机新技术(第六章机车微机控制)
《铁路技术管理规程》普速版 第六章 2014.7
客车内应有紧急制动阀及压力表，并均应保持作用良好，按规定时间进行检查、校对并施封。
第174条 客车技术整备场所须有车辆停留线、整备库、临修库、材料配件库，并有相应的检修地沟、地面电源、污水和污物处理、车顶作业等满足检修要求的设备和设施，根据需要还须有带动力电源的空调检修库、轮对镟修、暖气预热等设备和设施。设置电动脱轨器、微机控制列车制动机试验设备和客车尾部安全防护装置检测设施。
机车须配备机车信号、列车运行安全监控系统（LKJ、机车安全信息综合监测装置TAX箱、机车语音记录装置、列车运行状态信息系统车载设备、机车车号识别设备）、车载无线通信设备、机车列尾控制设备等。机车应逐步配备机车车载安全防护系统、机车限鸣示警系统及空气防滑装置等。机车应向车辆的空气制动装置提供风源，具有双管供风装置的机车应向车辆空气弹簧等其他用风装置提供风源；具有直供电设备的机车应向车辆提供电源。
动车组须配备机车综合无线通信设备（CIR）、列控车载设备、车载自动过电分相装置等，满足相应速度等级运行需要。
第190条 动车组重联或长编组时，工作受电弓间距为200～215 m。在特殊情况下，工作受电弓间距不满足200～215 m时，须校核分相布置及工作受电弓间距匹配情况，并通过上线运行试验确认。
1 JM2、JM3 10 34～23
2 JM 12 33～23
第179条 车辆实行定期检修，并逐步扩大实施状态修、换件修和主要零部件的专业化集中修。客车和特种用途车实行以走行公里为主、时间周期为辅的计划预防修，最高运行速度不超过120 km/h的客车修程分为厂修、段修、辅修，最高运行速度超过120 km/h的客车修程分为A4、A3、A2、A1；货车修程分为厂修、段修、辅修。
机车微机控制系统概述
第六章机车微机控制系统第一节机车微机控制系统概述一、微机控制系统的基本概念和特点微机控制系统一般都具有三个要素，即控制对象、信息处理机构、执行机构控制目标；信息处理机构将目标值和实际情况进行比较、运算，给执行机构控制对象出动作指令；执行机构根据接收到的动作指令进行调节，以求达到或尽员接近控制目标。
图6一1所示为控制系统示意图。
控制系统有开环控制和闭环控制之分。
在开环控制中，输出信号不反馈到信息处理机构；在闭环控制中，信息处理机构是根据给定目标与输出反馈信号的差值来进行控制的。
毫无疑问，闭环控制比开环控制易于稳定并具有较高的精度。
一个复杂的控制系统可以由多个闭环系统组合而成，如速度环、电流环、电压环等。
例如，55型电力机车微机控制系统，不论是在正常工况下还是在故障工况下，都采用闭环控制，由系统自动调节，从而减轻了司机的劳动强度，简化了司机的操作程序。
在电力机车上，微机的控制目标主要是电机电枢电流和机车速度，信息处理机构是微型计算机，执行机构是晶闸管变流装置。
即微机根据司机给定的手柄级位以及实际机车速度来调节晶闸管的触发角，从而使机车稳定运行在司机希望的工况。
我国558型电力机车是国产电力机车中首次采用微机控制的车型。
以往的机车都采用模拟控制，如553、554改和55：型机车等，它们都是采用以运算放大器为基础的模拟控制方式。
随着电力电子技术、半导体集成技术的发展和控制要求的提高，用微机控制来取代模拟控制是牵引动力技术发展的必由之路，它标志着机车控制技术水平上升到了新阶段。
与膜拟控制相比，微机控制有以下特点：(l）微机控制系统不仅需要有硬件，而且必须有软件，而模拟控制中左右硬件。
硬件是指各种能完成一定功能的电子插件，是看得见摸得着的。
软件是指为实现一定功能而*制的程序，它通常存储在断电也能保存的器件（如 EPROM、ROM）中，是一串由0和1构成的代码。
软件又分系统软件和应用软件。
对用户来讲，主要是根据需要编制应用软件。
机车新技术 -手机版
1.电力机车技术进步标志：微机控制径向转向架电力机车交流传动2.高速机车分为三类：动车组现有列车磁悬浮列车3.交流电力机车主要特征：采用交流技术和三相异步交流电机4.电力机车微机控制的目标：电枢电流和机车速度5.机车采用微机控制多CPU分级三级为：人-机对话级机车特性控制级变流器控制级6.电力机车微机控制的主要目标：a电枢电流和机车速度b控制机车端电压10. LCU系统的输入信号的类型：①保留信号②被取代继电器的自锁与互锁信号③电力机车微机控制系统来的信号机车径向转向架的技术难点：（1）机车踏面上作用有纵向的牵引力。
（2）机车轴箱纵向定位刚度要满足牵引力传递的要求。
机车微机控制的功能：①特性控制功能(牵引控制和制动控制）单项控制功能（防空转，防滑控制、空电联合制动控制、列车供电控制）③自我保护功能（自动过电分相、故障转换、交叉保护、）④故障诊断功能（自检，故障诊断，记录和显示）为什么采用磨耗型踏面：（优点）①延长了镟轮里程，减少了镟轮时的车削量②在同乡的轴重下，接触面积增大，接触应力较小;在同样的接触应力下，容许更大的轴重③减少了曲线上的轮缘磨耗（缺点）等效斜率较大，对机车蛇形稳定性不利。
交流传动的主要内容：交流传动机车由各种变流器供电，机车和动车组采用三相交流同步电动机做牵引动力，机车在工作时，受电弓将网压引入机车变压器一次测绕组，经变压器二次侧绕组降压后送入整流环节，将交流转换为直流电，中间直流环节消除脉动，送入逆变环节，将直流电逆变为电压和频率可调的三相交流电，经平波电抗器给牵引传动环节三相异步牵引电动机，实现牵引运行。
传动控制技术：a转差电流控制技术b矢量控制技术c直接转矩控制技术直接转矩控制可以利用逆变器的开关和频率，从而特别用于大功率牵引传动领域。
