HXN5B機車微機控制裝置用戶手冊

名稱HXN5B機車微機控制裝置用戶手冊

編號TE6218400000D290

版本A

中國南車HXN5B機車微機控制裝置用戶手冊

編制胡敬松

校核標準化

審核批準

版本號更改人更改日期更改說明變更編號

A胡敬松2014.12.31數字量正輸出板更改圖號。

TE6218400000D290株洲南車時代電氣股份有限公司

中國南車HXN5B機車微機控制裝置用戶手冊

售后服務簡介

售后服務中心成立于2009年（前身售后服務部成立于2001年）。目前，中心卜.設綜合管理部、質量

控制部、技術支持部、培訓管理部、服務業(yè)務部、檢修業(yè)務部6個部門，共有員工318名。中心按照株洲

本部、服務辦事處、服務站三級管理模式進行組建。設置8個服務辦事處和2個檢修基地，分別是：株洲、

北京、廣州、上海、資陽、沈陽、蘭州服務辦事處和青島、武漢檢修基地：時代電氣售后服務中心對公司

所有貼有綠蔭服務標識的產品執(zhí)行綠蔭品牌服務

售后服務的主要內容包括：現場服務及配件管理、技術支持、技術培訓和配件管理。

1）現場服務及配件管理。主要是產品運用現場的故障協(xié)查和處理，保證產品早期運用順利，性能穩(wěn)

定；在現場籌建了配件庫，存放相應基數的周轉備品，以便快速、及時地修復故障。在合同保證期內主要

是保證優(yōu)質、快速的配件維修：產品技術升級改造（硬件）：為產品的技術升級、改善性能、持久創(chuàng)造價

值提供保證；產品中修、大修的技術狀態(tài)檢測和產品翻新。

2）技術支持。為適應不同用戶的需求，給用戶確定專門的技術參數，如防空轉參數等，為用戶自行

改進產品和改良性能提供咨詢建議；協(xié)議方案設計和實驗工作，在硬件許可的條件下為用戶升級新版本應

用軟件，以提升產品的附加值；為用戶按產品可靠性標準合理確定儲備配件的數量和種類，提供建議和咨

詢：為用戶建立產品的維修體系、完善管理制度和提升維修人員技能，以協(xié)議提供培訓和咨詢。

3）技術培訓。在合同保證期內，主要是按合同要求組織各類用戶培訓。根據產品的使用進程實施三

級培訓即前期普及培訓、中期強化培訓、后期.重點培訓。

綠蔭服務簡介

?綠蔭服務是株洲南車時代電氣股份有限公司（以下簡稱時代電氣）為“時代”產品客戶建立的全面客戶

服務保障體系。

?綠蔭服務宗旨：“快速、有效、滿意二

?使命：用最短的時間、采取最有效的方式為客戶提供體貼、周到的服務。

綠蔭服務

?故障協(xié)查和處理：產品運用現場的故障協(xié)行和處理，確保產品運用順利，性能穩(wěn)定。

?周轉配件提供：提供相應基數的周轉備品，確?？焖?、及時地修復故障。

?質量信息通報：將產品運用中有關的質量信息每月匯總分析后向客戶通報。

?快速服務響應：對任何客戶的緊急服務需求，均做到24h內服務人員到位協(xié)助工作。

?全天候服務：對重要客戶提供全天候服務。

?定期質量回訪：根據產品運用情況每月一次的質量回訪。

?緊急技術支援：對任何客戶的緊急服務需求，均在接到正式通知后24h內趕到現場。

?察急協(xié)議配件支援：對客戶急需的短缺配件.提供最快救急保障.

