摘要：本文介绍了广州地铁三、三北、四、五号线内燃机车微机控制系统的结构原理和设计特点，阐述了其主要功能和设计亮点，并结合实际使用经验对此微机控制系统的不足之处提出了优化措施。

    内燃机车的柴油机是整车的动力单元，司控系统是司机与机车的交互界面，而微机控制系统则是二者之间的纽带，承担着司控系统与柴油机通讯的功能，一方面将司机的控制指令传达给柴油机，另一方面向司机反馈机车的性能状态。
    目前，广州地铁三、三北、四、五号线在用内燃机车有GCY-450、GCY-300、JY300DT、JY600-6A等车型，它们都采用了以GH-NGC-1型微机控制器为核心的微机控制系统。

    1 结构原理及硬件组成
    GH-NGC-1型微机控制系统由GH-NGC-1型微机控制器、TKS9B型司控器一、前司控台显示屏HMI1、后司控台显示屏HM12、防滑控制器、防滑排空阀、各类传感器等部件组成，通过CAN2.0总线／/J1939协议与柴油机ECM建立通讯。
    结构原理及硬件组成如图1所示。位于中间的微机控制器通过采集柴油机ECM中各类传感器（压力、位置、温度）信号、变速箱转速传感器信号和司机手动操作信号，通过PWM脉冲宽度调制的方式，对柴油机和变速箱进行相应的调速换档操作。微机控制器接收蓄电池、柴油机电流传感器信号和燃油箱油位传感器信号，并通过485A总线把接收到的数据传送至前后司控台显示屏进行显示，供司机了解机车状况。同时，显示屏也通过CAN总线直接与ECM相连，采集机车换档控制信号，保证在微机控制器出现故障时司机也能通过显示屏监视机车状态。此外，此微机控制器还具有机车防滑功能和双机重联功能。

    2 设计特点
    2.1 GH-NGC-1型微机控制器
    作为微机控制系统的核心部件，GH-NGC-1型微机控制器在硬件上由CPU电路板、I/O电路板和壳体构成。CPU电路板位于上层，由主电路板、核心电路板和背光高压条板组成，实现微机的逻辑控制和动力包控制功能（见图2） ; I /O电路板位于下层，由15V电源模块、5V电源模块和模拟电阻群等部件组成，主要用于数据的传输和显示（见图3）；外层壳体用于封装固定这两块电路板。微机控制器在软件上采用了VXWORKS操作系统为平台的嵌入式开发技术，DC24V供电电源，配置32位Motorola中央处理器和DALLAS大存储容量时钟芯片。

    2.2显示屏
    GH-NGC-1型微机控制系统配备了前后两个10.4英寸触摸式液晶显示屏，分辨率为800x600像素，可手动调节亮度。此显示屏同样采用VX-WORKS操作系统，通过CAN总线从ECM中获取实时运行数据，能显示30余种柴油机和变速箱参数。

    根据不同的数据类型和信息结构，显示屏界面可分为主显示界面（中部）、主机发动机参数（左侧）、主机变扭器参数（左侧）、补机发动机参数（右侧）和补机变扭器参数（右侧），各界面可点击进入查看详细信息，显示屏界面设计如图4所示。

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