导图社区 机车网络控制
这是一篇关于机车网络控制的思维导图，主要内容包括：CRH5动车网络控制，HXN5型机车网络控制，HXD3型 机车网络控制，HXD1型 机车网络控制，列车通信网络，数据通信，计算机网络技术。
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机车网络控制
计算机网络技术
计算机网络的组成
计算机网络的定义
计算机网络的四要素
通信线路和通信设备
有独立功能的计算机
网络软件支持
实现数据通信与资源共享
计算机网络的分类
网络覆盖的地理范围分类
局域网，城域网，广城网
传输介质分类
有线网，无线网
网络的拓扑结构分类
星形拓扑，总线拓扑，环形拓扑，树形拓扑，网状拓扑和混合拓扑
网络协议
组成要素
语法
同步(时序)
工作方式
层次结构
常用协议
TCP/IP协议(传输控制协议/网际协议)
面向连接的，可靠的字节流服务
NetBEUI协议(NetBios增强用户接口)
UDP协议(UDP用户数据报协议)
面向无连接的，不可靠的数据报服务
DNS协议
进行城名解析
NAT协议
解决公共IP地址紧缺的问题，同时增强网络安全性和提高网络性能
HTTP协议
其他协议
POP3，SMTP，FTP，Telnet
网络的参考模型
OSl七层模型
将计算机网络体系结构的通信协议划分为七层，其中第四层完成数据传送服务， 上面三层面向用户
TCP/P四层模型
网络接口层，网际层，传输层，应用层
五层模型
应用层，传输层，网络层，数据链路层，物理层
数据通信
通信技术概述
通信的定义
信息、信息量、消息、信号、信道
通信方式
按信息传输的方向和时间分类
单工通信
半双工通信
全双工通缟
按致字信号排列顺序分类
串行传输
异步通信
数据通常是以字符为单位组成字符帧传送的。接收端是依靠字符帧格式来判断发送完是何时开始发送，何时结束发送
同步通信
是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传输一帧信息。同步字符可以采用统一的标准格式，也可以由用户约定
按掘信设备与传输线路之间的连接类带分类
点对点通信(专线通信)
点对多点和多点之间通信(网通信)
通信系统的概念
通信系统的一般模型
模拟遇信系统
数字通信系统
通信系统的分类
按调制方式分类
技传输媒介分类
按信道中传输的信号分类
按工作频段分类
传输介质
双绞线
双绞线有两条相互绝缘的铜导线组成，相互绞合起来。铜导线芯的直径一般为1mm左右，相互绞合起来的目的是减小和邻近其他线路之间的电磁干扰。双绞线既能传输模拟信号也能传输数字信号。
同轴电缆
同轴电缆是以硬铜线为线芯，外包一层绝缘材料，在绝缘材料外面用密织的网状导体缠绕，金属网外又覆盖一层保护性材料。同轴电缆的结构使得它有较高的带宽和抗噪性能。
光缆
光缆是由光导纤维制成的。通信用的光导纤维是以高纯度石英为基础拉制而成它分外两层，内层叫纤芯，外层叫包层。光纤是新一代的传输介质与铜质介质相比，光纤无论是在安全性、可靠性还是网络性能方面都有了很大的提高。
数据通信性能指标
数据通信性能指标定义
对于一个数据通信系统来说，为了衡量一个数据通信系统质量的好坏，必须要定义一些性能指标。主要包括数据传输速率带宽、误码率、时延、信道容量。
数据传输速率
数据传输速率主要是从数量上来衡量数据通信系统中数据传输能力的有效性. 主要包括传码速率和传信速率
传码速率又称为波特率，是指在数据通信系统中每秒钟或者单位时间里传出的信号码元的个数，单位是波特
传信速率又称为比特率，是指在数据通信系统中每秒钟或者单位时间内传输的二进制码元的个数，或者说每秒钟传输数据的位数
网络设备
中继器
中继器是连接网络线路的一种装置，常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作
数据交换技术
如果只有两个用户来进行通信可以采用点对点直接连线的方式需要一对传输线路随着用户数的增加，如果是五个用户彼此之间仍然两两相连那么就需要时对传输线路随着用户数的进一步增多这种实现通信的方式限制费用很高并且线路利用率也比较低
列车通信网络
列车通信网络概述
列车通信网络的概念
列车通信网络的任务
列车通信网络的特点
数据可靠性
响应实时性
时间确定性
信息传输的安全性
常见的列车通信网络标准
TCN
LonWorks
WorldFIP总线
ARCNET网络
CAN总线
列车通信网络TCN
列车通信网络的作用
机车车辆和列车控制
远程故障诊断和维护
旅客信息服务
列车通信网络的层次结构
绞线式列车总线WTB
特别适用于需要动态编组的列车，电缆布置采用冗余原则，未连接各个车辆，它需要有较高的机械稳定性
多功能车辆总线MVB
过程数据
消息数据
监督数据
设备级控制网DB
控制操作实时性要求高
列车组成具有动态性
工作环境恶劣，可靠性要求高
数据具有多样性
令牌环网
令牌
是用来控制各个节点介质访问权限的控制帧
缺点
需要维护令牌
令牌总线网
优点
传输速度快，时间可预测，扩展方便以及抗干扰强等