?提供長期技術支持：產品參數定制；產品改進咨詢；軟件技術升級：檢修方案設計；配件儲備計劃建

議；維修能力建設。

聯(lián)系方式：

株洲南車時代電氣股份有限公司售后服務中心

地址：湖南省株洲市石峰區(qū)時代路

全國統(tǒng)一服務熱線：800-8788963；400-8899927

傳真2

郵編：412000

Email：shfw@

用戶可以在以下網址查到產品的相關信息：

株洲南車時代電氣股份有限公司網站

http:〃www.timeselectric.cn/

售后服務中心網站

http://lureen.teg.cn/

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注意事項

在安裝和使用產品前，請您仔細閱讀用戶手冊。

使用者應嚴格遵守本用戶手冊規(guī)定的注意事項，任何未經制造商認可的使用和維護均被看作是不合要

求的做法，制造商將不承擔任何由此引起的任何損失賠償，亦不承擔任何相關責任。

使用和維護本用戶手冊介紹的產品時，操作人員必須遵循本手冊的要求，必須遵循產品相關制度條文,

包括遵從制造商規(guī)定的操作、維護和修理指南，并完全理解其中說明。當地機構頒布的制度應具有更高的

優(yōu)先等級。在操控時，任何故障或問即均需根據相關規(guī)定要求報告給相關檢修維護人員和部門。

只有經過審定、受過培訓的人員方可對本手冊介紹的產品進行維護、保養(yǎng)操作，對于與安全相關的信

息必須給予絕對優(yōu)先的重視。開始作業(yè)、或靠近電氣部件之前，必須將這些部件固定，并采取必要的防護

措施，以防止任何的意外接觸和/或啟動。

本用戶手冊僅限于所介紹產品的操作和使用維護，我公司已校核本用戶手冊內容，保證其內容與所描

述的硬件和軟件盡量相符；本資料如有更改，恕不另行通知，必要的修正將包含在后續(xù)的修訂版中。歡迎

讀者提出任何建議或意見，我們將不勝感謝！

請妥善保管好所有文件，如果您需要其他語言的用戶手冊，或在閱讀木手冊時有任何疑問，請根據本

手期提供的地址與我們聯(lián)系。

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使用指南

1用戶手冊的使用

本用戶手冊可供HXN5B機車司機及檢修人員使用。它包括了所有能讓您安全的使用和檢修HXN5B機車微

機控制裝置的相關說明，以及確保微機控制裝置保持在良好的操作狀態(tài)所需的相關信息。本手冊不包括當

地標準、特殊要求或規(guī)定。

2警告標志及其含義

本0文檔使用的安全標志含義如下。

禁止！

本文中“禁止”標志是指，禁止進行操作，如果不遵守相關信息將導致死亡

△或嚴重的人身傷害！

危險！

本文中“危險”標志是指，應嚴格按要求法行操作，如果不遵守相關信息將

△導致死亡或嚴重的人身傷害！

警告！

本文中“警告”標志是指，應嚴格按要求進行操作，如果不遵守相關信息將

△可能導致死亡或嚴重的人身傷害！

注意！

本文中“注意”標志是指，應嚴格按要求進行操作，如果不遵守相關信息將可

△能導致輕微的人身傷害！

重要！

本文中的“重要”標志是指，應嚴格按要求進行操作，如果不遵守相關信息

△將可能導致設備損壞！

ESD防護!

表示設備對靜電非常敏感，不得用手直接接觸標有此符號的設備；如需進行

操作，應遵從防靜電規(guī)定。

經過認證的人員

本文檔以及我公司其他資料、產品/設備上標注的“經過認證的人員”是指：

對本產品/設備進行操作的人員必須熟悉產品/設備的安裝、調試、投入運行的步

驟和要求以及可能出現的各種緊急情況。

他（她）們還必須具備下列條件：

?受過專門培訓并考試合格，能夠按照常規(guī)和本文檔規(guī)定的安全要求和操作

步驟對產品/設備及相關保護設備進行使用和維護，包括但不限于JL電、

斷電、清掃、接地和線路連接等各種操作。

?受過急救方面的培訓。

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術語和縮略語說明

本用戶手冊所使用的術語和縮略語見下表。

術語和縮略語表

序號術語/縮略語描述

1VCUVehicleControlUnit機車級微機控制系統(tǒng)