机车走行:a刚性强度b横向稳定性c曲线通过性能d运行平稳性e对线路的动力作用f 黏着性能机车走行部参数对机车横向稳定性的影响：a.转向架轴距 b.转向架质量及转动惯量 c.踏面斜率d.轮对定位刚度e.二系悬挂的水平刚度、垂向刚度和阻尼f.轮、轨间的蠕滑系数气隙：10mm径向转向架分类：自导向迫导向重载列车对牵引动力要求:载重量大，线路损坏量小足够大的功率和足够大的粘着牵引力蛇形临界速度：机车出现剧烈蛇形的速度影响蛇形临界速度的因素：①轴转向架轴距②转向架质量③踏面斜率交流传动技术本质是：牵引电机采用了交流异步电动机车体转向架设置横向弹性连接装置静绕组小蛇形临界速度车体蛇形转向架蛇形轮对蛇形客车一系硬二系软货车一系软二系硬特重大事故重大事故较大事故一般事故提高蛇形临界速度：径向转向架轮缘磨损直流调节硅机组的输出电压Ud用手柄交直传动不断调节微机组电枢电流LCU的作用：a.代替时间中间继电器，b.简化机车的布线，c.起到计算机中端系统的重要性LCU即逻辑控制单元相当于可编程控制器PLCLCU与PLC的区别：a.LCU更符合TB/71394《机车动车电子装置》的要求b.悬挂问题一系二系事故问题X常导磁悬浮20mm X机车径向轴向定位刚度层轴箱可能大X轮轨静载荷会危及行车安全X交-直-交主电路一定比交直复杂X交流牵引电机V微机控制技术X转向架的蛇形无法消除V机车最大速度受蛇形限制V级间通信采用：RS-485标准电力机车交流传动特性：①构造简单，转速高，可靠性高，维修简便②功率大，牵引力大，机车可以发挥较高的输出功率③粘着性能好④简化了机车主电路⑤动力性能和制动性能较好⑥效率高，利用率高，使用灵活性强机车微机控制的输入信号：①司控器指令信号②牵引电机电枢电流信号③牵引电机励磁电流信号④牵引电机励磁电压信号⑤网侧电压信号⑥移相同步电压信号⑦主变压器次边绕组电流信号⑧变压器油温信号⑨机车速度信号⑩机车状态信号机车微机控制的输出信号：①主整流器触发脉冲②司机室电压表信号③牵引电机电压、电流信号④保护功能信号四象限脉冲整流技术的功能：a.斩波作用、b整流作用c当电机作为发电时，将机械能转换为电能。
6 第六章CRH5动车组制动系统
CRH5动车组的制动系统由电制动系统、空气制动系统、 防滑装置和制动控制系统组成。 CRH5动车组中，共有10根动轴和22根拖轴。动轴上有电 制动装置和盘形制动装置，每根轴上由2个轴制动盘，拖 轴上只有3个盘形制动装置。
一、系统简介
(1) 电制动系统
CRH5动车组使用的电制动为再生制动。由受电弓、牵引变压 器、牵引变流器及牵引电机组成。 电制动在列车常用制动和列车定速运行时使用。使用电制动时， 空气制动仅供拖轴使用，对于动轴，空气制动仅可用于无法使 用电制动的速度范围内，如某动轴的电制动失效。 电制动可单独使用，或者与空气制动一起使用；与空气制动同 时使用时优先使用电制动，以减轻拖轴的空气制动负荷，从而 减少零部件的磨耗。 CRH5动车组的再生制动在29kV以下的网压下使用，并可在 10~200km/h的速度范围内工作。
3.4 基础制动装置
CRH5动车组的基础制动装置采用钳盘式结构，内置闸片间隙调整 器。所有车轴均配直径640mm，厚度80mm的钢制制动盘，制动盘 上具有用于通风的散热筋结构。 拖轴上有3个制动盘，动轴上有2个制动盘。闸片为烧结粉末冶金材 料，最大允许温度600℃，最大磨耗量30mm。
第四节 防滑装置
第三节 空气制动系统
压力空气供给系统 直通空气制动系统 自动空气制动系统 基础制动装置
3.1 压缩空气供给系统
主压缩空气供给系统配备2套压缩空气供给装置，分 别装在TPB和TP车上，每套设备主要包括以下组件： 电动空气压缩机单元SL22、空气干燥装置LTZ015以 及微孔滤油器OEF1-4。 同时还配备两台辅助空气压缩机为受电弓的升弓供 风，辅助空气压缩机也装在TPB和TP车上。 有两根风管贯通全列车：一根是制动管，用于空气 制动的控制，压力保持在600kPa；另一根是总风管， 用于向所有连接到空气系统的设备供风，压力保持 在800~1000kPa。
国内机车微机制动机技术特点
国内机车微机制动机技术特点机车微机制动技术是指通过微处理器控制系统，实现机车制动过程的精确控制和监测。
随着科技进步和市场需求的不断提高，国内机车微机制动技术也在不断发展和完善。
本文将从国内机车微机制动技术的特点方面进行介绍。
一、精确控制机车微机制动技术通过微处理器控制系统，实现对制动过程的精确控制。
传统的机车制动系统通常由机械制动和气动制动组成，操作复杂，制动效果容易受到司机操作水平和环境因素的影响。
而采用微机制动技术后，可以通过对制动力的精确调节，保证机车在行车过程中的平稳制动，提高列车行车的安全性。
二、实时监测机车微机制动技术通过传感器等装置，可以实时监测机车制动过程中的各项参数，包括制动力的大小、制动距离、轮轴转速等。
这些监测数据可以实时传输至控制中心，为调度员提供实时的行车信息，为列车运行提供参考依据。
监测数据也可以记录在制动系统中，为事故分析提供重要数据支持。
三、自适应性机车微机制动技术可以根据不同的运行情况和工况，自动调整制动力的大小和制动曲线。
在列车行驶过程中，行车速度、载重量、路况等因素都会对制动力产生影响，传统的机车制动系统难以满足这些要求。
而微机制动技术具有自适应性，可以根据实际情况进行智能调整，提高列车运行的效率和安全性。
四、故障诊断机车微机制动技术内置自诊断功能，能够根据故障代码和报警信息快速定位和诊断故障原因，并提供相应的解决方案。
这大大提高了设备的可靠性和维护效率，减少了列车故障对运输运行的影响。
五、电气化集成随着我国铁路的不断电气化改造，机车微机制动技术也逐渐与电气化系统集成，实现智能化控制和数据交互。
这使得机车制动系统能够与整个铁路运输系统实现无缝连接，为铁路运输的安全、高效、智能化提供了技术支持。
六、节能环保机车微机制动技术可以减少因人为操作不当或者制动系统故障所造成的制动损耗，提高列车整体的能效比，减少对资源的浪费。
微机制动技术的应用可以减少对整个运输系统的影响，降低能耗和环境污染，符合能源节约和环保的发展趋势。
HXD3-机车网络控制
