1 导言
sibas 32是德国西门子公司专为铁路机车动车操控而研发的专用微机操控体系，它的全称为siemens bahn automaTIsierungs system （西门子铁路主动化体系）。sibas 32体系针对驱动设备操控主要功用的开展前景来考虑的，因而对体系提出了极严苛的要求。sibas 32体系是一种高功用通用核算机体系，它经过规范和专用外围组件可与恣意设备相连，根本能够完结机车动车一切的操控和监控使命。sibas 32体系可依据司机指令和牵引回路状况以及呼应信号进行相应的处理，对各接触器、继电器、电磁阀、发光二极管或数码管、斩波器等宣布操控信号。操控单元一起还能够完结多种监测功用，包含对自身功用的确诊和外部数值的超限监测。当牵引电路在运转中超越预先在程序中设置的上 （或下）限值时，体系将依据毛病的严峻程度做出相应的处理，主动记载这一毛病、产生相应的维护并奉告司机。sibas 32体系的最大长处是适用于对各种车辆的操控，不论是相控整流机车、斩波机车仍是沟通传动机车都能够在其硬件结构根本不变的状况下，经过简略地转化相应的操控程序然后完成对机车的操控。
2 sibas 32体系的特色
sibas 32体系完成了对hxd1型机车的调理和逻辑操控功用，而且对在实验或运转中所呈现的毛病，能够在较短时刻内经过人机界面显现毛病并进行相关维护。在机车毛病确诊进程中，经过专家2确诊软件（sibas expert 2）剖析导致机车呈现毛病的软硬件，前进检修功率和毛病判别的准确度；并可经过monitor 软件进行相关信号的检测与模仿，实时查找毛病的产生方位及产生原因，准确无误的判别机车产生毛病的部件。sibas 32体系具有如下特色：
（1） 整个机车操控体系选用大容量信号处理器模块和专用的软件功用集成块以及高集成度电路，确保了机车的牢靠运转。
（2） sibas 32体系，选用sibas g规划言语，进行逻辑规划与处理。该规划体系支撑由输入、编译一直到主动编制文件的整个进程，然后得到一个具有一致规划进口和规范的遍及适用体系。因而，规划新式操控体系无需更改许多的硬件设备，仅需修正部分软件操控逻辑即可到达规划意图。
（3） 为了削减传统的机车车辆布线，设有sibas klip（sks1a、sks1b、sks3）设备（智能外围设备衔接终端）。选用sibas klip，能够敏捷地归纳操控指令和信息，只是经过一根简略的双绞电缆作为传输介质，将指令及时准确的传输给中心操控单元。sibas klip站由可编程操控设备（由cpu和simaTIc存储器组成）、输入端口及输出端口组成。因为它结构健壮，拆开便利，能够自在灵敏地安置在机车上。
（4） 为了扩展现已设在sibas 32体系的确诊功用，西门子公司开发了sibas专家体系（sibas expert 2）。运用这种专家体系，能够很简略的运用核算机的辅佐功用，对确诊体系存储的数据及内容进行有用的剖析，必要时能够扩展或减缩信息查询规模，快速的定位毛病地点。
（5） 容量越来越大的智能操作和图象显现设备，能经过串行总线衔接完成大容量的人机通讯。hxd1机车运用的是五颜六色液晶显现器。经过扩展这种显现设备的集成核算机容量，能够运用一切为个人核算机开发的东西对其进行相关的修正与弥补；而且其内部操作体系选用windows 32体系，维护起来更便利。
（6） 不只向司机显现所要求的运转信息，也可显现毛病时应采纳的操作。修理保养人员能够运用这个接口得到进一步排除毛病的指示；一起能够调用表明要操控或要替换部件的准确空间安置图样，而且给出附加的操作指示。
由此可见，sibas 32体系将比任何一种机车动车操控体系运用得愈加广泛。
3 sibas 32体系的结构
sibas 32 体系结构简略，选用集散操控形式，由ccu、tcu、mmi和sks1（sks1a、sks1b）、sks3、locotrol等组成，运用于hxd1机车的sibas 32操控框图如图1所示。
图1 hxd1机车操控框图
从图中能够看到，sks1、ccu、tcu等为双机冗备的。经过列车总线最多能够完成2台（4节）机车的重联，经过locotrol能够完成4台（8节）机车的无线重联，这样就为大秦线的万吨重载运送供给了牢靠的技能确保。
3.1 中心操控单元 ccu（central control unit type 3）
