HXD1C機車網絡通訊故障處理方法淺析

鄧有杰

摘 ?要：HXD1C型電力機車是額定功率為7200KW、6軸交流傳動貨運干線電力機車，其車載網絡控制系統采用符合IEC61375，模塊化設計的DTECS網絡控制平臺為基礎的微機網絡控制系統，能夠自動完成機車通信管理、功能控制、故障診斷、信息顯示和事件記錄等功能。隨著機車運用里程的增加，在機車二年檢檢修過程中，網絡通訊系統故障率也逐步增高。機車若出現網絡通訊故障，輕者部分試驗無法進行，嚴重時系統無法自檢，大部分試驗將無法進行。本文通過對HXD1C型電力機車車載網絡通訊系統原理概述，針對網絡通訊系統中出現的故障、從故障分類及表現形式進行分析，并闡述出現此類故障的處理方法及過程，希望能給讀者提供借鑒和幫助。

關鍵詞：HXD1C型電力機車;二年檢;網絡通訊;

1、 緒論

HXD1C型電力機車網絡通訊控制系統DTECS，是采用模塊化設計的微機控制系統，能夠自動完成機車通信管理、功能控制、故障診斷、信息顯示和事件記錄等功能。然而，HXD1C機車在二年檢過程中，頻繁出現網絡通訊中斷，系統無法正常自檢，造成大部分試驗無法進行，且無清晰故障查找思路、步驟，造成耗費大量查找時間，嚴重影響試驗周期及生產進度。

2、HXD1C型電力機車車載網絡通訊系統

網絡控制系統DTECS是專為軌道車輛的控制和通信而設計的一套車載計算機系統，主要完成軌道車輛的通信管理、功能控制、故障診斷、信息顯示和事件記錄等功能。HXD1C型電力機車網絡系統圖如圖一所示。

2.1、網絡控制模塊VCM

位于機械間的微機柜內VCM1、VCM2做為整個網絡通訊系統的“大腦”，完成網絡的邏輯控制和網絡協議的轉換功能，具體過程控制、通訊管理、自動冗余等功能。

在通訊管理方面，VCM具有管理其他諸如TCU、ACU、DXM、AXM等網絡通訊設備的功能。通過網絡MVB總線主動與其他網絡設備進行通訊、尋址，并把通訊、尋址情況通過IDU微機顯示屏直觀顯現出來。例如，VCM沒有尋址到相關設備，該設備將在微機顯示屏上顯示紅色，說明VCM沒有與該設備實現正常通訊。

在故障情況下，VCM主權控制可自動切換，切換時機車將保護性分主斷，但自動切換過程時間不能超過約20秒，切換完成后不能損失功能和動力，雙路故障時，具備緊急控制功能，維持運行。

2.2、ESD終端電阻模塊

高頻信號傳輸時，信號波長相對傳輸線較短，信號在傳輸線終端會形成反射波，干擾原信號，所以需要在傳輸線末端加終端電阻模塊，使信號到達傳輸線末端后不反射。

HXD1C型電力機車MVB總線兩端即IDU1、IDU2兩端分別安裝一個ESD終端電阻模塊，一個為D型公頭連接器形式，一個為D型母頭連接器形式，HXD1C型電力機車ESD終端電阻模塊如

為方便車輛間布線，HXD1C型電力機車DTECS網絡通訊系統采用總線型網絡拓撲結構，因此假如中間任一段MVB通訊線中斷，整各網絡通訊系統將中斷并陷入癱瘓狀態，微機屏上網絡拓撲圖界面上網絡A、B通訊通道及包含VCM1、VCM2所有網絡通訊設備都將由綠色變成灰色，機車兩端司機室IDU1、IDU2微機顯示屏將顯示機車CCU網絡通訊中斷。機車各部件溫度、壓力及各繼電器、自動開關狀態無法通過IDU1、IDU2微機屏顯示，嚴重情況下，機車將無法完成自檢功能，無法實現系統控制功能，進而大部分試驗將無法正常進行。

3、 HXD1C機車網絡通訊故障形式

隨著HXD1C型電力機車二年檢機車數量的大幅度提高，HXD1C機車網絡通訊故障逐漸增多，隨即給試驗人員增加了工作量，從現場故障情況來看，可以將網絡通訊故障的故障分類和表現形式概述如下：

3.1網絡通訊故障分類

3.1.1網絡通訊設備硬件設備故障，該電路的電子元器件發生質地性故障使其無信號輸出。

3.1.2網絡通訊設備軟件系統程序版本不正確，系統設置不正確，或是沒有刷程序。

3.1.3網絡通訊MVB線斷路或是插頭插座插針倒針搭接到金屬外殼導致接地等。

3.1.4通信輔助電路發生非程序性信號誤介入，即電子元件柜屏蔽不良引起的電磁性干擾等。

3.2網絡通訊故障表現形式

3.2.1在機車微機顯示屏網絡拓撲界面上，有一個或多個網絡通訊設備顯示紅色，但網絡通訊線A、B通道顯示正常。

3.2.2在機車微機顯示屏網絡拓撲界面上，有一個或多個網絡通訊設備顯示紅色，但網絡通訊線A、B通道顯示正常。或是出現A、B通道交替顯紅，同時IDU1和IDU2顯紅。

