HXD1型电力机车网络控制系统方案设计与实现
HXD1型机车总体介绍
和谐1型机车是在西门子公司的“欧洲短跑手”机车平台上，结合其DJ1型交流电力机车在中国大秦线上的运用经验，充分考虑到了大秦运煤专线的特殊环境而研制的一款适用于中国干线铁路重载货运的新型交流电力机车。
第一节机车主要特点和谐1型交流电力机车就其电气传动方式而言，属于交-直-交传动的范围，它有接触网供给高压交流电，在机车上降压、整流通过中间直流环节变成直流电，然后再通过牵引变流器、辅助逆变器将直流电变换成三相交流电，用来驱动交流牵引电机及其它辅助三相交流电机。
机车由电气部分、机械部分和空气管路系统三大部分组成一个有机整体，互相配合，又各自发挥独特作用，共同保证机车性能的正常发挥。
机车电气部分的主要功用是将来自接触网的电能变为牵引列车所需要的机械能，实现能量转换，同时还实现机车的控制。
机车机械部分主要用来安设司机室和各种电气、机械设备，承担机车重量，产生并传递牵引力及制动力，实现机车在线路上的行驶。
电力机车的空气管路系统作用是产生压缩空气供机车上的各种风动器械使用，并实现机车及列车的空气制动。
和谐1型交流电力机车由两节机车重联而成，机车采用国际标准电流制，即单相工频制，电压为25 kV，并能适应中国铁路接触网较宽的电压范围的特点，其每节机车上配备有相同的主电路、辅助电路和控制电路系统，每节机车均可单独运行。
每台机车其两节车主电路之间是通过车顶高压连接器在网侧相连，它使得每台机车仅使用一个受电弓便可实现整台机车的供电。
机车的每节车都有一套完整的电传动系统，该系统由一台拥有1个原边绕组、4个牵引绕组和2个2次谐振电抗器的主变压器，通过4个四象限整流器(4QC)向两个独立的中间直流电压环节充电。
每台转向架上的2台三相异步电动机作为一组负载，由连接在中间直流环节中的一个脉宽调制逆变器供电。
因此两路中间直流环节相互独立，所以整台机车牵引力有75％的冗余，从而提高了机车的可利用率。
中间直流环节还连接有谐波吸收电路、过压保护电路和接地检测电路。
电机控制系统的设计与实现
电机控制系统的设计与实现随着电子技术的不断发展，电机控制系统已经成为了现代工业生产中不可或缺的一部分。
电机作为工业生产中的主力动力设备，其控制系统对于整个生产过程的精确控制和协调发挥着举足轻重的作用。
因此，在工业应用中，设计一套高效可靠的电机控制系统是十分重要和必须的。
一、电机控制系统的应用背景电机控制系统一般应用于现代工业生产中的各种机械设备或自动化生产线，不论是工厂的输送带、机械手臂还是机器人都需要电机的支持，而电机控制系统则是将电机与控制器、传感器等设备相结合，从而使整个系统能够工作和运转。
二、电机控制系统的设计1. 方案设计在设计电机控制系统时，首先需要确定电机控制系统的工作环境和使用要求。
通常应考虑到控制精度、控制速度、使用寿命、可靠性、维护和成本等多个方面。
2. 选型选型是电机控制系统设计的关键环节。
首先要选择合适的电机类型，根据实际应用需求选择合适的控制策略和控制器。
此外，还要选择合适的驱动电路和电源电压，并根据具体需求选用不同的传感器和信号采集设备。
3. 建议优化在设计电机控制系统时，需要考虑整体性能的优化。
例如在电机控制中，可利用速度动态控制技术实现实时控制，并通过PID 参数的微调达到比较理想的控制效果。
另外，通过采用现代 PWM (脉冲宽度调制)技术和采用现代硬件和软件设计技术等方式，可有效提高电机控制系统的可靠性和性能。
三、电机控制系统的实现1. 实现流程实现电机控制系统，通常需要完成如下几步：（1）确定电机及其传感器架构，选择合适的控制方案和控制器。
（2）搭建电机控制系统电路，完成传感器测量、电机驱动电路等模块的设计。
（3）利用现代控制算法（如PID算法）实现实时控制。
（4）通过软件编程完成电机控制系统的程序设计。
（5）系统测试和调试，达到预期的控制效果。