ccu是整个体系的中心单元，机车的操控、调理和监督由ccu施行和操控。hxd1机车的ccu选用type 3型32位微处理器，由网关gateway、中心处理器cpu、mvb32－4、电源组成，最多能够完成2台（4节）机车的重联。ccu选用冗余规划，每节车有2个ccu，一个主ccu，另一个为从ccu，结构功用完全相同，一个毛病后另一个能够继续作业，不影响机车正常运转。
ccu的主要功用是为本节机车参数设置存储、本节机车事情记载、重联机车事情显现、整车通讯检测、经过rs232接口读或转储数据，而且作为机车中心操控单元体系软件上载的输入端口。
3.2 牵引操控单元 tcu（tracTIon control unit）
tcu是机车牵引的中心操控单元，由中心处理器模块、存储器模块、斩波器操控模块、数字接口模块、数字输入/输出模块、模仿接口模块、操控体系检测模块、列车操控信号输入改换模块、数字信号输入转化模块、接触器驱动模块、igbt触发模块、发动单元等组成。其效果是操控和调理机车牵引、再生制动，从电气上完成防空转/滑行维护，而且完成了开闭环操控、速度频率同步、毛病处理与监测等功用。
3.3 智能终端接口单元 sks1a、sks1b、sks3（sibas kilp）
sks1a、sks1b、sks3为智能外围设备衔接终端，sks1a、sks1b是紧凑规划的数字输入/输出接口，专为司机室所用，它把司机操控指令转化为数字信号，并经过编码将信号传输给ccu；sks3选用分散化输入/输出，削减车内所需布线，添加操控和确诊才干。
3.4 显现器 mmi
每个司机室都有一个显现器mmi，内含一个微机处理单元。mmi供给机车信息状况、毛病信息及采纳的办法和信息的设定，能够进行中英文转化，操作体系为windows32体系，用户界面选用windows图形界面。mmi经过一个mvb接口与ccu通讯，运用笔记本电脑修正显现器显现的时刻、机车号及机车的其他参数。
3.5 列车通讯网络 tcn（train communicaTIon network）
列车通讯网络（tcn）包含列车总线（wtb）和多功用车辆总线（mvb）两部分，选用冗余规划，一路产生毛病，数据能够在另一路沟通。wtb担任机车a、b两节间及机车间的外部通讯，而mvb担任单节机车内部的通讯。
tcn网络物理层由铜质双绞线组成，数据传输速率1mbit/s。wtb总线长度为850m，mvb总线长达200m。为前进tcn总线体系牢靠性，tcn总线选用全体系冗余规划技能。每个列车总线节点有四个接口；每单个总线节点有一个一般接口和冗余接口，每个接口衔接上一节点以及下一节点；每根总线电缆从一个节点铺设至另一节点并在每个总线节点处构成闭环。在总线终端节点，经过网关上的继电器与匹配电阻相连。
4 sibas 32的图形化原理规划软件sibas g
sibas 32体系一个最杰出的特色便是全图形规划，sibas g言语作为开发规划东西。它选用简略的东西就可有用地支撑整个规划进程，而且图形规划显现在屏幕上。规划师可运用sibas g程序库的功用集成块，调用最小的集成块构成整个设备的软件。它用鼠标在其功用图上定位，经过简略的输入和输出彼此配对衔接；而集成块和信号称号，则依据规划要求由规划师确认。因而，在规划、运用、修理和更改时，用户不需求具有相关专业知识就可选用这种东西，而且能够象用传统的方块图相同来进行技能处理。更重要的是，规划师不必考虑与核算机中实践处理程序有关的一切数据的技能条件。sibas 32体系整个功用以几个不同层次的级来表明和处理：操控程序→功用包→功用组件→图象电子扩大。最低一级是功用集成块。几个集成块能够组成一个功用组件，几个功用包又由几个功用组件组成，最终一切功用包构成完好的程序。因为从外到内的翻开和图象电子扩大，在选用这个体系作业时，能够直接存取想要改变的子功用。别的，在纤细部分能够用最大分辨率处理，而在其他状况下也可选用一望而知的密布表明法。
图形规划可用所需求的代码在核算机内进行主动编译进程，而且一起进行查验。不过，在功用图输入时还不能进行许多的查看，所以接着要运用一种经查验过格局的可运转核算机程序。sibas g的结构选用手工操作，而且完全是针对文件编制规划的，在规划的一起主动地为操控功用供给文件，所以总是运用实时的材料进行作业。这种核算机程序和文献中文件的继续密度，在质量（它能够做到什么忽略也没有）和耗时（作业材料总是实时材料）方面有严重前进。因而，屏幕显现与文件显现完全一致。
