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3 主要功能
（1）调速换档功能
调速方面，根据司控器的“0、1、降、保、升，，指令，微机控制系统输出与柴油机转速对应的4～20 mA模拟信号，对柴油机进行调速，通过定时器控制柴油机的升、降速时间，确保柴油机在各工况下平稳正常调速。
换档方面，该系统具备自动和手动两种换档模式。当所有设备都正常工作时，机车采取自动换档模式，此模式下微机控制器不仅能完成“换向”、“调速”和“自动换档”等常用功能，还能实现“换向保护”和“超速保护”等功能。当柴油机转速传感器或传动箱转速传感器发生故障时，微机控制器无法采集转速信号，则采取手动换档模式，此模式下微机控制器只对机车柴油机进行调速控制，司机需根据当前车速和线路运行状况手动选择合适的档位。
无论是自动换档模式还是手动换档模式，变速箱各档位的换档速度（见表1）都是相同的。
（2）故障诊断和报警功能
GH-NGC-1型微机控制器的CPU主板共有17个（P1-P17）状态显示界面，能显示各类输入模拟量（柴油机转速、车速、调速档位、变速箱当前档位等）和输出数字量（各档位输出、冷却水温度、机油压力等）。当机车无故障时，P2、P3、P4每页下方会从右至左循环显示“系统工作正常，无故障！”，当有故障发生时，则会循环显示当前的故障信息，同时在操纵台上发出声光报警信号，指明故障代码，以便司机和维修人员能快速处理。
目前该系统能显示的故障信息有：“机车超速预警”、“机车超速制动”、“司控器故障”、“发动机转速传感器故障”、“传动箱转速传感器故障”、“换向保护”、“记忆芯片故障”、“通道设置错误”、“空转报警”、“通道设置错误”。
（3）修改参数设置功能
GH-NGC-1型微机控制器具备参数设定的功能，能对机车的司控器、柴油机、变速箱、车轮等相关设备以及微机控制器自身的参数进行修改设置，也能恢复原出厂参数设置，使得调试应用灵活方便。
（4）双机重联功能
使用GH-NGC-1型微机控制系统的两台内燃机车可实现双机重联功能，司机可在任意一台机车上操控重联机车，并实时查看重联机车各种状态信息。
当某台机车的主机钥匙开关接通时，微机控制系统判定该车为主机，另一台则为补机。微机控制器输出信号使主机的设定继电器动作，从而使主车司控器信号有效，补机的所有操作指令无效。司机在主机上操作，主机微机控制器与补机微机控制器之间通过串口输入相连后输出一致，两台机车的柴油机转速误差控制在±10 r/min范围内。此外，微机控制系统和重联通讯线路具有较强的抗干扰能力，可避免机车误动作。
4 设计亮点
（1）控制原理
GH-NGC-1型微机控制器的控制原理及网络拓扑如图5所示，32位中央处理器CPU通过1路CAN电路与柴油机ECM建立通讯，2路RS485总线与补机控制器和轴温报警装置建立通讯，利用24路开关量光藕隔离电路输入采集来自司机控制器信号和操纵台的各项开关指令；利用6路AD采集电路采集来自柴油机传感器的电流、电压、油位等模拟量信号；利用4路脉冲采集电路采集防空转速度传感器信号。采集到的信号进入CPU、通过逻辑运算，转换成1路 PWM输出电路到ECM控制柴油机运作；1路DA模拟量输出和显示屏输出；16路开关量藕隔离电路输出，控制变速箱换档、换向电控阀和报警输出。
其中：1路PWM输出电路是把有源滤波后的PWM信号与直流电压信号一起缓冲输出成模拟电压信号（如图6所示）。16路开关量输出分为14路低输出有效的MOSFET输出和2路24V输出有效的继电器输出。
（2）模拟工况功能
相对于其他类型的微机控制系统，GH-NGC-1型微机控制系统具备了模拟实际机车运行并检测自身正确性的功能，即模拟工况功能。
该功能启动后，所有输入量由微机控制器仿真程序自动生成，仿真过程模拟司机操作行为，由0位逐步转换到升速位，再由升速位返回0位，模拟产生柴油机转速传感器和变速箱输出传感器的脉冲信号。具体来说就是，分别设定柴油机转数为1 700 r/min、1900 r/min和2 200 r/min，车速从0逐步升至90 km /h，再从90 km /h逐步降至0，前进和后退两个方向转换再重复一遍，这样就模拟了机车走行的全过程，并检查了换档速度是否符合表1中的数据以及机车超速保护功能是否正常。
微机控制器还对模拟工况的运行进行了保护。模拟工况需在柴油机停机的情况下进行，微机控制器在启动模拟工况时会先检测柴油机的运行状态，如柴油机正在运转则无法使用此功能。模拟工况是模拟正常工况下的输入量，因而只要柴油机正常工作时机车速度和柴油机转数测速准确，模拟工况和正常工况的结果会是一致的。
（3）故障调速
对于大多数微机控制系统，当其核心部件（微机控制器、PLC或司控器）发生故障时，司机将无法控制机车走行，只能等待救援。但使用GH-NGC-1型微机控制系统的机车均设有故障调速功能，司机操纵台的故障调速通断开关通过381/PU引脚直接与柴油机ECM的PTO（脉冲串输出）作用开关相连，故障调速升、降速开关通过G955/GN、G967[WH直接与柴油机ECM的PTO升、降速开关相连，如图7所示。当核心部件发生故障时，司机可启动故障调速功能，在电路上旁通微机控制器，直接对柴油机进行调速。
