自主化HXN3型交流传动机车微机网络系统

自主化HXN3型交流传动机车微机网络系统

梁志刚  柳星星

中车大连机车车辆有限公司 辽宁大连 116081

摘要：自主化HXN3型交流传动机车是基于成熟的EMD内燃机车设计理念设计的一款大功率内燃机车。该车型微机网络控制系统结合分布式微机、以太网通讯、微机固件模块、数据记录仪、微机显示屏等设备。本文着重介绍该机车微机网络系统的主要性能特点、结构及控制逻辑等。

  关键词：分布式微机；以太网通讯；微机固件模块；数据记录仪；微机显示屏

1 前言

自主化HXN3型交流传动机车是一款专门为大功率运输需求的客户量身打造的一款可靠性更高、节能环保的先进内燃机车[1]。

此机车微机控制具备以下特点：

1）采用分布式微机系统、对数据实时稳定交互；

2）采用以太网通讯，更高效、更可靠的数据传输能力；

3）采用微机固件模块，提高稳定性和冗余能力；

4）机车数据记录仪能精确实时读取和存储机车运行数据和故障；

5）微机显示屏软件完全自主化，界面显示自主可控；

2 微机网络系统构成及功能

2.1 以太网通讯

由网络拓扑图（如图1）可以看出，车载微机TCMS、CMD和微机显示屏采用以太网通讯；制动机采用以太网转422网关通讯；辅助逆变器、柴油机控制器与微机之间保留CAN通讯等。

以太网通讯充分具有数据传输快、稳定性好、抗干扰能力强等特点，降低了CAN总线负荷率，减少了CAN通讯故障，提升了机车系统远程数据监控与故障诊断能力。

图1网络拓扑

2.2微机固件模块

微机电源采用集成电源模块导轨和精确背板定位，保证长期使用的可靠性和稳定性；采用集成电源模块技术替代传统分立元件电源，提升冗余能力；每块电源模块输入均配有快速熔断保险，提高了电源的安全性。如图2：

图2 集成式微机电源

微机箱和微机插件板的连接方式采用双侧自带螺栓助拔器结构，如图3；采用可靠的插件板插拔工艺，如图4；背板对外连接器采用模块化结构连接器。如图5。

图3 微机箱              图4 插件板              图5 连接器

2.3 数据记录仪

车载设备增加数据记录仪，便于存储与分析机车运行数据。对行车实时数据与历史数据分析，可快速定位故障原因，解决了现有机车出现的柴油机冒黑烟、前架牵引风机欠流等问题，进一步优化软件控制及保护逻辑，提高机车的实用性与可靠性。

通过数据记录仪软件分析，自负载2档位到3档位时柴油机负荷率为0.99，负荷率过高导致柴油机冒黑烟。通过优化软件控制程序，解决了自负载冒黑烟问题。如图6：

图6 记录仪数据

2.4微机显示屏

微机显示屏采用以太网通讯传输数据，可靠性和抗干扰更强；采用触摸式显示屏界面，人机交互友好，操作简单快捷；显示屏软件完全自主化，界面显示自主可控。如图7：

图7 显示屏界面

结语

本文通过介绍自主化HXN3型交流传动机车微机网络控制系统的构成及功能，不仅提高了HXN3型交流传动机车的稳定性和可靠性，数据分析的便捷性和准确性及人机界面的友好，还让自主化HXN3型交流传动机车在国内和海外市场的开拓迈上新的台阶。

参考文献：

[1]吕娜玺.HXN3型内燃机车电传动控制系统研究分析[J].山东工业技术， 

2014