HXD1C机车网络通讯故障处理方法浅析

邓有杰

摘  要：HXD1C型电力机车是额定功率为7200KW、6轴交流传动货运干线电力机车，其车载网络控制系统采用符合IEC61375，模块化设计的DTECS网络控制平台为基础的微机网络控制系统，能够自動完成机车通信管理、功能控制、故障诊断、信息显示和事件记录等功能。随着机车运用里程的增加，在机车二年检检修过程中，网络通讯系统故障率也逐步增高。机车若出现网络通讯故障，轻者部分试验无法进行，严重时系统无法自检，大部分试验将无法进行。本文通过对HXD1C型电力机车车载网络通讯系统原理概述，针对网络通讯系统中出现的故障、从故障分类及表现形式进行分析，并阐述出现此类故障的处理方法及过程，希望能给读者提供借鉴和帮助。

关键词：HXD1C型电力机车;二年检;网络通讯;

1、 绪论

HXD1C型电力机车网络通讯控制系统DTECS，是采用模块化设计的微机控制系统，能够自动完成机车通信管理、功能控制、故障诊断、信息显示和事件记录等功能。然而，HXD1C机车在二年检过程中，频繁出现网络通讯中断，系统无法正常自检，造成大部分试验无法进行，且无清晰故障查找思路、步骤，造成耗费大量查找时间，严重影响试验周期及生产进度。

2、HXD1C型电力机车车载网络通讯系统

网络控制系统DTECS是专为轨道车辆的控制和通信而设计的一套车载计算机系统，主要完成轨道车辆的通信管理、功能控制、故障诊断、信息显示和事件记录等功能。HXD1C型电力机车网络系统图如图一所示。

2.1、网络控制模块VCM

位于机械间的微机柜内VCM1、VCM2做为整个网络通讯系统的“大脑”，完成网络的逻辑控制和网络协议的转换功能，具体过程控制、通讯管理、自动冗余等功能。

在通讯管理方面，VCM具有管理其他诸如TCU、ACU、DXM、AXM等网络通讯设备的功能。通过网络MVB总线主动与其他网络设备进行通讯、寻址，并把通讯、寻址情况通过IDU微机显示屏直观显现出来。例如，VCM没有寻址到相关设备，该设备将在微机显示屏上显示红色，说明VCM没有与该设备实现正常通讯。

在故障情况下，VCM主权控制可自动切换，切换时机车将保护性分主断，但自动切换过程时间不能超过约20秒，切换完成后不能损失功能和动力，双路故障时，具备紧急控制功能，维持运行。

2.2、ESD终端电阻模块

高频信号传输时，信号波长相对传输线较短，信号在传输线终端会形成反射波，干扰原信号，所以需要在传输线末端加终端电阻模块，使信号到达传输线末端后不反射。

HXD1C型电力机车MVB总线两端即IDU1、IDU2两端分别安装一个ESD终端电阻模块，一个为D型公头连接器形式，一个为D型母头连接器形式，HXD1C型电力机车ESD终端电阻模块如

为方便车辆间布线，HXD1C型电力机车DTECS网络通讯系统采用总线型网络拓扑结构，因此假如中间任一段MVB通讯线中断，整各网络通讯系统将中断并陷入瘫痪状态，微机屏上网络拓扑图界面上网络A、B通讯通道及包含VCM1、VCM2所有网络通讯设备都将由绿色变成灰色，机车两端司机室IDU1、IDU2微机显示屏将显示机车CCU网络通讯中断。机车各部件温度、压力及各继电器、自动开关状态无法通过IDU1、IDU2微机屏显示，严重情况下，机车将无法完成自检功能，无法实现系统控制功能，进而大部分试验将无法正常进行。

3、 HXD1C机车网络通讯故障形式

随着HXD1C型电力机车二年检机车数量的大幅度提高，HXD1C机车网络通讯故障逐渐增多，随即给试验人员增加了工作量，从现场故障情况来看，可以将网络通讯故障的故障分类和表现形式概述如下：

3.1网络通讯故障分类

3.1.1网络通讯设备硬件设备故障，该电路的电子元器件发生质地性故障使其无信号输出。

3.1.2网络通讯设备软件系统程序版本不正确，系统设置不正确，或是没有刷程序。

3.1.3网络通讯MVB线断路或是插头插座插针倒针搭接到金属外壳导致接地等。

3.1.4通信辅助电路发生非程序性信号误介入，即电子元件柜屏蔽不良引起的电磁性干扰等。

3.2网络通讯故障表现形式

3.2.1在机车微机显示屏网络拓扑界面上，有一个或多个网络通讯设备显示红色，但网络通讯线A、B通道显示正常。

3.2.2在机车微机显示屏网络拓扑界面上，有一个或多个网络通讯设备显示红色，但网络通讯线A、B通道显示正常。或是出现A、B通道交替显红，同时IDU1和IDU2显红。