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牵引/制动主画面
变流器画面
开关状态画面
辅助电源画面
故障履历画面
4.2司机指令与信息显示电路
在机车的I、II端司机室设置了完全相同的控制指令开关， 可以分别对机车的微机控制与监视系统发出命令，实现机 车的控制。
4.5重联控制电路
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在机车的每一端，分别设置了2个机车重联控制 插座和一个虚拟插座。机车采用以太网形式， 实现本务机车的微机控制系统TCMS与重联机 车的微机控制系统TCMS之间的信息传递，即 以网络重联的形式，实现两台至4台机车间的重 联控制。另外，在重联控制插座中，还设有机 车重联电话信号，实现机车重联电话的重联。 重联继电器的设定，是为了识别被重联机车的 微机系统是否已正常上电。
1机车微机控制功能?机车预备的顺序逻辑综合控制?机车牵引力和制动力控制?机车空电联合制动控制?机车主辅电路过流过压欠压接地等保护控制?机车空转滑行保护控制?机车重联控制?机车轴重转移补偿控制?机车定速控制?停车状态下微机控制系统自诊断功能?行驶过程中对被控对象进行实时在线监测诊断功能?故障信息的记录保存和显示功能?故障记录的转储功能hxd3型电力机车控制框图微机系统双机热备形式示意图微机系统双机热备形式示意图端故障tcms微机控制柜411tcms主要完成的控制牵引制动特性曲线的控制
机车重联时操纵端的确认
4.5其他控制电路
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空调机组控制电路： 自动过分相控制电路； 弓网故障保护控制电路。
• TCMS对外接口
名称 RS485 RS485 数量 2 3 主变流器 辅助变流器 所接设备 说明 100kbps 9600bps
RS485
数据总线 110V数字量输入 脉冲输入 模拟量输人0-160V 模拟量输人0-5A 模拟量输人0-24V 110V数字量输出
铁道机车车辆第六章制动装置
控制系统
控制系统是用于控制制动装置工作的电子系统，由传感器、控制器和执 行器等组成。
控制系统通过传感器监测车辆的运行状态和制动需求，控制器根据预设 算法计算出所需的制动力矩，并指令执行器调节压缩空气的供应量和压
力，以实现精确控制和快速响应。
控制系统还包括故障诊断和安全保护功能，以确保制动的安全性和可靠 性。
材料和工艺的改进
制动装置的材料和工艺也在不断改进，新型的高效材料如陶瓷复合材料、金属 基复合材料等被广泛应用于制动装置的制造，提高了制动装置的性能和使用寿 命。
智能化和自动化发展
智能化控制技术应用
随着智能化技术的发展，制动装置也逐步实现智能化控制，通过引入传感器、控制器等 智能化元件，实现对制动装置的实时监测和控制，提高制动装置的自动化水平和响应速
铁道机车车辆第六章 制动装置
目录
CONTENTS
• 制动装置概述 • 制动装置的工作原理 • 制动装置的组成和结构 • 制动装置的维护和保养 • 制动装置的安全使用 • 制动装置的发展趋势和未来展望
01 制动装置概述
制动装置的定义和作用
定义
制动装置是铁道机车车辆的一个 重要组成部分，用于在运行过程 中减速或停车。
制动缸
01
制动缸是制动装置中的主要组成 部分，用于将压缩空气转换成机 械力，推动制动闸瓦紧压车轮。
02
制动缸通常由缸体、活塞和密封 圈等组成，采用耐高压和耐磨的
材料制成。
制动缸的工作原理是通过压缩空 气进入活塞一侧，推动活塞在缸 体内移动，从而产生制动作用。
03
制动缸的尺寸和性能参数根据不 同车型和制动要求而有所不同。
制动管路
01 02 03 04
制动管路是连接制动装置和控制系统的管道系统，用于传输压缩空气 和指令信号。
HXD1电力机车
HXD1电力机车：填空：70 选择：71 判断：76 简答：57 综合：34 共计308题一、填空题1.HXD1电力机车LOCOTROL为（）控制系统,适合于多机分布式重载牵引。
答：远程重联2.HXD1电力机车轴列式为（）答：2(BO—B0)3.HXD1电力机车牵引通风机采用（）布置，便于均衡机车轴重。
答：斜对称4.HXD1机车微机控制系统的核心（）模块和司机需要经常操作的一些开关、按钮等分别设置在司机室内的两个后墙柜内。
答：CCU5.HXD1电力机车空气制动柜上部装有机车（）和安全钥匙箱（BSV）。
答：辅助压缩机6.HXD1电力机车为适合重载牵引车体采用整体承载结构，并以中央（）梁为主要传递牵引力构件。
答：贯通7.HXD1电力机车主变流器中辅助变流器模块的（）为辅助变压器柜的辅助变压器输入电源。
答：输出8.HXD1电力机车冷却塔主要装有冷却塔通风机、油/水散热器、（）、膨胀水箱、变压器副油箱等设备答：水泵9.HXD1电力机车在主断路器和高压穿墙套管之间，装有过电压保护用氧化锌避雷器，可以对雷击过电压和（）起保护作用。
答：操作过电压10.HXD1电力机车主断路器相邻处装有一台高压（），由它把受电弓从接触网受流的电流引入车内。
答：穿墙套管11.为保证人身安全，HXD1电力机车车顶登顶窗设置安全电气（）装置。
答：连锁12.HXD1电力机车打开登顶窗前，安全电气连锁装置接通车顶高压接地装置将25kV电路接地，使得分布电容积聚的（）放电，确保人身安全。
答：电荷13.打开HXD1电力机车登顶窗前，安全电气连锁装置接通车顶高压接地装置将25 kV电路接地，同时受电弓（）回路被切断，无法升弓，避免误升弓操作。
答：控制14.HXD1电力机车光电速度传感器给（）系统提供机车速度信号。
答：监控15.HXD1电力机车“机车电子标签”:根据相关的运输要求向外（）机车电子表示信号。
答：发射16.HXD1电力机车“机车电子标签”安装在底架下主变压器（）司机室的方向。
