华东交通大学 动车组网络技术5.4 CRH5动车组网络设备

TS与TD主要显示信息
16 列车网络控制技术
5.4.3 本地显示单元
CRH5动车组乘务员室中设置本地监视器。此显示
器的主要功能是： 显示主要本地信息（即制动气缸压力等）的默 认画面 发送本地命令（即设置乘客车厢温度、灯光等） 显示自动报警 显示车辆设备的状态 显示车辆的故障信息 本地监视器与司机台监视器的技术特性相似。
LED2
黄
指示灯2
TX RS232
根据FW而定
CPU板发送
根据FW而定
无信号
TXRS232 黄
TXRS232 黄
RX RS232
CPU板接收
9
无信号
列车网络控制技术
5.4.1 主处理单元构成
3.MVB 模块 驱动器类型：MVB-EMD 连接器类型：9芯连接器 波特率：1.5Mbit/s 连接协议：IEC61375-1 服务接口类型：RS232
1.电源模块 接口类型：9芯连接器 电源模块输入额定电压Un：24VDC 输入电压变化范围：0.7•Un － 1.5•Un 输出电压：5VDC，24VDC 模块输入功率：50W 电源中断：10ms 远程开关控制 使用温度：-40 － +70 °C
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列车网络控制技术
5.4.1 主处理单元构成
主处理单元 MPU（Main Processing Unit ） 2.CPU模块 （1）主要性能指标 CPU：DSP C32，主频50Mhz，32位 RAM：1.25 Mbyte x 32 bit SRAM FLASH：3.9 Mbyte x 8 bit Data FLASH ， 带 看门狗 对外接口：1个RS232，1个RS485 使用温度：-40 ～+70 °C 编程语言：ANSI C
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4 列车网络控制技术


5.4.1 主处理单元构成
主处理单元 MPU（Main Processing Unit）
1－电源模块 2－CPU模块 3－MVB1模块 4－MVB2模块
5－CAN模块
主处理单元构成图
5 列车网络控制技术
5.4.1 主处理单元构成
主处理单元 MPU（Main Processing Unit ）
包括过程数据收发、逻辑判断与处理及故障诊断。
MC1车和MC2
车配置主处理单元MPU_LT和MPU_LC各 两个，其他车无MPU。
在每一动力单元（4辆车）有2对MPU。其中的2个
（MPU-LT）控制牵引和信号总线上的所有设备，而 另外2个（MPU-LC）则控制旅客服务线和CAN总线上 的所有设备。
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辅助控制单元
CRH5动车组配备有5个辅助变流器。它们通过中压 线给中压设备供电，借助于中压接触器进行配置。 在TCMS和辅助变流器之间主要的功能接口由辅助控 制单元（ACU）完成，中压供电系统的配置管理和 接触器状态反馈由RIOMs完成（如辅助变流器启动/ 停止）；诊断数据通过MVB接口管理。
3 列车网络控制技术
5.4.1 主处理单元构成
主处理单元 MPU（Main Processing Unit ）

用于MPU-LT的主处理单元由1个电源模块 （POWER）， 2个MVB模块，1个CPU模块构成； 用于MPU-LC的主处理单元由1个电源模块 （POWER）， 2个MVB模块，一个CAN模块和1个CPU 模块构成。 MPU最多可扩展7种类型的I/O模块，包括MVB Class 1, MVB Class 4, 2 个CAN模块, 2个485模 块以及标准的I/O模块。
7 列车网络控制技术
5.4.1 主处理单元构成
2.CPU模块 （2）RS-232服务接口定义
引脚序号 信号名称 描述 9芯连接器针
1 2 3
RS232_TX RS232_RX RS232_GND
RS232输出信号 RS232输入信号 RS232 0V
XSER连接器定义
参考 LED1 LED2 颜色 黄 黄 描述 TX RS232 RX RS232 亮 接口发送 接口接收