2LCS32LocomotiveControlSystem32位微機控制裝置

3MVBMultifunctionVehicleBus多功能車輛總線

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目次

I產品說明..................................................................................1

1.1使用條件.............................................................................1

1.2配置及結構說明......................................................................1

1.3功能說明.............................................................................5

1.3.1開關電源插件(TE112-003000).....................................................................................................6

1.3.2數字量輸出插件(TE078-530000)......................................................................................................6

1.3.3數字量輸入插件(TE078-570000)..................................................................................................7

1.3.4數字量正輸出插件(TE073-610000)..............................................................................................8

1.3.5專用模擬采集板(TE6218190000)..................................................................................................9

1.3.6模擬量處理插件(TE078-550000)......................................................................................................9

1.3.7頻率量串口插件(TE078-520000)..................................................................................................10

1.3.8柴油機控制插件(TE6036380000)..............................................................................................11

1.3.9CPU插件(TE078-510000).................................................................................................................11

1.3.10MVB插件(TE336-520000)........................................................................................................11

1.3.11微機箱EMD背板組裝(ZS456B300000)..................................................................................11

1.3.12微機插件箱(TE397-010300)....................................................................................................11

1.3.13LCS32微機箱24V.冷卻風扇盒(ZS106-40B-30)......................................................................11

1.4工作原理...........................................................................11

1.5技術參數...........................................................................12

1.6接口說明...........................................................................13

1.6.1人機接口.......................................................................13

1.6.2機械接口........................................................................14

23

25

5

&1運2

&2貯25

^和7

安

始化2

1開

9檢查27

28

9.

2操作指南................................................................................28

2.1操作注意事項.......................................................................28

2.2檢查性操作.........................................................................29

2.3正常運行操作.......................................................................29

2.4故障工況操作.......................................................................29

3維護指南................................................................................29

3.1計劃性維護..........................................................................29

3.1.1維修計劃.......................................................................30

3.1.2維護工作.......................................................................30

3.1.3修正工作.......................................................................31

3.1.4參數和限度表...................................................................31

3.1.5計劃性維護對應的試臉..........................................................31

3.1.6易損易耗件清單及更換周期......................................................31

3.2故障維修...........................................................................31

3.3專用工具及設備.....................................................................32

3.4廢棄物處理方案.....................................................................32

3.5關鍵零部件信息.....................................................................32

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附錄A螺栓緊固力矩表................................................................34

附錄B螺栓緊固防松要求..............................................................35

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1產品說明

1.1使用條件

表1

項目要求規(guī)格分析

環(huán)境溫度一25'C?+60'C（林蔭下）常規(guī)要求（TB/T1333.1-2002規(guī)定）

最大相對濕度100%（該月月平均最低

運行環(huán)境相對濕度常規(guī)要求（TBE333.1-2002規(guī)定）

溫度不低于25C）

海拔W1500m常規(guī)要求（TB/T1333.1-2002規(guī)定）

應能承受TB.T3058—2002中I類A級常規(guī)要求（TB,，T3058—2002中1類A

振動與沖擊

部件規(guī)定的振動與沖擊。級部件規(guī)定的振動與沖擊）

常規(guī)要求，安裝在具有防風、沙、南、

應能承受風、雨、雪、黏霧、煤塵和偶雪的車廂或電氣柜內，具備IP54的防護

污染

布一沙塵暴的氣候影響等級。（IEC60529-1989外殼防護等級

（IP代碼））

使用壽命產品設計壽命（預期使用壽命）28年常規(guī)要求設評壽命28年

1.2配置及結構說明

如圖I所示，VCU系統(tǒng)由過渡面板及線束、微機箱、24V風扇盒組成。24V風扇盒給微機箱散熱.