2. 测试验证在完成电机控制系统的实现后，还需要进行全面的测试和验证，确保系统的稳定性和精确性。
例如，可以对系统的静态和动态响应进行测试，验证PI控制器的性能指标是否符合系统的设计要求。
HXD1C机车总体介绍
Page 8
总体说明
TGA9型牵引变流器
Page 28
JD160A型牵引电机 牵引变流器TCU
主电路
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总体说明
M 3 M 3 M 3 M 3 M 3 M 3
网侧主要电气部件
总体说明
TSG15B受电弓
BVAC.N99D主断路器和 BTE25.04D高压接地开关
TBY1-25型电压互感器
THG2B型高压隔离开关
Page 10
功率发挥曲线
%
功 率 发 挥
总体说明
网压
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总体说明
轨距:
1435 mm
轴式:
Co-Co
机车整备重量:
无配重： 138 +3-1% t
加配重后：150 +1-3% t
轴荷重:
无配重： 23 t
加配重后： 25 t
机车可以从23 t轴重转换成25 t，也可以从25 t轴重转换 成23t，机车交车时轴重为25t(包括轴重转换所有需要的配 件)。轴重转换过程中，除拆装配重块以外，仅需增减悬 挂系统的垫片厚度。
辅助变流器输出U/f特性曲线
额定容量 VVVF输出电压和输出频率 CVCF输出电压和输出频率
248KVA 80～440V (10～60Hz) 440V（60Hz）
2.辅助系统
控制电源柜性能参数
HXD1D客运电力机车列车供电控制系统特点
Automatic Control •自动化控制Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 131【关键词】HXD1D 客运电力机车 列车供电控制系统 系统特点长期以来，我国客运电力机车发展停滞不前，160km/h 级别的主要车型仍以2000年前后研制的SS8、SS9G 、SS7E 等交直传动机车为主，其牵引功率受到了一定限制，列车供电系统存在功能简陋、信息化程度低、器件停产采购困难等缺点，且车型开始老化，需要逐步退役。
为了填补机车空缺以及适应客运市场的发展，2011年开始，我国主要机车制造企业开始着手研制新型时速160-200km/h 级别的客运交流传动电力机车。
新型客运电力机车的要求是运行速度在160 km/h ，整车功率7200kW ，轴式为Co-Co 。
对此，由中车株洲电力机车有限公司根据HXD1C 平台研发出了HXD1D 型准高速交流传动电力机车。
为保证HXD1D 客运电力机车列车供电系统的可靠运行质量，因此对列车供电控制系统进行多项优化改进，以满足机车技术进步及可靠性的需要。
1 总体思路HXD1D 客运电力机车列车供电控制系统充分吸收了交直传动客运机车列车供电控制系统的优点和成功运用经验，此次一并在新开发的列车供电控制系统中统一规划、统一解决。
HXD1D 客运电力机车列车供电控制系统设计中利用了先进的晶闸管整流器微机控制系统技术，采用了新型微机控制芯片，充分贯彻了模块化的设计思想，提高了产品的可靠性和技术含量。
2 技术特点2.1 系统架构优化HXD1D 客运电力机车列车供电控制系统特点文/翟启斌HXD1D 客运电力机车列车供电控制系统的开发设计中，对系统架构和功能模块进行了优化和改进。
HXD1D 客运电力机车列车供电控制系统由供电控制插件、脉冲分配插件、网卡板插件、数字入出插件、开关电源插件、转换控制插件、背板等7个基本通用模块组成,并采用冷备冗余设计方式提高系统可靠性，可实现列车供电系统的晶闸管整流器控制、系统级故障保护、输出侧客车接地保护、对外通讯等功能。
HXD1C机车网络通讯故障处理方法浅析
