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HXD3型大功率交流传动电力机车培训教材 第五章 第五章 机车控制监视系统 1 概述 HXD3 型交流传动货运电力机车控制监视系统，采用标准化、模块化设计原则，是在 东芝公司在机车控制监视系统方面成熟的软件、硬件、控制模式和系统思想的基础上研制 的。机车控制监视系统（简称TCMS ）的核心任务是：根据司机指令完成对主变流器及异 步电动机的实时控制、辅助变流器的实时控制、牵引/制动特性控制、传动系统的时序逻辑 控制，显示机车运行状态，具备完整的故障保护、故障记忆及显示功能，并具有一定程度 上的故障自排除、自动切换和故障处理指导功能。 2 机车控制监视系统 2.1 系统的构成 机车控制监视系统在硬件上主要由电源模块、逻辑运算控制部分、数字量输入/输出部 分、模拟量信号采集部分、通信部分等组成。主控制单元采用 32 位 CPU，并在配置上采 取冗余、双机热备措施，以提高系统的可靠性。系统构成示意图如图1 所示，机车控制监 视系统机箱外形结构如图2 所示： 图1 微机系统构成示意图 134 HXD3型大功率交流传动电力机车培训教材 第五章 图2 机车控制监视系统机箱外形结构 机箱内包括AVR 电源模块，为TCMS 提供工作所需的各种直流电，如24V 、±15V、 5V；PUZ 处理器单元，包括CPU、软件以及与显示屏通讯的接口；DET 检测模块，检测 主控制系统是否存在故障，以便在主系统发生故障时立即进行主辅系统的切换；SIF 串行 通讯接口，完成TCMS 与两个主变流器和辅助变流器之间的通讯； DI 数字量输入模块， 将接收到的各种开关信号处理后传送给处理器单元；AUX 辅助模块，具有数字量输出、模 拟量输入及脉冲量输入的功能，实现对各辅助继电器的控制及特殊信号的输入功能；MDM 重联控制模块，将本车的信息通过Ethernet 传往他车，并将收到的他车信息传送给处理器 单元，实现机车的重联功能。 2.2系统的功能 TCMS 在整个机车控制中起主导作用，它的工作正常与否直接决定了机车能否安全、 正常地运行。TCMS 主要完成如下工作：通过人机接口接收所有输入指令，采集各种反馈 信号，进行相关运算，生成相应控制命令，将命令以通信方式发送给主变流器、辅助变流 器，将计算结果、故障信息、有关参数送显示屏显示，并在重联时将重联命令通过网络传 送给重联机车。在主控制系统出现故障时，双机热备的机制将自动切换到辅控系统。其结 构形式示意图如图3 所示。 135 HXD3型大功率交流传动电力机车培训教材 第五章 图3 (a) 微机系统双机热备形式示意图(正常时) 图3 (b) 微机系统双机热备形式示意图( Ⅰ端故障时) 2.3控制与保护功能 TCMS 将完成机车下列方面的控制和保护功能： 主断路器（VCB ）控制、机车控制系统的输入/输出、机车的逻辑控制、机车的牵引特 性控制、机车的制动特性控制、定速控制、冗余控制、自动过分相控制、主变流器控制、 重联控制。 智能故障诊断及显示、机车保护控制。 136 HXD3型大功率交流传动电力机车培训教材 第五章 2.4 故障处理与记录 TCMS 在机车出现故障时，以显示屏显示和报警灯指示的两种方式，通知操作人员， 并自动完成相应的保护动作，记录发生故障时的相关信息，为后期诊断提供有用且必要的 信息，而且还可以通过便携式计算机将故障履历下载进行分析和保存。 2.5 信息显示 显示部分设计的原则是显示简洁、明了醒目，但又兼顾现有的习惯。 画面的上部为常显的信息，显示时间、速度、工况、重联状态等；中间区域为主信息 显示区，根据不同的工况、按键的选择，将显示牵引/制动的有关参数、机器的状态、开关