、测试工具
通讯仪2021.10
庄会华1，曾永全$
(1.昆明铁道职业技术学院，云南昆明，650000 ; 2.中国铁路昆明局集团有限公司，云南昆明，650000 )
摘要：HXD1C 型电力机车应用了车载网络控制系统，机车通信采用TCN 列车通信网络，网络控制系统稳定可靠。HXD1C 电力机车受电弓控制不同于直流电力机车，本文结合HXD1C 电力机车微机网络控制系统，分析了 HXD1C 电力机车升弓控
制原理，并讨论了 HXD1C 电力机车降弓控制，经分析得出HXD1C 电力机车受电弓控制过程。
关键词：HXD1C 型电力机车；DTECS 微机网络控制系统；受电弓控制
Analysis of Pantograph Control Principle of HXD1C Electric Locomotive
Zhuang Huihua 1, Zen Yongquan 2
(1. Kunming Railway Vocational and Technical College, Kunming Yunnan, 650000; 2. China Railway
Kunming Group Co. Ltd, Kunming Yunnan, 650000)
Abstract : HXD1C electrie locomotive adopts the vehicle network control system, TCN train communication network is used for locomotive communication, the network control system is stable and reliable. The control of HXD1C electrie locomotive pantograph is different from DC electrie locomotive, combined with the microcomputer network control system of HXD1C electrie locomotive, this paper analyzes the pantograph raising corrtrol principle of HXD1C electrie locomotive, discusses the pantograph lowering control of HXD1C electrie locomotive, through analysis, and summarizes the pantcontrol process of HXD1C electrie locomotive.
Keywords : HXD1C electrie locomotive ； DTECS microcomputer network control system ； the control of pantograph
1 HXD1C 电力机车网络控制系统HXD1C 电力机车车载网络控制系统采用符合IEC61375 标准[2], DTECS 网络控制平台为基础的微机网络控制系统。1.1 HXD1C 电力机车网络控制系统拓扑结构
HXD1C 电力机车网络系统为分布式列车电子控制系统,
各个功能模块分布安装在两个司机室及其机械间低压电器 柜内，通过绞线式列车总线WTB 、多功能车辆总线MVB 进行通
讯，并且车辆上的功能单元如：BCU 、TCU 也是通过多功能车
中央控制
辆总线MVB 与网络进行通信，其拓扑结构简图如下图1[1]所示。
CCU-中央控制单元；TCU-传动控制单元；BCU-制动控制单元；
ACU -辅助变流器控制单元；WTE-绞线式列车总线；MVB-多功能
车辆总线；CIO-司机室数搦输入输出单元；机械室数据输 入输出单元；IDU-智能显示单元；Ethernet -以太网。
图1网络控制系统拓扑结构简图
网络控制系统模块组成：中央控制单元CCU 、司机室输入 输出单元CI0、传动控制单元TCU 、机械间输入输出单元MI0、
制动控制单元BCU 、列车供电控制单元ETS 、以太网交换机单 元ESU 及微机显示屏IDU 。
1.2 HXD1C 电力机车网络控制系统逻辑控制关系
中央控制单元CCU 组成由车辆控制模块VCM 、WTB/MVB
网关GWM 和记录存储模块ERM 构成，各个模块之间通过车辆 总线MVB 连接。实现车辆级过程控制、通信管理控制、显示控 制、故障诊断、列车级过程控制、列车总线管理、列车级数据
通信、数据记录、数据转储功能。
图2 网络控制CCU
网络控制系统CI0 : CI0在司机
室右侧司机台下方低压柜的布局（从
上到下依次为DIM 、DXM 和AXM 模块）。
司机室输入输出单元CI0由数字
量输入输出模块DXM 、数字量输入模
块DIM 、模拟量输入输出模块AXM 构
成，各个模块之间通过车辆总线MVB 连接。
图3网络控制CI0
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申耳测
at
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传送给CCU 的车辆控制模块VCM，完成各种控制功能；控制信
号输出：将网络控制信号转换成电气信号，控制如继电器等
设备。
图4网络控制MIO
机械间输入输出单元MIO 由数字量输入输出模块DXM