HXD3型电力机车考试题库.概要
晋升（增驾）HXD3型电力机车司机题库一、填空题1.HXD3型电力机车轴式为（C0-C0）。
型电力机车持续功率为（7200）kW。
2.HXD33.为了防止司机可能产生的误操作，司控器调速手柄与换向手柄之间设有（机械联锁）装置。
4.DSA-200受电弓正常工作风压为（340～380）kPa 。
5.主变压器设有（两）个潜油泵，强迫变压器油进行循环冷却。
型电力机车持续制速度(65)km／h。
6.25t轴重的HXD37.25t轴重的HXD型电力机车起动牵引力为 (570)kN 。
3型电力机车恒功率速度范围为(65～120)km／h 。
8.25t轴重的HXD3型电力机车电制动方式为(再生制动)。
9.HXD310.主电路主要由（网侧）、主变压器、主变流器及牵引电动机等电路组成。
11.牵引变流器输入回路过流故障，在3分钟内连续发生两次，故障将被锁定，必须切断（CI）控制电源，才能恢复正常。
12.辅助变流器过载时，向微机控制系统发出跳开（主断）信号，该故障消除后10s内能自动复位。
13.制动显示屏LCDM位于司机室操纵台，通过它可进行CCBⅡ系统（自检），故障查询等功能的选择和应用。
14.自动制动手柄位置包括运转位、初制动、全制动、抑制位、重联位、紧急位。
初制动和全制动之间是(常用)制动区。
型电力机车带载制动时，自阀制动后单阀应在运转位向(右)压，以缓解机车闸缸压15.HXD3力。
型电力机车换向手柄至于中立位，各辅机(停止)工作。
16.HXD3型电力机车进入“定速控制”状态后，司机控制器调速手柄的级位变化超过（1）级17.HXD3以上时，机车“定速控制”状态自动解除。
18.ERCP发生故障时，自动由（16CP）和13CP来代替其功能。
19.HXD型电力型机车采用IGBT水冷变流机组和1250kW大转矩(异步)牵引电动机。
3型电力机车总体设计采用高度集成化、(模块化)的设计思路。
20.HXD321.HXD型电力机车采用带有中梁的、整体承载的(框架)式车体结构，有利于提高车体的强3度和刚度。
CAN总线用于机车微机控制系统的可行性分析
CAN总线用于机车微机控制系统的可行性分析袁媛【摘要】介绍了机车微机控制的发展以及CAN总线在机车控制系统中的应用状况,在此基础上,对CAN总线在机车控制系统中的具体应用进行了可行性分析.【期刊名称】《机械管理开发》【年(卷),期】2010(025)005【总页数】3页(P194-196)【关键词】机车;CAN总线;微机控制系统【作者】袁媛【作者单位】太原科技大学机电工程学院,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TP393.40 引言随着电力电子技术和计算机控制技术的快速发展，计算机控制在机车上得到了广泛的应用，几乎所有的机车设备均可采用微机控制技术[1]。
1 机车微机控制的发展及现状现代工业控制领域，各种技术飞速发展，嵌入式微机控制技术、现场总线技术、网络技术和电力电子技术等，使机车车载控制系统发生了革命性的变化。
现代机车的过程控制已从集中型的模拟控制系统发展成为基于网络的分布式微机控制与通信系统。
国内机车控制技术的发展大概经历了以下阶段：1）有触点控制：控制电路基本上以继电器和开关构成。
2）以分离元件和小规模集成器件为主的模拟控制。
3）以中规模集成运放电路为基础的模拟控制。
4）以大规模集成电路为基础的微机控制。
国内机车微机控制是从1987年开始起步的，在引进并消化8K、6K机车微机控制技术的基础上，首台样机于1991年装车于SS4型0038号机车上试运行。
SS8准高速客运机车是国产电力机车中率先采用微机控制的机车。
在SS4型0038号机车和SS8机车控制系统的基础上，国内电力机车控制系统初具雏型。
其控制系统采用三级分层结构：（1）人-机对话级：由显示屏、键盘及显示控制装置组成，具有替代原机车模拟仪表显示机车的工况及参数的功能，同时还具有日历、时针显示，机车累积运行参数统计、系统故障查询等功能。
一般采用TFT彩色显示屏，并将显示控制装置与显示屏融为一体；（2）特性控制级：实现机车调速控制、各种保护功能以及故障诊断功能等；（3）变流器控制级：实现晶闸管触发脉冲控制功能。
DF12型内燃机车微机控制装置说明书
DF12型内燃机车微机控制装置说明书DF12机车微机控制装置是专为DF12机车优化设计研制的。
该微机控制装置可完成以下功能:●机车牵引特性控制功能●机车防空转/滑行保护功能●机车恒功/恒速控制功能（可选）●机车海拔功率修正功能（可选）●柴油机恒功率控制功能●完成机车、柴油机、电气等系统的保护功能●完成机车各系统的故障诊断、记录和显示功能1 物理参数外形尺寸：632×368×305mm机柜质量：约25kg安装要求：LCS32装置与车体之间用胶木板隔离安装方式：底部4个M8×80螺钉2 电气结构微机装置采用箱体结构。
箱体分两部分：主箱体为LCS32微机插箱，下侧为风扇盒，是一种强迫风冷式结构。
箱体上端装有4个62芯矩形插座CNA-CND，风扇盒侧面装有1个7芯圆形插座作为风扇110V供电接口，以上6个插座是微机装置与机车线路的电气接口。