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卫生间
厕所配备一个电子控制单元，与TCMS车辆总线有 一个 CAN 串行接口用于状态和诊断信息的交换。 厕所占用状态（不占用或者占用），可以在有关 客室内部的信息屏幕上本地显示。
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列车网络控制技术
自动车钩单元
“列车联挂”状态由TCMS MPUs 通过RIOMs读取KAC 继电器的状态检测。开闭机构的打开命令受到一个 最大速度阈值的限制，这个功能由TCMS通过RIOMs 进行管理。如果在正常的列车运行过程中，在未联 挂端的开闭机构被忘记关闭而处于打开位置，当超 过阈值速度时，开闭机构将会自动关闭。自动车钩 和开闭机构的控制、监视及诊断由 CAN 接口连接 到 TCMS。


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列车网络控制技术
制动控制单元

制动系统有一个专门的总线（制动总线），列 车上每个制动控制单元（BCU）都与其接口。制 动总线可在整列编组上扩展（例如两列车联挂16辆车）。
带司机室的车辆上的BCU起制动主控制的作用 （MBCU），与TCMS MVB总线接口；MBCU采集司 机台上制动手柄和信号装置的制动请求（电制 动和气动制动请求），在编组中的主BCU通过司 机台钥匙的插入进行定义。 每个BCU控制本车气动管路。
8
灭 无信号 无信号
指示灯含义
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5.4.1 主处理单元构成
（3）CPU模块指示灯定义
参考 CAN_TX POWER FAULT RESET LED1 颜色 黄 黄 红 红 黄 描述 LORE CAN传输 CPU板电源输入 单稳态故障信号 复位信号 指示灯1 亮 CPU板传输 5VDC 供电 根据FW而定 板复位 根据FW而定 灭 没有传输 板没有供电 根据FW而定 未复位 根据FW而定
TCMS通过RIOM检测风挡门和乘客客室门的状态。司机显示 器上可查询内外门的隔离状态。

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列车网络控制技术
空调控制单元

每个车辆都有一个HVAC机组。启动的司机室通过 一个开关发布总开启/关闭命令，由TCMS通过 RIOM读取。
任何情况下，温度调节功能通过HVAC控制单元本 身进行管理。TCMS通过MVB采集设定值，并通过 列车网络将调节请求传送给有关的HVAC控制单元。
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RIOM
RIOM（远程输入/输出模块，）为MPU执行信号采 集并执行由 MPU发送的输出命令。它们通过MVB总 线与MPU进行通信。每个I/O部件可以有不同类型 的输入/输出： 数字输入（以电池负极为参考的数字信号） 模拟输入（电流或电压模拟信号） 数字输出（继电器触点，用于断开RIOM与外部 电路的连接）
模拟输出（电流或电压模拟信号）
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5.4.2 司机显示单元



司机台上有2个分别名为TS和TD的监视器。监视器 为彩色TFT显示器，屏幕尺寸为10.4英寸，其分辨 率为800 x 600（SVGA）。监视器带有加热器和风 扇，可在低和高环境温度下使用。监视器具备“节 电”模式功能，可以延长寿命。监视器所使用的语 言为中文。 TS监视器以图形化方式向司机显示主要驾驶信息值 （即网压、网侧电流、力矩等）。 司机可以用屏幕周围设置的一组按键与监视器进行 交互，也可以使用这些按键向设备发送全局性或选 择性命令。
参考 LED1 LED2 颜色 描述 黄 黄 亮 灭 CAN未接收数据 CAN未发送数据
CAN接收数据 CAN正在接收数据 CAN发送数据 CAN正在发送数据
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列车网络控制技术
中继器
通过中继器连接的MVB总线的两个不同区段，在
MPU层次上看来只是一个有32+32个节点、 200+200米长的一条MVB总线。中继器引起的数 据传输延时非常微小。 中继器为冗余结构，每个中继器由一个MVB模块 与一个48针连接器模块构成。 性能参数如下： 额定输入电压：24V供电 连接协议：IEC61375 标准 接口类型：EMD接口 连接器类型：9芯连接器，48针连接器
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制动控制单元
制动命令传输图
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列车网络控制技术
制动命令传输过程： 主BCU直接读取制动手柄位置和信号系统的制动 请求并处理这些信息，设定执行制动所需要的电 制动力和电空制动力。 电空制动命令通过制动总线发送给列车编组的所 有BCU，相应地执行本地气路的控制。 电制动命令通过MVB总线传送给牵引主控制的MPU 进行处理并通过列车控制网络（MVB和WTB）传送 给所有的TCU。

