WTB/MVB网关模块 GWM、车辆控制模块 VCM、 事件 记录模块ERM、数字量输入输出模块 DXM、数字量输入模块 DIM、模拟量输入输出模块AXM和智能显示装置IDU等组成，通 过 MVB与传动控制单元 TCU、辅助变流器控制单元ACU、制动 控制单元BCU等进行通信。
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X 4 :A 7
二、机车网络控制系统基础知识
3、列车总线WTB
绞线式列车总线WTB是专为铁路机车车辆重联而开 发的高可靠和实时的现场总线，它特别适合用于需要 动态编组的开式列车（也同样适合于固定编组的闭式 列车），其具有如下七个特点：
二、机车网络控制系统基础知识
3、列车总线WTB
1）传输波特率为1Mbps,信号采用双向L型差 分曼彻斯特编码， 数据帧格式为HDLC；
2）采用16位的循环冗余校验（CRC）方式； 3）物理层采用变压器耦合的双绞屏蔽线，传输通道可配置为冗
余或非冗余方式，不需中继器传输距离可达860米（22节车 辆或32个节点）；
二、机车网络控制系统基础知识
3、列车总线WTB
4）当采用冗余设计时，如果正在工作的一组列车总线 出现问题时，网关能自动控制切换到另一组工作；
1）数据传输波特率为1.5Mbps,信号采用双向L型差分曼 彻斯特编码；
2）采用8位的循环冗余校验（CRC）方式； 3）物理层支持三种传输介质（双绞线、同轴电缆、光 纤动切换；
二、机车网络控制系统基础知识
1、车辆总线MVB
4）通过设置总线重复器，网络拓扑可为总线型、星型或 混合型，每个总线段内互联的设备最多可达32个；
2）列车总线管理：具有绞线式列车总线WTB的管理能力 3）列车级数据通信：与TCMS系统的车辆控制模块VCM 进行与机车重联运行有关的数据交换。
GWM/ERM/VCM 主要接口
4、车辆控制模块VCM
每节机车装有2个车辆控制模块VCM，位于机械间内， 车辆控制模块VCM通过多功能车辆总线MVB（ESD+）与其 他设备通信。
5）数据链路层支持三种基本的数据传输模式：过程数据、 消息数据、监督数据。
二、机车网络控制系统基础知识
2、MVB插头接线图
X D 1 1 (9 芯 布 孔 )
A_P 1
X 4 :A 1
A_N 2
X 4 :A 2
B_P 4
X 4 :A 4
B_N 5
X 4 :A 5
A _G N D
6
X 4 :A 6
B _G N D
车辆控制模块VCM是TCMS的核心模块，具备如下功能： 1）车辆级过程控制：执行诸如牵引/ 制动控制、空电联
合控制、超速保护和空调顺序启动等一系列控制功能； 2）车辆总线管理：具有多功能车辆总线MVB的管理能力，
三、网络控制系统构成、部件特点 4、拓扑图
MIO/CCU在机械间低压柜的布局
MIO
MIO在机械间低压柜的布局（左）
MIO
CCU在机械间低压柜的布局（右）
CCU
CIO在司机室右侧司机台 下方低压柜的布局
（从上到下依次为DIM、 DXM和AXM模块）
两端司机室地 址不一样
VCM ERM
模块内部结构
每节机车装有1个WTB/MVB网关模块GWM，位于机械间内， WTB/MVB网关模块GWM通过多功能车辆总线MVB（ESD+）与车 辆控制模块VCM通信。
WTB/MVB网关模块GWM是TCMS实现机车重联运行的核 心模块，具备如下功能：
1）列车级过程控制：执行诸如牵引/制动控制等一系列与 机车重联运行有关的控制功能；
由于采用模块化设计， 使得系统的构成十分灵活，但减少 了系统布线距离，而且容易扩展。 图中缩写的的含义：
中央控制单元CCU （VCM×2、GWM×1、ERM×1）
司机室输入输出单元CIO （DXM×1、DIM×1、AXM×1）
机械间输入输出单元MIO （DXM×6、DIM×1）
3、网关模块GWM
5）网络拓扑为简单的总线型结构，方便车辆间布线 ； 6）具有列车初运行功能，支持列车的动态编组； 7）数据链路层支持两种基本的数据传输模式：过程数 据、消息数据 ；
二、机车网络控制系统基础知识
4、名词解释
简称 AXM CCU DTECS DIM DXM BCU ERM IDU MVB ACU TCU VCM
MVB 用于各个电子控制系统的数据交换，WTB 用于重 联牵引时主控机车与从控机车之间的数据交换。完成机车 信息管理、功能控制、故障诊断、信息显示和事件记录等 主要功能 。
返回
二、机车网络控制系统基础知识
1、车辆总线MVB
专为铁路机车(车辆)内设备互联而开发的高可靠和强实 时的现场总线，其具有如下特点：
英文全称 Analog Input/Output Module Central Control Unit Distributed Train Electronic Control System Digital Input Module Digital Input/Output Module Brake Control Unit Event Record Module Intelligent Display Unit Multifunction Vehicle Bus Auxiliary Converter Unit Traction Control Unit Vehicle Control Module
HXD1C型电力机车网络控制系统
主要内容
一、机车网络控制系统概述 二、机车网络控制系统基础知识 三、网络控制系统的构成、部件特点 四、网络系统控制功能 五、网络维护工具
一、机车网络控制系统概述
7200kW 货运电力机车车载网络控制系统采用符合 IEC61375标准，DTECS网络控制平台为基础的微机网络控 制系统。