直接組裝在?起。微機箱通過過渡面板及線束與外部對接。

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一

5O

圖1VCU組裝示意圖

微機箱采用目前內燃機車上通用的插箱結構，插箱為母板總線結構，插箱內有20個標準插槽，所有

插件均通過連接器經母板總線互連，包括繞接線。裝置內置微機控制及通信控制系統(tǒng)，微機控制系統(tǒng)以高

性能的MCF5235微處理器為核心，抗充有74V數字輸入、模擬量處理、頻率及串口通信、數字輸出及斬

波控制、柴油機調速等外國插件。

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風扇保險

圖2微機箱正面圖

圖3微機箱側面圖

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圖4微機箱正面圖

圖5微機箱內部圖

本系統(tǒng)中共約使用10種14塊插件，其插件位置及插件名見表2：

表2

序號名稱(圖號)槽位數量備注

開關電源插件

11、2、31

(TE112-000000

數字量輸出插件

25、72

(TE078-56000C)

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數字量正輸出掛件

39、102

(TE078-610000)

數字量輸入插件

411、12、133

(TE078-57000C)

5專用模擬采集板141

(TE6218490000)

6模擬量處理插件15、162

(TE078-55000G)

7頻率量串口插件171

(TE078-520000)

8柴油機控制插件181

(TE6036380000)

CPU插件

9191

(TE078-510000)

MVB插件

10201

(TE336-520000)

共計1614

插箱內插件間都通過背板總線互連，VCU微機原理框圖如圖6所示。插箱對外接口為安裝在背板上

的CNA--CND四個安普AMP21158(M\\62芯對外插座和CNE、CNF兩個DB9連接插座，對外插座與插

件間連線采用繞接方式。

1.3功能說明

機車級微機VCU負賁機車級控制，主要功能包括協(xié)調機車各部件的運行、實施機車部分邏輯控制、

實現柴油機調速控制、實施主發(fā)電輸出電壓特性控制、調節(jié)宜流輔助發(fā)電機輸出電壓、實現機車的牽引特

性給定及柴油機恒功率控制及重聯(lián)控制等。

VCU完成的主要功能：

1)參與交直交變換控制

2)參與柴油機起動控制

3)參與蓄電池庫內移車控制

4)柴油機調速

5)系統(tǒng)故障柴油機停機控制

6)參與主發(fā)電機輸出電壓調節(jié)(中間直流電壓控制)

7)牽引/制動邏輯控制

8)牽引/制動特性控制

9)自負荷控制

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10）機車軸重轉移補償計算

11）機車重聯(lián)控制

12）通信功能

13）故障診斷與記錄

14）故障切換管理

15）無人警惕功能

16）風笛控制

17）機車撒砂控制

18）空電聯(lián)鎖控制

19）空氣制動系統(tǒng)狀態(tài)檢測

20）燃油箱狀態(tài)檢測

21）柴油機保護

22）主發(fā)電機勵磁過流保護

23）通信故障保護

24）直流輔發(fā)過壓保護

25）74V'蓄電池欠壓保護

26）列車管壓力低保護

27）緊急制動保護

28）非法換向保護

29）機車超速保護

30）接觸器/維電器驅動故障檢測

1.3.1開關電源插件（TE112-000000）

電源插件主要提供工作電源。輸入電壓為+40V?+85VDC,電源插件產生微機系統(tǒng)和外圍傳感器工作

所需的5V和±15V電源。

輸入：DC74V（+40V-+85VDC）

輸出：5V（5A）±5%：+15V（2.5A）±10%；-15V（2.5A）±10%

紋波W5%

過流保護值5V2（6A）：+15V2（3A）；-I5V>（3A）

過壓保護值25.5V；+I6.5V；-16.5V;

1.3.2數字量輸出插件（TE078-560000）

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該插件有12個低側驅動器(輸出吸入電流)用以在負端接通有關接觸器和繼電器的線圈電路，12

路數字輸出：驅動電流WIA,開關頻率W100Hz;