HXD1C机车网络通讯故障处理方法浅析作者：***来源：《甘肃科技纵横》2020年第04期摘要：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。
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。
HXD1C电气线路分析
额定电流400A 短时电流16kA
精度等级CI 0.5 精度等级CI 1/CI 0.5 冲击耐受电压170 kV 爬电距离1000mm
HXD1C电气线路
广州铁路职业技术学院
2.牵引逆变电路
（1）牵引逆变主电路构成
HXD1C电气线路
广州铁路职业技术学院
2.牵引逆变电路
（2）主变压器、牵引变流器和牵引电机
输入信号采集：将车辆 间电气信号转换成控制 信号，经由列车控制网 络传送给车辆控制模块 VCM，完成各种控制功 能； 控制信号输出：将网络 控制信号转换成电气信 号，控制如继电器等设 备。
HXD1C电气线路 广州铁路职业技术学院
MIO在机械间低压柜的布局（左）
HXD1C电气线路
广州铁路职业技术学院
TGY03型控制电源柜 DC115.2V±1% DC108.0V±1%
DC24V±2%
维修差确认：断开电源柜的输入电源，断开蓄电池的连接。 模块电容器的放电时间约8分钟
HXD1C电气线路 广州铁路职业技术学院
辅助电气系统——主要电气部件
THTF4.5牵引风机
冷却塔风机
冷却塔（含风机、水泵）
主压缩机 HXD1C电气线路
Logo
HXD型电力机车
项目二 HXD1C型电力机车电气线路
城轨车辆教研室 李瑞荣
学习内容
1
2 3
HXD1C主电路
HXD1C辅助电路
TCN网络控制电路
4
TCMS与CCBII、LKJ2000之间的接口
HXD1C电气线路
广州铁路职业技术学院
一、HXD3C主电路
1.网侧电路
（1）网络电压构成
受电弓AP1（=11-E07）、AP2（=11-E08） 高压隔离开关1QS（=11-Q03）、2QS（=11Q04） 主断路器QF（=11Q-01） 高压接地开关4QS（=11Q02） 避雷器1F（=11-F01） 高压电压互感器（=11-T01） 25kV 高压电缆 原边电流互感器
HXD1型交传电力机车电气原理分析与故障处理
HXD1型交传电力机车电气原理分析与故障处理HXD1型交传电力机车的电气系统由牵引变流器、辅助电源装置、控制装置和保护装置等组成。
牵引变流器主要用于将直流电源转换成交流电，以驱动机车的牵引电机。
辅助电源装置提供机车所需的各种辅助电源，如照明、供暖和空调等。
控制装置用于控制机车的各项功能，如启动、停车、制动和速度调节等。
保护装置主要用于保护机车电气系统的安全运行，当监测到异常情况时，会自动切断电源，以防止损坏。
在使用HXD1型交传电力机车时，有一些常见的故障可能会发生。
例如，牵引变流器故障可能导致机车无法正常启动或停车，这时可以通过检查牵引变流器的连接线路和散热器是否正常工作来解决问题。
另外，辅助电源装置故障可能导致机车辅助设备无法正常供电，可以通过检查辅助电源装置的输入电压和输出电压是否符合要求来解决问题。
此外，控制装置故障可能导致机车无法正常操作，可以通过检查控制装置的连接线路和控制电路是否正常工作来解决问题。
最后，保护装置故障可能导致机车电气系统无法正常工作，可以通过检查保护装置的连接线路和保护参数是否设置正确来解决问题。
为了提高HXD1型交传电力机车的电气系统的可靠性和安全性，需要定期对电气系统进行检查和维护。
例如，可以定期对牵引变流器的散热器清洁和冷却液的更换，以确保牵引变流器的散热效果良好。
同时，还需要定期检查各个连接线路和接线端子是否松动或锈蚀，及时进行维修和更换。
另外，还需要定期检查各个保护装置的工作状态，确保其正常运行。