(E31-E36)，数字量输入模块DIMCE37)构成，各个模块之间通
过车辆总线MVB 连接。
输入信号采集：将车辆间电气信号转换成控制信号，经
由列车控制网络传送给CCU 的车辆控制模块VCM，完成各种
控制功能。
控制信号输出：将网络控制信号转换成电气信号，控制 如继电器等设备。
网络控制系统IDU :
列车信息显示：向车辆驾驶人员和维护人员提供车辆综 合信息，各设备的工作状态，故障信息的综合与处理等功能。
车辆调度系统流程参数设定：对轮径值、列车重量、站点、时间日期等参数
进行更改与设定。
HXD1C 电力机车网络控制系统逻辑控制关系如下图5所示。2 HXD1C 电力机车受电弓控制原理
2.1升弓控制
在每端的司机操纵台上有1个受电弓扳健开关，它有
“升弓”和“降弓” 2个自复位和1个锁定时'0”位。
每一台机车的升弓条件应在占用端司机室的IDU 上釆 用“状态总览”的方式显示[2]o
现将对升弓过程进行分析：
⑴升弓条件
在升起受电弓之前，以下条件必须完全满足[3]:
至少有一个车顶隔离开关在闭合位；
Panto/HVB 的自动开关=21-F114是闭合的；
充足的气压；
没有降弓命令；
机车模式选择开关在“正常”位;
没有HVB 闭合禁止；
TCU1/TCU2的自动开关至少有1个是闭合的；CCU 和TCU 的通讯正常；
没有检测到库内供电或辅机测试;
没有由以下原因引起的由BRAM 储存的升弓禁止：•-由TCU 检测到的升弓禁止
a. - HVB 分断故障；
b. -在HVB 闭合请求前己经检测到超过30A 的原边电流；
• HVB 分断故障；
有1个司机室是占用的或者机车是重联模式下的重联车；
HVB 是断开的；
部件自检已经完成；
电子签章技术受电弓切断阀在''打开cut in"位置；
被选中的受电弓没有升弓故障或者降弓故障；
没有蓄电池欠压信号。
司机按下“升弓'板键开关，CCU 将检测升弓条件是否满 足，通过控制电路使升弓电空阀得电。针对升弓条件，相应的 升弓控制电路分析如下。
(2)升弓电路
升弓气路控制：
受电弓切断阀=28-A01. U99(钥匙箱)可以隔离受电弓气 路，如果受电弓气路被隔离了，2台受电弓都不能升起。受电
弓切断阀的状态应由CCU 通过MI0进行检测。图6是受电弓
切断阀控制电路。
+151.09
=91-X151.13B w -
+151.09 2 5- =91-X151.13A A
oCCU
5嫌
+151.07 =24-A31
E31_13
DXM31
图6是受电弓切断阀控制电路
受电弓切断阀在''打开cut in ”位置，安全联锁手柄在
“on ”位，受电弓的气路打开。
受电弓的升弓模式：
申耳测说
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一台机车安装2台受电弓，靠近1端司机室的受电弓为
=ll-E07，靠近2端司机室的受电弓为=11-E08。司机可以通过
受电弓模式选择开关=21-S51来选择受电弓的升弓模式。
受电弓模式选择输入信号到MIO 的DXM31模块(E31_02、
E31_03)，通过MIO 经MVB 将升弓模式信号传输给CCU 。输入 信号[3]如表1所示：
表1受电弓模式选择输入信号
E31 02E31 03弓110自动00弓201双弓
1
1
图7是受电弓升弓模式选择控制电路。
司机升弓指令：
司机在司机操纵台上将受电弓扳键开关打在''升弓”位,
升弓指令输入信号至司机室输入输出单元CI0，通过CI0经
车辆控制总线MVB 将指令信号传输给CCU 。
受电弓升弓电空阀得电：
在占用端司机室，司机通过推动"升弓”扳健开关，如果
CCU 检测到所有升弓条件都满足，受电弓升弓电空阀得电，升
起受电弓。这个命令在一列车中重联的所有机车上都有效。
2. 2降弓控制
降弓操作可以通过推动“降弓”扳健开关=21-S11或者
=21-S21进行。同样当升弓条件不满足时(受电弓禁止)，受钢管在线
电弓也会降下。
降弓时，如果HVB 是闭合的，HVB 应首先断开，受电弓
延时0.6秒后降下固。
在重联运行时，本务机车的降弓命令应同样导致重联机
车降弓。
2.3受电弓监控
受电弓安装有滑板检测装置，受电弓升弓后通过受电弓 控制阀板上的压力开关反馈压力信号。
升弓故障：控制受电弓电空阀升弓后，没有检测到压力
存在的反馈信号(延时15秒)。这故障应由CCU 储存同时
CCU 封锁故障受电弓[3]o
降弓故障：有降弓请求后，仍然检测到了存在压力的反
馈信号(延时15秒)。这故障应由CCU 储存同时CCU 封锁
故障受电弓[3]o
3结束语
本文介绍了 HXD1C 型电力机车DTECS 网络控制平台为 基础的微机网络控制系统，并通过示意图展示了 HXD1C 型电ctp版材
力机车网络控制系统各控制单元之间的逻辑控制关系；针对
受电弓的升弓条件，重点分析了 HXD1C 电力机车升弓控制原
理，并讨论了 HXD1C 电力机车降弓控制，得出HXD1C 电力机车
受电弓控制过程是：在占用端司机室，司机通过推动"升弓”
或'降弓”扳健开关，网络控制系统CCU 检测受电弓升弓或降
弓条件是否满足，受电弓电空阀得电或失电，完成升弓或降
弓。通过受电弓控制阀板上的压力开关向CCU 反馈压力信号，
实现对受电弓的监控，并在微机显示屏IDU 上显示相应受电
弓的状态信息或故障信息。
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