3.2.3在机车微机显示屏网络拓扑界面上，或是整个网络中断，或是A、B通道其中一个通讯通道显红。

如图四所示，即为在现场出现的因为I、II端司机室IDU1、IDU2微机显示屏操作均设置为I端造成的网络通讯故障的表现形式。可以看出由于IDU1、IDU2均设置为I端，造成VCM检测两个相同的IDU通讯设备，找不到IDU2，因此通过网络通讯A、B通道交替寻址IU2，然后直接报出IDU1、IDU2通讯设备故障显红。

对于第一类、第二类故障来说，故障处理方法比较简单，通过观察、设置等方法可以很快确定故障点，并得到解决。除上述两类故障外，实际检修过程中，除了通讯插头虚接、模块故障外，就是通讯线出现断路等情况，造成整车网路中断或是其中一通道故障，另一通道通讯良好，典型故障原因为通讯插头内部插针出现倒针接地或是与其他针搭接在一起。因网络通讯设备及插头众多，不易确定哪段线路或是插头故障，故障查找繁琐且给人无从下手的感觉，因此第三类网络通讯故障是网络通讯故障的重点和难点。

4、 HXD1C型电力机车网络通讯故障处理方法

由上述所介绍的网络通讯故障形式来看，网络系统故障形式多种多样，故障原因亦多种多样，如MVB线接地、虚接，通信设备硬件软件故障等造成的故障现象不尽相同。因此，针对不同的故障现象，很难找出准确对应的处理方案，这就要求我们总结一套针对HXD1C型电力机车网络通讯故障的通用处理步骤，从易到难，利用逐步排除方法进行故障查找。

4.1、一般HXD1C通讯故障处理方法及步骤

4.1.1、首先查看I、II端司机室IDU1、IDU2微机显示屏操作端设置是否正确，检查方法为输入密码111111，进入维护界面，接着进入操作端设置界面，确保操作端设置与实际司机室相对应。

4.1.2、确保所有通讯设备模块上电，电源指示灯显示正常，各网络通讯设备上各指示灯显示正常。

4.1.3、进入维护界面，在版本信息界面里检查通讯设备模块版本信息，确保所有通讯设备模块已刷程序，且版本号正确。

4.1.4、检查所有网络通讯设备模块的通讯插头是否存在虚接、紧固螺栓未紧固到位情况，确保所有通讯插头紧固到位。

4.2、第三类网络通讯故障处理方法及步骤

以上故障查询步骤为常规且易操作步骤，按照上述方法检查过后，一般故障可以消除;倘若检查后，机车网络通讯线路仍出现A、B通道其中一通道显示红色故障状态时，则可能为MVB通讯线出现问题。我们可以采用分段排除法，逐步缩小范围，最终查出故障点。

分段排除法即将疑似故障回路甩开，然后在回路终端插接ESD终端电阻模块，使通讯回路构成，然后查看通讯A、B通道是否正常，不正常将逐步甩开疑似故障回路逐步缩小故障可能范围，注意VCM1、VCM2作为主控网络寻址设备，不能同时甩开，甩开后，整个网络将中断瘫痪。

首先确认故障范围在整个网络系统的哪一段，为此我们可以将整个网络分为三段，第一段为I端IDU1至低压柜内输入输出模块DXM31;第二段为输入输出模块DXM31至低压柜网关模块GWM，第三段为辅助变流器控制模块ACU2至II端IDU2。

第一步，将ESD终端电阻模块插接在DXM31模块上-X01插座上，启动网络系统后，若故障消失，说明I端IDU1至DXM31之间网络存在问题，然后采用二分之一切割法逐步缩小范围;若故障仍存在，说明I端IDU1至DXM31之间网络线路没有问题。

第二步，将ESD终端电阻模块插接在GWM网关模块-X05插座上，启动网络系统后，若故障消失，说明II端IDU2至GWM网关模块之间网络存在问题，然后采用二分之一切割法逐步缩小范围;若故障仍存在，說明II端IDU2至GWM网关模块之间网络线路没有问题。

第三步，若上述两段网络线路不存在故障，则说明剩下的DXM至GWM之间网络线路存在故障，然后采用上述故障查找方法逐步查到故障点。

5、结束语

HXD1C机车在检修过程中频繁出现的网络通讯故障，均有其不可视性，机车操纵台微机屏显的故障提示仅能泛泛所指，通过上述通信故障处理方法，可以快速利用逐步排除方法进行故障查找，进而进行排除。希望本文在检修HXD1C型机车网络通信控制中能提供借鉴和帮助，有所启迪。

参考文献

[1] 《HXD1C型电力机车检修技术规程》. 中国铁道出社.2017.11

[2] HXD1C型电力机车电气系统故障处理手册.株洲南车时代电气股份有限公司.

[3]《HXD1B、HXD1C型电力机车常见故障及处理》甘雄华主编 .中国铁道出版社.2013.06

[4] 《HXD1型电力机车》张曙光主编. 中国铁道出版社.2013.06

[5] 《HXD1C型电力机车使用维护说明书》罗铁军 孔涛2010.10