总之，HXD1型交传电力机车的电气原理分析与故障处理是确保机车正常运行的重要环节。
只有对电气系统进行深入了解并掌握常见故障处理方法，才能及时发现和解决故障，确保机车的运行安全和可靠性。
HXD1(神华)型电力机车辅助电路设计
辅助 电路 具 有高 冗余 性 、 高 可靠 性 、 模 块化 、 智 能化 、 节
能、 低噪等突 出特点 ， 有效保 证机车正常功 能发挥 和提供舒适 的司乘环境。
２ 辅 助 电路 结 构 及 工 作 原 理
２ ． １ 辅 助 电路 原 理 图
足神华 铁路 煤运的大功率交流传动 货运 电力 机车。该机 车总 功率 ９ ６ ０ ０ ｋ Ｗ 单轴功率 １ ６ ０ ０ ｋ Ｗ， 轴式 为 ２ （ Ｂ ０一Ｂ ０ ） 。 Ｈ Ｘ 。 １ （ 神华） 型 电力机车辅助 电路 由集成 在牵 引变流器 内
的辅 助逆变器供 电。辅助电路 分成 ４个 负载组 ： ８ ０ ～４ ４ Ｏ Ｖ １ ０
ＣＨＥ Ｎ Ｚｈ ｅ ，ＹＡＮ Ｇａ ｎ ｇ，ＺＨＡＮＧ Ｚ ｈ ｅ ｎ— ｈ ｕ ａ
（ Ｒ ＆ Ｄ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ， Ｃ Ｓ Ｒ Ｚ ｈ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｌ ｏ ｃ ｏ ｍ ｏ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ， Ｚ ｈ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ４ １ ２ ０ ０ １ ， ｎ ｕ ｎ ａ ｎ ）
带 助 变 压 器 ２
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图１ Ｈ Ｘ 。 １ （为Ｈ Ｘ １ （ 神华 ） 型电力机车其 中一节的辅助电路原理
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６ ０ Ｈ Ｚ 三相变频变 压支路 、 ４ ４ Ｏ Ｖ ６ ０ Ｈ ｚ三相恒频 恒压 支路 、 ＿１ Ｉ
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HXD1型电力机车网络控制系统方案设计与实现YUAN Lu;JIANG Wei-bo;SHI Xi;LIU Ping-zheng【摘要】介绍了HXD1型电力机车网络控制系统的结构和组成,详细阐述了网络控制系统硬件平台及功能单元,最后介绍了机车的逻辑控制与RAMS设计方案.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2018(000)011【总页数】5页(P132-136)【关键词】HXD1型电力机车;网络控制系统;逻辑控制【作者】YUAN Lu;JIANG Wei-bo;SHI Xi;LIU Ping-zheng【作者单位】;;;【正文语种】中文【中图分类】U2640 引言随着总线技术与微机控制技术的不断发展，现代列车的控制系统已经发展为基于通信网络的分布式控制系统。
HXD1型电力机车是在我国引进德国西门子公司DJ4型机车的基础上生产的干线交流传动大功率货运电力机车，其网络控制系统采用了株洲中车时代电气股份有限公司研发的具有完全自主知识产权的DTECS系统。
DTECS系统是基于TCN协议的分布式列车网络通信与控制系统，采用模块化的分布式控制技术，极大地减少了机车现场布线，提高了机车控制系统的可靠性和可扩展性。
1 网络控制系统的构成HXD1型电力机车用于干线铁路货物运输，设计最高牵引时速为120 km/h，机车采用两节4轴机车固定编组，每节机车具有相同的拓扑结构[1]。
机车通信网络采用基于IEC61375标准的两级TCN列车通信网络：列车级和车辆级。