另有1路PWM輸出，PWM勵祕斬波輸出:驅動電流W6A,開關頻率W300HZ：、微機裝置共用到20

路數字輸出通道，需用兩塊數字輸出板完成采集功能。見表3。

表3

序號定義備注序號定義備注

1前轉向架前進撒砂閥驅動11啟動警鈴驅動

2后轉向架前進撒砂閥驅動12冗余啟動警鈴驅動

前轉向架后進撤砂閥驅動排污閥驅動

313

4后轉向架后進撒砂閥驅動14輔助發(fā)電機鼓勵磁繼電器驅動

5散熱器百葉窗電磁閥驅動15CTS)6#逆變器繼電器驅動

6水流選擇閥驅動16CTS)5#逆變器繼電器驅動

7滑油泵接觸器驅動17低端驅動1

8燃油泵繼電器啟動驅動18低端驅動2

9警鈴繼電器驅動19低端驅動3

10柴油機起機設置繼電器驅動20低端驅動1

1.3.3數字量輸入插件(TE078-570000)

該插件有32個數字量輸入通道。這些輸入通道符74V信號轉換為5V的邏輯信號，可以由帶有FE

總線的微機監(jiān)控。各輸入通道與FE總線之間的接口電路有光電隔離。微機裝置共用到75路數字輸入通

道，需用三塊數字輸入板完成采集功能，見表4。

表4

序號定義備注序，；定義備注

1排塵風機斷路器信號39蓄電池移車請求信號

反饋信號

2木地控制電路斷路器信號40(CTSA5#

重聯(lián)警鈴信號中立位反饋信號

341(CTS)-

反憒信號

4重聯(lián)停機開關信號42(CTS)-6#

5重聯(lián)-柴油機工作信號43主-操縱臺選庠開關信號

6重聯(lián)空壓機同步信號44副-操縱臺選擇開關信號

7重聯(lián)線空轉/滑行信號45牽引工況信號

8重聯(lián)撤砂信號46電阻制動設置信號

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9停車制動狀態(tài)信號47電阻制動啟動信號

10備用空氣制動信號48后退信號

功率控制繼電器信號前進佶號

1149

12啟動警鈴驅動反饋信號50換向手柄非中立位信號

13冗余啟動警俊驅動反饋信號51主操縱分換向手柄非中立位

14輔助室右側門互鎖信號52副操縱臺換向手柄非中立位

15輔助室左側門互鎖信號53TH-D

16警惕信號54TH-C

17喇叭按鈕信號55TH-B

1E行車安全設備斷路器信號56TH-A

12空氣制動機短路器信號57發(fā)電機勵破信號

2C增壓器控制斷路器信號58主操縱臺發(fā)電機勵磁信號

21燃油監(jiān)控儀斷路器信號59副操縱臺發(fā)電機勵磁信號

22滑油泉短路器信號60柴油機水位開關

22燃油泵短路器狀態(tài)信號61輔助變流器1狀態(tài)信號

24燃油泵繼電器狀態(tài)（停機）62輔助變流器2狀態(tài)信號

2￡頭燈開關（前）信號63輔助變流器3狀態(tài)信號

26頭燈開關（后）信號64空壓機變流器1狀態(tài)信號

27輔照燈開關（前）信號65空壓機變流㈱I狀態(tài)信號

2￡輔照燈開關（后）信號66備用數字輸入1

29診斷存取開關信號67備用數字輸入2

3C手動撤砂信號68備用數字輸入3

31緊急撤砂信號69備用數字輸入4

32柴油機啟動信號70備用數字輸入5

32柴油機啟動允許信號71備用數字輸入6

34自動啟/停機終止信號72備用數字輸入7

3￡柴油機控制-移車信號73備用數字輸入8

36柴油機控制-運行信號74備用數字輸入9

37柴油機控制-隔高信號75備用數字輸入10

38柴油機控制-啟動信號

1.3.4數字量正輸出插件（TE078-610000）

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該插件的MOS管驅動電流達到IA,6路輸出。定義見表5?