使用串行数据传输方式，可以1Mbps的速率在40m的双绞线上传输数据，也可以使用光缆连接
不需要主机，它采用的是神经元的网络。每个节点部是一个神经元，这些神经元连接到一起的时候就能协同工作
工业以太网
优势
使用以太网要比其他现场总线更为容易，可支持多种传输介质，多种传输速率，满足各种应用的需求
以太网产品的价格比较低廉
以太网技术发展迅猛，技术先进是现场总线所无法比拟的
信息集成更加方便
HXD1型 机车网络控制
机车概述
机车网络控制系统概述
网络控制系统
列车级控制
车辆级控制
CCU中央处理器单元
TCU牵引控制单元
SIBAS KLIP
BCU
LCDM
HMI
机车故障诊断
机车网络控制系统构成
通讯网络—列车级网络
通讯网络—车辆级网络
网络硬件—GWM模块
网络控制系统功能
控制功能
MVB, WTB通信控制
牵引/制动特性控制
牵引/制动力分配控制
顺序控制
防空转/滑行控制
空电联合控制
重联运行控制
分相区控制
保护功能
列车级保护
车辆级保护
部件级保护
监视功能
DTECS网络控制平台简介
由一系列的功能模块组成，各功能模块通过WTB，MVB总线进行连接，完成列车控制，信息传输，状态监视，故障诊断等功能
机车主要控制功能
HXD3型 机车网络控制
即机车的控制系统TCMS
核心任务
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
故障自排除，自动切换和故障处理指导功能
机车网络微机控制的组成
TCMS系统的组成
包括一个主控制装置和两个显示单元，其中主控单元设有两套控制环节，一套为主控制环节，一套为热备控制环节
TCMS对外接口
TCMS机箱外形结构及功能
AVR电源基板
PUZ处理器基板
DET检测基板
SIF基板
AUX辅助基板
DIP开关量输入基板
MDM重联控制基板
TCMS系统的显示界面
运行模式 (主显示界面)
主变流器/牵引电机画面
开关状态画面
风机状态画面
辅助电源画面
空制状态界面
故障履历界面
维护模式 (辅助显示界面)
密码输入界面
设定菜单界面
状态菜单界面
试验菜单画面
电源模块
110v充电模块PSU的选择
HXN5型机车网络控制
HXN5型机车微机网络控制系统概述
HXN5型机车的控制系统采用通用电气公司开发的综合控制架构CCA系统。控制系统由机车控制单元、牵引控制单元、柴油机控制单元及其输入输出接口单元、显示单元及各类传感器等组成
HXN5型机车控制系统硬件及功能
智能显示器DS
智能显示器是HXN5型内燃机车上的微机控制单元它们既是控制性同终端显示接口又是整个控制系统的处理核心。除了对机车的控制功能外它还作为显示设备和诊断设备用以辅助机车操作人员及铁路维修人员的工作。
功能：1.显示机车运行状态的信息2.装备和设备的自监测 3.事故记录和故障诊断
牵引电动机控制单元
智能显示器为HXN5型内燃机车上每台牵引电动机提供指令信号，而牵引电动机控制器(TMC)的任务是将这些信号转换成可用来驱动牵引电动机相连接的逆变器的信息。
集成输入/输出控制板CIO
智能显示器DS通过ARCNet网络与机车上的系统进行通信各类智能控制板与机车上的这种装置进行模拟和数字的信息交流。从机车上各种输入传感器处收集信息或提供输出信号去控制一组电子机械装置的各种控制称为输入输出集中处理器及IOC
柴油机控制单元ECU及其作用
HXN5型内燃机车上的燃油传送系统采用电子燃油喷射，EFI系统包含一个微机板，它控制安装在各个高压泵上的螺线管。当螺线管被激励时，燃油从他的高压泵送到喷油器。这种单板微机被称分为柴油机控制单元即ECU。
协议转换板PTP
作用：在HXN5型内燃机车上装有许多第三方设备包括电子空气制动机、全球定位系统、事件记录仪以及燃油监控等。这些装置发送信息到智能显示器以用于显示和控制并根据机车使用人员的输入从智能显示器那里操作和设置指令，所有的这些数据的传送都通过协议转换板来进行。
辅助发电系统及其控制
辅助发电机三套绕组输出三个不同等级的三相交流电源。分别供给不同的辅助电路，即：1.励磁供电绕组2.蓄电池充电供电绕组3.辅助电动机供电饶组
CRH5动车网络控制
动车组概述
四个类型
CRH5A, CRH5G, CEH5E, CRH5J
基本编组
动力布置
辅助供电系统设备
辅助变流器
蓄电池
CRH5型动车组关键技术制造平台
网络控制系统简述
是一个安装在动车组上的计算机局域网络系统，负责对整列动车组各个设务和系统的信息采集与传递，对整列动车组进行控制，检测，故障诊断以及为旅客提供信息服务
网络拓扑结构
将列车分为两个牵引单元，每个单元包含四节车厢，TCMS，每个牵引单元内部通过车辆总线进行数据交换
微处理单元MPU
牵引控制单元TCU
制动控制单元BCU
辅助控制单元ACU
网络控制系统主要诊断系统
主要项目
列车的牵引，制动及控制系统的状态
走行部件的安全性
旅客安全相关设施的状态
各类电子电气设备
影响列车正常运行和使用的其他状态
诊断系统的主要任务
识别部件的偶发性故障，在部件故障时提供状态数据及对策，记录列车故障数据，为列车控制提供各相关部件的状态
司机诊断