每个头车和吧车都有两个外部乘客门（每侧一个）；所有 的中间车辆都有4个外部乘客门（每侧两个）。
总的门关闭命令和打开由穿过自动车钩的列车总线管理 （列车每侧一条） 。 所有命令都可由司机台上的按钮发布，风挡门与乘客客室 门功能在本地进行管理。



在使能有效的情况下，门附近的按钮可控制开门，关门不 受使能限制。
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牵引控制单元

牵引子系统的主要设备是牵引变流器，每个动车组的5个 牵引变流器各由一个牵引控制单元进行管理（TCU），执 行控制与诊断功能。 TCMS的MPU将牵引力设定值或再生制动力设定值等信息传 送给TCU，TCU将牵引电机的工作状态等反馈到TCMS，诊 断数据也可以经由MVB总线被传送到TCMS的MPU。 牵引子系统还包括一个“ CLT”单元( 牵引系统本地控制) ， 该单元是放置在每个高压箱内中的一个冗余设备，完成 对高压系统的监控、诊断和保护。该设备有专用的微处 理器单元，有特定的软件，和一套模拟与数字输入输出 接口，同时提供连接到TCMS MVB总线的接口。
14 列车网络控制技术
5.4.2 司机显示单元


司机还可以在专门画面中通过监视器手动切除掉某 些设备。TD监视器向司机显示有关整个编组（2组 联挂的列车）全部设备的所有诊断信息以及所有被 监视设备和部件的状态（启用、停用、故障、切除 等），在故障情况下具有自动报警功能，并同时提 供故障信息。 TS和TD互为冗余，当二者之一出现故障时，司机可 以通过屏幕周围的按键选择作用模式（TS或TD）， 以便从另一个监视器上获取所有画面及信息。此监 视器的冗余性不是自动实现的，需要司机干预。下 表为显示器上的主要信息。
主要内容 学习目标 新课讲授 本节小结
本节习题
1
【主要内容】 5.4 CRH5动车组网络设备
主处理单元构成
CPU模块
MVB模块
CAN模块
司机显示单元 本地显示单元
2
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5.4.1 主处理单元构成
主处理单元 MPU（Main Processing Unit ）
MPU的主要功能负责对相应车辆输出指令和控制。
参考 颜色 描述 LED1 绿 LED2 绿 LED3 黄 LED4 红 CPU接口 MVB接口状态 数据传输 MVB接口故障 亮 工作 连接到MVB总线 正在传输 故障
10
灭 复位或未供电 未连接到MVB总线 没有传输 无故障
MVB模块示意图
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5.4.1 主处理单元构成
4.CAN模块 连接器类型：5×2针2.54mm间距 输入电源：5V或24V 接口类型： ISO11898 CAN2.0a/2.0b 节点类型：主或从
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5.4.2 司机显示单元
说明 显示的信息
主监视器（TS）
诊断监视器(TD)

列车速度（实际值/设定值） 牵引力，再生制动力（实际值/设定值） 网压 网侧电流 网侧电流最大值 时间 电池电压 牵引系统配置 相关设备状态 给司机的警告 维修信息
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充电机
每节车辆都配有一个蓄电池和充电机。
充电机由中压线直接供电，当中压线有电时自动启 动，除非启动被TCMS通过RIOM输出禁止。 TCMS通过RIOM读取充电机的相关状态（例如，操作， 故障，…）；通过CAN总线获取详细的诊断信息和电 池电压信号。
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门控单元