表5

序號定義備注序號定義備注

1空壓機1啟動驅動（正端）6重聯(lián)空壓機同步驅動（正端）

2空壓機2啟動驅動（正端）7空氣干燥器邨動（正端）

3重聯(lián)警鈴驅動（正端）8發(fā)電機勵磁驅動（正端）

4重聯(lián)線空轉/滑行驅動（正端）9正輸出驅動1

5的聯(lián)線撒砂驅動（正端）10正輸出驅動2

1.3.5專用模擬采集板（TE621B490000）

該插件主要完成三路三相輔發(fā)電機電流、三路接地故障檢測信號的采集，以及蓄電池電流信號、及柴

油機負載反饋信號的信號采集。信號采集定義見表6。

表6

序號定義備注序號定義備注

輔助交流發(fā)電機相電流輔助發(fā)電機繞組接地檢測

1A6

輔助交流發(fā)電機相電流

2B7輔助發(fā)電機勵磁繞組接地檢測

贏池充電電路（正端）接地檢測

3輔助交流發(fā)電機C相電流8

4蓄電池充放電電流信號9

5柴油機負載反饋信號

1.3.6模擬量處理插件（TE078-550000）

該插件實現34路模擬量采集。34路輸入模擬通道包括7路溫度輸入，21路士10V低壓通道輸入和6

路高壓通道輸入。微機裝置共用兩塊模擬輸入板完成采集功能。信號定義見表7。

表7

序號定義備注序號定義備注

1主風缸空氣壓力信號輸入壓力25穩(wěn)樂箱溫度傳感器輸入溫度

主風缸空氣壓力信號（冗余）輸

2壓力26溫度

入增壓器進氣溫度傳感器輸入

3機油進口壓力信號輸入壓力27高溫水進口溫度傳感器輸入溫度

4機油進口壓力（冗余）信號輸入壓力28高溫水出口溫度傳感器輸入溫度

5機油泵出n壓力信號輸入壓力29機油進口溫度傳感罌輸入溫度

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機油濾清器進口壓力信號輸入

6壓力30機油出口溫度傳感器輸入溫度

7燃油泵出口壓力信號輸入壓力31中冷水出口溫度傳感器輸入溫度

燃油末端壓力信號輸入

8壓力32熱交換罌出口水溫傳感器輸入溫度

高溫水泵出口壓力信號輸入

9壓力33中冷水進口溫度傳感器輸入溫度

10低溫水泵出口壓力信號輸入壓力34環(huán)境溫度傳感器輸入溫度

穩(wěn)壓箱壓力信號輸入蓄電池溫度傳感器信號輸入

11壓力35溫度

大氣壓力信號輸入

12壓力36備用溫度1輸入溫度

13曲軸箱壓力信號輸入壓力37輔助交流發(fā)電機A相電流新板轉

空氣謔清器壓差信號輸入

14壓力38輔助交流發(fā)電機B相電流新板轉

1E備用壓力1信號輸入壓力39輔助交流發(fā)電機C相電流新板轉

16備用壓力2信號輸入壓力40輔助發(fā)電機繞組接地檢測新板轉

17電池池&微機斷路器電壓（高壓）高壓41輔助發(fā)電機勵磁繞組接地檢測新板轉

增壓器控制器狀態(tài)（24V）

高壓42蓄電池充電電路（正端）接地檢測新板轉

19制動電位器高端（.重聯(lián)正）輸入高壓43蓄電池充放電電流信新板轉

20制動電位器滑動端信號輸入高壓44柴油機負載反饋信號新板轉

21備用高壓1高壓45

22左側渦輪前端溫度（電壓）溫/壓

22右側渦輪前端溫度（電壓）溫/壓

24熱電偶溫度補償（電壓）溫/壓

1.3.7頻率量串口插件（TE078-520000）

該插件有16路頻率量信號輸入采集，2路可選擇的RS232/RS422/RS485串行通訊接口。

采集頻率范圍為：1Hz?lOKHz。

該插件用到6路頻率信號采集，串口通訊選