2.1 LCS32插箱LCS32插箱采用17EL267插箱结构，共有8种9块插件，各插件插槽位置见插装置门盖内的插件位置表，8种插件的代号、图号、名称和插槽号的关系如下：代号图号名称插槽号17FE200A1 ZS308—300—00 开关电源插件 317FE910A1 ZS829—218—000 辅机控制插件5、6(备用)17FE910A1 ZS829—218—000 柴油机调速插件7、8（新车用）17FE840A1 ZS456—340—000 数字量输出插件 9（备用） 17FE840A1 ZS456—340—000 数字量输出插件 1017FE830A1 ZS456—330—000 数字量输入插件1117FE830A1 ZS456—330—000 数字量输入插件12（备用） 17FE850B1 ZS456—350C—000 模拟量处理插件1317FE920A1 ZS829—217—000 信号变换插件 14（新车用） 17FE820A1 ZS456—320A—000 频率串口插件 1617FE810A1 ZS456—310A—000 CPU插件192.1.1 总线结构LCS32插箱内有一块背板或称底板，用以连接插箱内各种插件，其上的总线称为FE总线，对应槽1～17号，总线部分为1A～24C，见下表：表中ILKIN和ILKOT为连锁信号，当所有插件都插上后，这条连锁路线才通，此时微机才能工作。
HXN5B机车微机控制装置用户手册
运用文件名称HXN5B机车微机控制装置用户手册编号TE6218400000D290版本 A版权专有违者必究编制胡敬松校核标准化审核批准版本号更改人更改日期更改说明变更编号A 胡敬松2014.12.31 数字量正输出板更改图号。
售后服务简介售后服务中心成立于2009年（前身售后服务部成立于2001年）。
目前，中心下设综合管理部、质量控制部、技术支持部、培训管理部、服务业务部、检修业务部6个部门，共有员工318名。
中心按照株洲本部、服务办事处、服务站三级管理模式进行组建。
设置8个服务办事处和2个检修基地，分别是：株洲、北京、广州、上海、资阳、沈阳、兰州服务办事处和青岛、武汉检修基地；时代电气售后服务中心对公司所有贴有绿荫服务标识的产品执行绿荫品牌服务。
售后服务的主要内容包括：现场服务及配件管理、技术支持、技术培训和配件管理。
1）现场服务及配件管理。
主要是产品运用现场的故障协查和处理，保证产品早期运用顺利，性能稳定；在现场筹建了配件库，存放相应基数的周转备品，以便快速、及时地修复故障。
在合同保证期内主要是保证优质、快速的配件维修；产品技术升级改造（硬件）；为产品的技术升级、改善性能、持久创造价值提供保证；产品中修、大修的技术状态检测和产品翻新。
2）技术支持。
为适应不同用户的需求，给用户确定专门的技术参数，如防空转参数等，为用户自行改进产品和改良性能提供咨询建议；协议方案设计和实验工作，在硬件许可的条件下为用户升级新版本应用软件，以提升产品的附加值；为用户按产品可靠性标准合理确定储备配件的数量和种类，提供建议和咨询；为用户建立产品的维修体系、完善管理制度和提升维修人员技能，以协议提供培训和咨询。
3）技术培训。
在合同保证期内，主要是按合同要求组织各类用户培训。
根据产品的使用进程实施三级培训即前期普及培训、中期强化培训、后期重点培训。
绿荫服务简介●绿荫服务是株洲南车时代电气股份有限公司(以下简称时代电气)为“时代”产品客户建立的全面客户服务保障体系。
第六章机车信号
1980年提出微机控制通用式机车信号，80年代中开 始研究； 1991年第一代“非电化区段通用式机车信号”通过 铁道部鉴定； 1992年第二代“电化区段通用式机车信号”通过铁 道部鉴定； 1995年第三代“JT1-A/B型数字化通用式机车信号” 通过铁道部鉴定； 2003年第四代“JT1-CZ2000型机车信号车载系统” 通过铁道部鉴定。 2006年第四代改进型“JT-C型机车信号车载系统设 备
② 并口输出控制 主机板保留JTl-A／B型原有的并口输出，在原有并口电 路上进行改进，由双CPU共同控制并增加动态受控点灯电源。 其中CPUl完成点灯信息输出，控制关断1(光电开关)，并进 行输出的反馈检查；CPU2控制关断2(大接点继电器)，控制 动态受控点灯电源，并进行输出的反馈检查。动态受控电源 位于接线盒内，由CPU2的动态方波控制。如果无动态输出或 者动态输出的频率较低，都无法满足动态点灯电源的工作要 求，造成点灯电源关闭。
从地面向机车上传递信息的方式有两种：一种是点式， 另一种是连续式。 点式机车信号系统是指在线路上的某些固定点设臵地面 设备向机车上传递信息的系统。其特点是设备简单、造 价低、施工快、地面设备不消耗电能。 连续式机车信号系统是指在某段线路上不间断地向机车 传递信息，它又可分为连续式和接近连续式两种。 连续式是在自动闭塞运行的区段内连续地向机车上传递 信息， 接近连续式只是在非自动闭塞区段接近车站的接近区段 内设臵连续式机车信号设备。
图4-3
JTl-CZ2000主机机箱结构
图4-4 接收主机结构原理框图
（2）二取二的原理 主机的每块主机板内采用二取二容错安全结构，其含义 是每块主机板中有两路独立接收译码通道，两路的译码输出 进行比较，比较一致才有有效输出。 ① 两路译码结果的比较 输出控制部分通过同步串口同时对译码结果进行比较， 当比较结果一致时，控制输出。如果输出结果不一致，则禁 止输出并立即进入设备复位自检模式。 由于两路译码是独立的，译码结果在时间上会有一定程 度的不同步。对于不同步的结果在比较的过程中设有延时环 节，在延时过程内输出两路中较限制的一路结果，延时后仍 不一致则认为结果不一致，禁止输出并立即进入设备复位自 检模式。
关于HXD3B型电力机车微机网络控制系统的探究
关于HXD3B型电力机车微机网络控制系统的探究摘要：HXD3B型机车是由我国设计、制造的大功率交流传动货运电力机车，是我国铁路货运运输过程中的主力车型，现已经开始逐渐进入到C6修程。
微机网络控制系统是HXD3B型电力机车用于实现机车特性控制、逻辑控制、故障监视和自我诊断、并将信息传送到微机显示屏给予机车司机以直观的反映机车实时状态的系统，是整个机车的核心系统。
文章将会围绕HXD3B型电力机车微机网络控制系统的简介、功能介绍、国产化自主检修探究等方面展开简要的阐释分析。
关键词: HXD3B型电力机车微机网络控制系统国产化自主检修前言： HXD3B型机车是国内目前单轴功率最大的6轴货运电力机车，机车最大功率9600千瓦，最高运行时速120公里，主要运用于我国东北平原地区担负重点物资运输牵引任务。