功用集成块自身用c程序言语写入。正是因为运用这种高档言语，使得sibas g自身与方针处理器无关，所以能简略地替换新式处理器。值得一提的是sibas g生成的程序与处理器有关，而且在改换处理器类型时有必要替换。这样确保将来对硬件也能够改善，而不必开发危险很大的软件，更不必添加过多开发费用。
从图2中能够看到：左边为项目列表（7.00版别为48个项目），中心为具体列表，右侧为具体的逻辑操控原理图。从图中也能够看到，ccu的操控软件是由相关的信号经过逻辑关系进行操控的，而且经过monitor软件能够对相关的逻辑进行测验，然后加速判别毛病的速度；亦可经过修正相关的信号进行毛病的模仿，以到达毛病的再现。因为技能转让的原因，关于ccu的软件规划现已交付给株洲电力机车有限责任公司，本文不在细述。
图2 sibas g软件规划界面
5 确诊软件（sibas expert 2）的运用
当机车进入机务段整备场后，检修人员运用笔记本电脑上的程序sibas expert com 经过rs232端口下载机车a、b节数据，将数据发送到段局域网服务器。这样，技能人员就可运用sibas expert 2（客户版）软件进行剖析。sibas expert 2软件是一个能够在windows 2000，windows xp下运转的32位运用程序，现在不适宜在windows vista上运用。依据我国用户的要求，西门子已对软件进行了汉化，运用十分快捷。
5.1 确诊软件的装置
用户运用西门子供给的cd装置盘及装置办法来装置sibas expert 2程序，因为西门子公司进行技能保密和维护机车设定数据，用户运用的是客户版。可是经过技能转让及其他技能手段，现在相关的用户权限现已根本上具有。尽管软件的实践功用现已不受相关约束，可是西门子公司对tcu的具体数据是经过dsp软件进行下载及剖析的，现在中方无相关的软件，正在企图研发进程中。 5.2 剖析数据、查找毛病
（1） 剖析数据。首要，在程序栏中翻开sibas expert 2.exe，单击
将需求确诊的机车数据导入。然后，在sibas expert 2界面下，单击
发动一般表格，能够看到ccu及tcu产生事情的具体记载。怎么经过剖析ccu、tcu的事情记载敏捷判别毛病方位？下面以hxd1 0077机车b节机车产生的毛病为例，讨论hxd1机车毛病的查找办法。
例如：2008年9月5日，hxd1 0077机车屡次呈现因为tcu原因跳主断的状况，经过剖析下载数据发现，在短短几秒之内，一起产生了34种毛病，因代号为85的“检测到接地毛病”毛病最早产生，一起检测到毛病代码为86“检测到逆变器接地毛病”，所以封闭了逆变器及tcu2的主动开关产生短时断开。
（2） 查找毛病。因为主逆变器的接地检测是经过中心直流环节电压传感器的输出电压数字与接地环节电压传感器的输出电压数字之间的比率进行判别的，所以依据毛病代码85、86能够判别出毛病可能为以下几种：
的确存在接地毛病，即第3、第4电机接地及主逆逆变模块到第3、第4电机间接线接地；检测回路呈现毛病，即接地电阻阻值不正确或接地电压传感器毛病；判别回路呈现毛病，即tcu2的电压传感器输入板（l095）或主逆变器电压操控及监测板（g019）毛病。
现场经过测验信号$zfqmd及$tcntqmd信号正常（频率代码为3，延时为600）。故判别tcu硬件没有问题，也便是说第三种毛病类型不存在，测验电机无接地。对调两节机车的接地电阻及接地电压传感器，进行机车高低压实验，机车再次呈现同一毛病。所以毛病应为主逆逆变模块到第3、第4电机接线。经过吊装辅佐变压器，发现机车第3、4电机接线柱烧损接地，电机接线柱烧损，设备替换后机车运转正常。
6 结束语
跟着我国在沟通传动操控技能方面的开展，现场运用单位要不断的深入研究sibas 32微机操控体系，这样才干逐渐完成国产化，然后到达新技能引入、吸收、消化、再立异的意图。此外，伴跟着我国沟通机车的许多运用，现场运用单位将会越来越多的依托剖析软件来进行剖析、处理问题，这对我国的国产机车规划制作具有很好的学习效果。
