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1、第五章机车控制监视系统1概述SL1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
2、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：Diffplsr-UnitTjnitTCMSTCMSCat EquLpPant-Seri a)- Digital D&ta - Fuke D&tAI-. ATlKwyiiAPIXCVCF)BATAT?CCMTMC: Master controlleiSANI?UniLaiCI2CI4.APUtWyi)APIXCVCF)DiiFplGy UnitCI4 APU Esctejimii ti:BLO-WER图1微机系统构
3、成示意图图2机车控制监视系统机箱外形结构一141阿 片.L13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、土 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 Ethe
4、rnet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。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
5、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
6、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 信息；底部为功能键区，由于采用触摸显示屏，因此它将根据不同的工况和选择，显示不 同的功能键。通过显示屏亦可显示出机车重联与否以及重联机车的故障信息。显示模式在开机后根据不同工况来转换。模式转换部分框图见图4,显示画面示例见图4模式转换部分框图牵引/制动主画面聿引/制动画面99年的月99 099对99分99秒999 kWh向后牵引 丼级定速单叽主断韬压曾试运行机器状态其中故障信息在有故障时才出现变流器画面的年钞冃9? Q99时99分99秒电
7、压()我障信息聿引风加故障 卒引风机2故障 牵引凤机却农障 卒弓风敏障 牵弓风机5故障 库弓I风机6故障 主变MSCI1故障 區流器C12故障 主变流器口 $故障 住变流器口找障 主变MSCI5故障 主变流器右故障主变流器/牵引电机画面999 Wh向后$位右位故障覆历率引 仪9级定速故障信亘22229WW2222 w? w2222W99099W999999999999Q删动11(刷999999的999T作按蝕器 充电接註器 *-奉弓风机?故障 牵弓凤机磁障 卒弓风仇4故障 牵弓风机5故障 卒引亂机徹障主变流器：怡抜障 主变流器汀4敢障 主变流器门5故陣主变陆器幵关伙态辅豹申，順故障銀圧他他也他
8、他他他他他他他他.单机开关状态画面开关状态面面99 年 99 月 99 Q99时99分99秒9W kn/h向后牵引级定速单口主断合拒障信总牵引风机1故障 牵引风机2故障 李引风机3故障 牵弓风机4故障 至引凤机5故障 率引风机右故障 2变流器CII故障 主变流器C12故障 主变流器C巧故障 土变流融“故障 主变流器口5故障 主变流器皿故障 ML故障主变流器I开关状态I凤机伏态|辅助电源故障履历空亡-空车车车车车车车车车+4 - 0 他他他他他他他他他他他他辿返辅助电源画面辅助电源画面99 年 99 月 99 3 9Q时99分91?秒999 km/h 向后牵引 W.9级定速单叽辅助变流器工作状态
9、 辅助变流器输出电压W) 辅助变流器輸岀电流 辅助变岚器辅出ON井9999999999.99999999999.9库引风机i故障 牵引风加故障 牵弓凤皿故障 犀引风机4故障 牵引风机5故障 卒引凤VU故障 蚁荒那H故障 匡变流器皿故障 主变流救M故障 崔变流器C15故障 适流器皿故障 DKL故障车车车车车车车弹车车车丰车 他他他他他他他他他他他他他主芟庞雀I汗关状态I凤机伏态I辅助瓦頑故障履历故障履历画面故障履历国面的年的月的日99时99分99秒|999 畑卞向后牵引 99级定速 单机编号名称/内容发生时间恢复时间故障时机车状态9999 9从99999999999999999999999999
10、99999999999999XXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX99/99/99 99:9999/99/99 99： 9999/99/99 99：9999/99/99 99：9999/99/99 ?9：9999/99/99 99：9999/99/99 9?：9999/99/99 99：
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12、X 999kV/999A XX 99级999km/hXXXXXX 999kV/999A XX 99级知9km/hXXXXXX 999kV/999A XX 99 级 999km/hXXXXXX 999/999右 JCX 99级999km/hXXXX 999kv/999A 凉99级999km/hXXXXXX 999|v/999a XX 99 级 999 血/h 欢幻OCX 999kV/999A XX 99级999km/h 999kV/999A XX 99级999km/hXXXXXX 999kV/999A XX 99级999km/hXXXXXX 999kV/999A XX 99 级 999 km/h
13、XXXXXX2.6 TCMS对外接口接口数量见下表名称数量所接设备说明RS4852主变流器RS4853辅助变流器RS4852显示屏数据总线2与他车TCMS重联110V数字量输入120各开关脉冲输入2速度传感器（PG）110V数字量输出30LED指示灯功率较小110V数字量输出19BRAKE、VCB、升弓、撒沙等功率较大模拟量输人0-160V2畜电池电压模拟量输人0-24V2司控器司机控制器级位模拟量输人0-5A1电流互感器原边电流3 微机显示屏显示和使用说明交流传动货运电力机车采用集中式微机控制系统（ TCMS ），微机控制柜将机车主变流 器、辅助变流器、控制电器柜、司机室控制开关等电器的信息汇总，通过分设在I、 II 端司机室的微机显示屏进行各种信息显示。司机应学会使用微机显示屏，了解机车各种设备 的工作状态及各种指令的开断信息，迅速完成机车故障的查找，确保机车的可靠运行。显示模式主要可以分为驱动模式和维护模式两大类。3.1 驱动模式（主显示画面）主要显示机车运行工况：电钥匙位置、受电弓状态、主断路器状态、机车运行方向、 牵引/制动工况、机车速度、司机控制器级位、是否定速、是否重联。接触网电压、主变压器原边电流、蓄电池电压、 6 台牵引电动机牵引 /制动力。 机车故障信息：主变压器 MT，6 组主变流器单元 CI1、CI