客观上证实我国重载铁路机车设备的设计研发，以及生产制造技术已经达到世界一流水准。
伴随着“一带一路”发展战略持续深入实施，我国与沿线各国家之间的相互联系正在呈现出逐渐紧密的变化趋势，而在货物运输数量需求持续扩增的客观背景之下，我国重载铁路运输事业的历史发展进程正在逐渐进入到黄金阶段。
一、微机网络控制系统简介HXD3B型电力机车微机网络控制系统基于TCN网络标准结构形式，并结合工业以太网，通过MVB车辆总线连接车上各相关设备，重联机车之间采用WTB列车总线连接，显示单元的数据通信采用以太网。
网络控制系统采用分布式结构，包括微机控制柜，还包括控制电器柜、高压电源柜、低压电源柜、变流柜、行车安全柜、司机室等。
微机网络控制系统硬件设备主要由机车控制单元、牵引控制单元、网关、微机显示屏、模拟量检测保护模块、输入输出模块、星型适配器、以太网交换机、电源模块等构成，通过他们实现了整车的分布式网络控制。
分布式微机网络控制系统采用光纤通信，不受电磁干扰影响，机车工作过程中通讯状态表现较稳定二、微机网络控制系统主要单元功能说明1、主控制单元：主控制单元主要用以承担机车运行控制、网络管理和设备状态监测等任务，是机车微机网络控制系统的关键核心部件。
《电力机车控制》教学课件—07电力机车自动控制
§3 SS9机车微机控制系统
8.交叉保护
当一个插件箱故障时, 微机柜的转换开关要打在故障位。 此时正常插件箱仍然对所控制的转向架进行闭环控制。 而故障插件箱的开关电源不工作, 故障插件箱所控制的 对应转向架则进行跟随控制。
§2 微机控制系统原理 （2）控制方法
控制原理图
速度给定 速度控制 电流控制 限压环节
脉冲发 生器
微机控制柜
电压传感器 电流传感器 速度传感器
电动机
硅机组
§2 微机控制系统原理
（2）控制方法
➢ 反馈控制； ➢ 速度与电流双闭环，电压限制作为辅助
手段；
➢ 微机控制系统的作用：比较计算、数值 变换——由差值到整流晶闸管的导通角；
§3 SS9机车微机控制系统
4.空电联合制动控制
联合制动控制逻辑： ①电制动优先原则。即空气制动的投入必须以
制动电流达到与机车速度对应点的最大值，且 持续一定的时间为前提。一旦空气制动投入, 则制动电流维持最大限制值，不受准恒速特性 控制，直到空气制动缓解后1分钟。 ②机车速度超过给定速度且其差值达到5 km/h 时投入一级空气制动；差值达到15 km/h 时追 加减压一次；差值未达到15 km/h，但5分钟后 仍未缓解时追加减压一次。
§2 微机控制系统原理
（1）牵引/制动主电路
在制动工况下，牵引电动机作他励发电机运行， 制动力的调节方法可由下面公式看出：
M=CM ΦIZ IZ=(E+Ud)/Ri IZ=(CeΦ n+ Ud)/Ri E=CeΦ n 上面公式可看出，当Ud为0时（此时未进入最 大励磁限制），制动力矩会随机车速度下降而 减少，为了使机车低速时也能产生足够制动力， 可开通硅机组增加Ud，以维持IZ，即所谓的加 馈制动。
机车微机控制系统概述
第六章机车微机控制系统第一节机车微机控制系统概述一、微机控制系统的基本概念和特点微机控制系统一般都具有三个要素，即控制对象、信息处理机构、执行机构控制目标；信息处理机构将目标值和实际情况进行比较、运算，给执行机构控制对象出动作指令；执行机构根据接收到的动作指令进行调节，以求达到或尽员接近控制目标。
图6一1所示为控制系统示意图。
控制系统有开环控制和闭环控制之分。
在开环控制中，输出信号不反馈到信息处理机构；在闭环控制中，信息处理机构是根据给定目标与输出反馈信号的差值来进行控制的。
毫无疑问，闭环控制比开环控制易于稳定并具有较高的精度。
一个复杂的控制系统可以由多个闭环系统组合而成，如速度环、电流环、电压环等。
例如，55型电力机车微机控制系统，不论是在正常工况下还是在故障工况下，都采用闭环控制，由系统自动调节，从而减轻了司机的劳动强度，简化了司机的操作程序。
在电力机车上，微机的控制目标主要是电机电枢电流和机车速度，信息处理机构是微型计算机，执行机构是晶闸管变流装置。
即微机根据司机给定的手柄级位以及实际机车速度来调节晶闸管的触发角，从而使机车稳定运行在司机希望的工况。
我国558型电力机车是国产电力机车中首次采用微机控制的车型。
以往的机车都采用模拟控制，如553、554改和55：型机车等，它们都是采用以运算放大器为基础的模拟控制方式。
随着电力电子技术、半导体集成技术的发展和控制要求的提高，用微机控制来取代模拟控制是牵引动力技术发展的必由之路，它标志着机车控制技术水平上升到了新阶段。
与膜拟控制相比，微机控制有以下特点：(l）微机控制系统不仅需要有硬件，而且必须有软件，而模拟控制中左右硬件。
硬件是指各种能完成一定功能的电子插件，是看得见摸得着的。
软件是指为实现一定功能而*制的程序，它通常存储在断电也能保存的器件（如 EPROM、ROM）中，是一串由0和1构成的代码。
软件又分系统软件和应用软件。
对用户来讲，主要是根据需要编制应用软件。
浅谈国产电力机车上的微机应用
浅谈国产电力机车上的微机应用摘要：文章探讨国产电力机车上的微机应用状况，并且对微机控制技术在电力机车上的发展方向进行展望。
关键词：国产电力机车;微机控制技术;应用随着我国计算机技术的不断发展，国家对于高速列车控制功能的发展需求，在当前最新研制与应用的机车中，计算机控制技术的应用无疑是焦点话题之一，这也是我国控制技术高速发展的重要见证。
1.国产电力机车控制技术的发展历程概述国产电力机车的发展从SS1一直到SS8，控制技术的发展主要有以下几个阶段：①有触点控制。