3.2.3在機車微機顯示屏網絡拓撲界面上，或是整個網絡中斷，或是A、B通道其中一個通訊通道顯紅。

如圖四所示，即為在現場出現的因為I、II端司機室IDU1、IDU2微機顯示屏操作均設置為I端造成的網絡通訊故障的表現形式。可以看出由于IDU1、IDU2均設置為I端，造成VCM檢測兩個相同的IDU通訊設備，找不到IDU2，因此通過網絡通訊A、B通道交替尋址IU2，然后直接報出IDU1、IDU2通訊設備故障顯紅。

對于第一類、第二類故障來說，故障處理方法比較簡單，通過觀察、設置等方法可以很快確定故障點，并得到解決。除上述兩類故障外，實際檢修過程中，除了通訊插頭虛接、模塊故障外，就是通訊線出現斷路等情況，造成整車網路中斷或是其中一通道故障，另一通道通訊良好，典型故障原因為通訊插頭內部插針出現倒針接地或是與其他針搭接在一起。因網絡通訊設備及插頭眾多，不易確定哪段線路或是插頭故障，故障查找繁瑣且給人無從下手的感覺，因此第三類網絡通訊故障是網絡通訊故障的重點和難點。

4、 HXD1C型電力機車網絡通訊故障處理方法

由上述所介紹的網絡通訊故障形式來看，網絡系統故障形式多種多樣，故障原因亦多種多樣，如MVB線接地、虛接，通信設備硬件軟件故障等造成的故障現象不盡相同。因此，針對不同的故障現象，很難找出準確對應的處理方案，這就要求我們總結一套針對HXD1C型電力機車網絡通訊故障的通用處理步驟，從易到難，利用逐步排除方法進行故障查找。

4.1、一般HXD1C通訊故障處理方法及步驟

4.1.1、首先查看I、II端司機室IDU1、IDU2微機顯示屏操作端設置是否正確，檢查方法為輸入密碼111111，進入維護界面，接著進入操作端設置界面，確保操作端設置與實際司機室相對應。

4.1.2、確保所有通訊設備模塊上電，電源指示燈顯示正常，各網絡通訊設備上各指示燈顯示正常。

4.1.3、進入維護界面，在版本信息界面里檢查通訊設備模塊版本信息，確保所有通訊設備模塊已刷程序，且版本號正確。

4.1.4、檢查所有網絡通訊設備模塊的通訊插頭是否存在虛接、緊固螺栓未緊固到位情況，確保所有通訊插頭緊固到位。

4.2、第三類網絡通訊故障處理方法及步驟

以上故障查詢步驟為常規且易操作步驟，按照上述方法檢查過后，一般故障可以消除;倘若檢查后，機車網絡通訊線路仍出現A、B通道其中一通道顯示紅色故障狀態時，則可能為MVB通訊線出現問題。我們可以采用分段排除法，逐步縮小范圍，最終查出故障點。

分段排除法即將疑似故障回路甩開，然后在回路終端插接ESD終端電阻模塊，使通訊回路構成，然后查看通訊A、B通道是否正常，不正常將逐步甩開疑似故障回路逐步縮小故障可能范圍，注意VCM1、VCM2作為主控網絡尋址設備，不能同時甩開，甩開后，整個網絡將中斷癱瘓。

首先確認故障范圍在整個網絡系統的哪一段，為此我們可以將整個網絡分為三段，第一段為I端IDU1至低壓柜內輸入輸出模塊DXM31;第二段為輸入輸出模塊DXM31至低壓柜網關模塊GWM，第三段為輔助變流器控制模塊ACU2至II端IDU2。

第一步，將ESD終端電阻模塊插接在DXM31模塊上-X01插座上，啟動網絡系統后，若故障消失，說明I端IDU1至DXM31之間網絡存在問題，然后采用二分之一切割法逐步縮小范圍;若故障仍存在，說明I端IDU1至DXM31之間網絡線路沒有問題。

第二步，將ESD終端電阻模塊插接在GWM網關模塊-X05插座上，啟動網絡系統后，若故障消失，說明II端IDU2至GWM網關模塊之間網絡存在問題，然后采用二分之一切割法逐步縮小范圍;若故障仍存在，說明II端IDU2至GWM網關模塊之間網絡線路沒有問題。

第三步，若上述兩段網絡線路不存在故障，則說明剩下的DXM至GWM之間網絡線路存在故障，然后采用上述故障查找方法逐步查到故障點。

5、結束語

HXD1C機車在檢修過程中頻繁出現的網絡通訊故障，均有其不可視性，機車操縱臺微機屏顯的故障提示僅能泛泛所指，通過上述通信故障處理方法，可以快速利用逐步排除方法進行故障查找，進而進行排除。希望本文在檢修HXD1C型機車網絡通信控制中能提供借鑒和幫助，有所啟迪。

參考文獻

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