SS1机车为其中的典型代表，其主要的控制电路由开关与继电器祖组成;②以小规模集成器件与分立器件的模拟控制，其中代表的机车包括SS2、SS3以及SS4等;③以中规模集成电路运行为基本要求的模拟控制，其基础的模拟控制基础主要是8K模拟技术，国产化后主要应用于SS4改进型、SS5以及SS6等;④以大规模集成电路为运行基础的微机控制，其主要的代表机车包括SS4B、S8等。
2.国产电力机车上的微机应用电力机车上微机的应用最早是用来进行实验数据的处理与采集。
在1983年的时候，研究人员就能够使用Z80单板机对SS1机车在不同工况下的工作参数与功率进行测量，然后在部件控制方面应用到微机。
近些年来，为了充分保障机车在行驶使的安全性，研究人员应用微机在机车的运行进行了记录与监控，并且也开发出更多的机车运行记录仪，其中具有代表性的一种产品就是LKJ-93。
该产品能够将地面信号作为主要的信号，集记录与监控与一体，在超速行驶的时候能够进行常用制动、卸载以及紧急制动的分级处理。
另外一种机车的主体信号为机车信号，主要用途在于高速列车的安全装置，该机车是由我国铁科院通号所研制并开发的速度分级控制系统。
微机控制系统在国产电力机车的应用与开发起始于1987年，在1991年将样机安装在SS438号机车上。
一直到1993年底，该机车运行公里超过12万，并且其中的微机控制系统还通过了各项技术审查关。
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§6-3 机车微机控制系统的输入、输出信号
一、输入信号 （1）司控器指令信号。O-15V电压信号—微机柜—与速度成正比的控制电 压—牵引/制动控制特性环节—控制目标计算值。 （2）电枢电流信号。用于特性控制、保护、显示等功能的操作。 （3）端电压信号。作为限压控制信号。 （4）励磁电流信号。牵引时：磁场消弱时的磁场电流反馈信号；电制动时： 电制动的特性控制信号。 （5）网侧电压信号。电压互感器-25KV/100V-降压变压器-100/5V-微机。 （6）移相同步电压信号。同步变压器—整流装置。 （7）主变压器次边绕组电流信号。过电流保护信号。
三、LCU在国产机车控制电路中的应用
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
1. SS8型电力机车的LCU系统 （1）运用情况概述
取代的对象：两个电器柜内的中间继电器与时间继电器； 效用：取代继电器总数为30个，继电器触头80对。 （2）结构
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
④ 输出信号 输出单元电路：高频调制信号—脉冲变压器耦合—MOSFET
5. 无加馈电流
无加馈电流
励磁未达到限制值 加馈桥未工作
§6-6 动车组牵引传动控制系统
一、CRH1动车组牵引传动系统 CRH1 动车组
该动车组由青岛四方一庞巴迪一鲍尔铁路运输设备有限公司 （BSP）提供，国外合作伙伴是庞巴迪运输瑞典AB（BT）。BSP动车组 是以庞巴迪公司为瑞典国家铁路和地方铁路开发的“Regina”动车组 为原型车经改变设计而成的。
§6-3 机车微机控制系统的输入、输出信号
二、输出信号
（1）主整流器触发脉冲。硅整流装置—机车工作状态控制（牵引/制动）。 （2）司机室电压表信号。 （3）牵引电机电压、电流信号。电制动记录仪—功率。 （4）保护功能信号。
三、其它信号
自动过分相装置—预备/强迫断信号—LCU分主断/合主断信号。 RS485接口—通用屏幕显示器。
铁道机车车辆专业
§6-2 机车微机控制系统的工作原理与结构
6.列车供电控制 直流电压870V-600V，电流：2×670A 7.自动过电分相控制 8.故障转换 一个插件箱的集中控制 9.交叉保护 10.自检、故障诊断、记录和显示 （1）静止时高低压自检 （2）实时故障监测 （3）诊断结果评判 （4）显示、操作
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§6-6 动车组牵引传动控制系统 CRH1列车基本单元
Mc1
Tp1
M1
M3
Tb
M2
Tp2
Mc2
TBU1
TBU3
TBU2
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§6-6 动车组牵引传动控制系统
牵引传动系统的能量传递与转换 CRH1的受电弓从接触网接受25KV 50Hz高压交流电能，经
过安装在车底架上的主变压器降成900V 50Hz交流电， 降压 后的交流电经网侧变流器转换成1650V DC直流电能，该直流 电再由牵引逆变器转换成可变频率可变电压的三相交流电送 给牵引电机，将电能转换成牵引列车的机械能。
（2）加馈制动 控制系统根据机车速度首先自动调节励磁电流，使制动 电流沿着速度=电流曲线变化。当励磁电流达到最大后，进入加馈制动工况， 通过调节电枢电压来维持制动电流。最小电枢电流：70A
铁道机车车辆专业
§6-2 机车微机控制系统的工作原理与结构
（3）电制动限制特性
（4）防空转、防滑行控制 软件实现 （5）空电联合制动控制 以机车准恒速加馈电阻制动和DK-1型机车电空 制动机为基础，以主手柄级位作为给定速度，根据机车速度（反馈速度）、 及其它信号的相关状态控制机车制动机的减压制动和充风缓解并对电制动 进行干预。
◆ 电流不平衡原因分析
§6-5 机车微机控制系统常见故障的分析及应急处理
◆ 电流冲动原因分析
§6-5 机车微机控制系统常见故障的分析及应急处理
2.过载 跳主断路器
A/D异常或保护逻辑误动作 电流传感器故障 电压传感器故障 硅机组触发电路故障
§6-5 机车微机控制系统常见故障的分析及应急处理
3. 窜车
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
功能
调速控制 整备控制 信号控制 其他控制 保护控制 故障显示
§6-5 机车微机控制系统常见故障的分析及应急处理
一、故障分析 1.电机电流不正常
§6-5 机车微机控制系统常见故障的分析及应急处理
（1）原因分析 ◆电机无流原因分析
§6-5 机车微机控制系统常见故障的分析及应急处理
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
2. SS9 型电力机车的LCU系统 （1）结构
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
① 主机板 主要完成输入点状态采集、逻辑运算、输出点状 态的确定以及与司机台显示器进行数据交换。
双机冗余设计：一台在线工作，另一台处于热等待状态。 RS-485标准，与显示器进行半双工串行通讯
电力机车专题讲座
§6-2 机车微机控制系统的工作原理与结构
电力机车专题讲座
§6-2 机车微机控制系统的工作原理与结构
3.机车微机控制系统的构成
电力机车专题讲座
§6-2 机车微机控制系统的工作原理与结构
电力机车专题讲座
§6-2 机车微机控制系统的工作原理与结构
二、SS9型电力机车微机控制系统简介 1.SS9机车微机控制系统的控制参数和保护参数
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
② 输入板 用于输入数字信号。
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
③ 输出板
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
④ 电源板
输入电压：77-135V； 输出电压：+ 5V/2A
± 24V/2A
铁道机车车辆专业
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
一、什么是LCU 在机车上使用的一种可编程逻辑控制单元。用以取代时间继电 器、中间继电器等低压电器和迂回线路，实现机车控制系统无触点 控制，从而提高机车电气控制线路的可靠性。 LCU主要由主机板、电源板、输入板、输出板等组成。 LCU与PLC的区别： （1）符合TB/T1394《 机车动车电子装置》的要求。 （2）PLC的工作电压为DC24V或AC220V，直流输出点的负载 能力低；LCU的控制电压为DC110V，且负载电流较大。
电力机车专题讲座
第六章 机车微机控制
§6-1 机车微机控制系统概述
§6-2 机车微机控制系统的工作原理与结构
§6-3 机车微机控制系统的输入、输出信号
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
§6-5 机车微机控制系统常见故障的分析及应急处理
§6-6 动车组牵引传动控制系统
电力机车专题讲座
§6-1 机车微机控制系统概述
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§6-6 动车组牵引传动控制系统
牵引传动系统的能量传递与转换过程示意图
主变压器 高压侧变流器 牵引逆变器 牵引逆变器
（3）粘着限制 由两段折线构成。用速度 = 电流限制曲线作为粘着限制 控制曲线。
（4）对轴重转移进行电气补偿 （5）对速度监控装置常用制动命令的响应：接收到列车运行监控记录常 用制动命令时，封锁触发脉冲，取消牵引力。
电力机车专题讲座
§6-2 机车微机控制系统的工作原理与结构
3.制动控制 （1）特性控制
机车新技术
电气工程系
电力机车专业专题讲座
西安铁路职业技术学院 电气工程系
第六章 机车微机控制
目录
第一章 我国机车牵引动力的发展及新型机车与动车组简介 第二章 高速铁路行车及重载运输 第三章 高速机车走行部技术 第四章 机车交流传动技术 第五章 机车柴油机的优化技术 第六章 机车微机控制系统 第七章 机车故障与维修理论 第八章 列车运行安全理论及新型行车安全设备
通用性、灵活性、重现性、可靠性和智能性
电力机车专题讲座
§6-1 机车微机控制系统概述
二、机车微机控制系统的特点 ◆ 三级分级结构 （1）人机对话级：CPU：80486，C语言编程。时钟、轮径、 累计参数、监控信号、故障记录查询、自检选择、工况参数及 自检结果显示。 （2）机车特性控制级：CPU：80C186，FUPLA功能块语言 编程。 （3）变流器控制级：CPU：80C196，汇编语言编程，晶闸管 发出脉冲控制。
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
二、LCU的特点 （1）LCU的核心部分采用大规模集成电路技术，外部接线少， 可靠性高，抗干扰性能强、功耗低、速度快、精度高。 （2）可利用软件编程来完成控制任务。 （3） LCU的硬件结构为通用型模块设计，组合及扩展性强。
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
电力机车专题讲座
§6-1 机车微机控制系统概述
微机控制系统由两个结 构相同的PHAI-16微机控制 箱和两组司机台和副机台、 故障显示器等组成。
由日本川崎重工引进的6K型电力机车
电力机车专题讲座
§6-1 机车微机控制系统概述
2.国产机车微机控制系统的发展概况
国产交直传动电力机车控制系统的发展经历了如下历程： （1）有触点控制:SS1型电力机车。 （2）模拟控制:SS3、SS4型电力机车。 （3）微机控制:SS8、SS4B、TM1、SS9、DDJ1、SS7D、SS7E等车型。
控Байду номын сангаас列车的运行速度
列车的加速度调节 牵引电动机转矩
轮轴空气制动力矩控制
电力机车专题讲座
§6-2 机车微机控制系统的工作原理与结构
1.牵引/制动主电路
（1）牵引工况
（2）制动工况
加馈制动
电力机车专题讲座
§6-2 机车微机控制系统的工作原理与结构
1.控制方法