列车级通信采用绞线式列车总线WTB，车辆控制级采用多功能车辆总线MVB.单节机车网络控制系统采用分布式控制技术，即分布采集及执行，中央集中控制与管理的模式。
由WTB/MVB网关模块GWM、事件记录模块ERM、数字量输入输出模块DXM、数字量输入模块DIM、模拟量输入输出模块AXM和智能显示单元IDU等组成，通过MVB与传动控制单元TCU、辅助变流器控制单元ACU、制动控制单元BCU 等智能设备进行通信，同时系统为机务信息化和列车供电等设备预留了通信接口。
整个机车网络系统的拓扑图如图1所示。
图1 HXD1型网络控制系统拓扑结构示意1.1 通信网络结构机车通信网络采用二级总线式网络结构，列车级采用WTB，车辆级采用MVB. WTB总线主要用于实现重联机车间的信息交换，采用两路动态冗余（A线与B 线），当其中一路出现故障时，另一路仍然可以进行信息的传递。
其传输介质为双绞屏蔽线，传输速率为1 Mbps，可以实现过程数据和消息数据的传输，传输周期为基本周期的整数倍，传输数据的最大长度为128个字节。
WTB总线上最多可链接连接22个节点，传输距离为860 m.WTB总线的最大特点是能自动组态，当总线节点发生改变时，能自动对节点进行编址。
MVB多功能车辆总线的传输速率为1.5 Mbps，用于连接机车内部的各个网络设备，其总线管理器位于低压柜内的机车控制单元CCU模块内，MVB总线可以用3种介质进行传输：1）ESD介质，采用RS485的物理层进行传输，传输距离为20 m.2）EMD介质采用变压器隔离的的双绞线传输，传输距离为200 m.3）OGF介质，传输距离可以达2 000 m.目前HXD1型机车采用ESD+介质进行过程数据和消息数据的传输。
1.2 网络控制系统平台构成网络控制系统平台由网关模块GWM、事件记录模块ERM、数字量输入输出模块DXM、数字量输入模块DIM、模拟量输入输出模块AXM和智能显示单元IDU等组成。
1.2.1 网关模块GWMGWM模块作为MVB 5类设备，执行WTB与MVB过程数据转换以及车辆的中央控制单元功能，实现列车级以及车辆级的过程控制、总线管理以及数据通信功能。
GWM模块属于整个网络控制系统中的核心设备，采用冗余配置，正常工作时，两个模块均参与WTB总线数据通信，根据MVB主设备标识进行有效数据帧的筛选，实现两节机车的重联运行，当其中一个模块发生故障时，能无缝切换至另外一个模块，对机车的运行状态无任何影响。
相较于传统的双GWM+双CCU的结构，采用双GWM配置，节省两个CCU模块，经济成本低，且无需配置WTB/MVB过程数据端口，过程数据实时性更高，MVB总线负荷率更低。
模块电气接口如图2所示。
图2 GWM模块电气接口示意图其中X1与X3为TCN方向1的接口，X2与X4为方向2的接口，X5与X6为MVB接口，采用基于IEC61375标准的TCN总线标准；X7为两芯电源接口，作为GWM模块的110V直流电源的输入端口；X9为RS232接口，可以直接与计算机的串口进行通信；X10为M12通信接口，实现逻辑软件的在线监视，软件的更新等功能。
1.2.2 事件记录模块ERMERM模块为机车运行状态记录、故障记录的核心设备，能记录司机的操作状态，机车全过程运行状态，进行故障诊断，将GWM模块产生的故障数据具体化，并通过司机显示屏IDU报告给司机，ERM面板电气接口与GWM一致，能通过X10接口将记录的数据下载，供给地面分析软件进行数据分析。
根据记录的数据以及ERM记录容量，每节机车采用1个ERM配置。
1.2.3 模拟量输入输出模块AXMAXM模块用于采集并输出车载网络中相关的模拟量，如司控器级位、电压传感器以及电流传感器等，并能进行车辆仪表驱动。
模块包含6路模拟量输入，其中2路为电压型，4路为电流型；3组对外供电电源，分别为DC+15V，DC-15V，DC+24V三种，4路模拟量输出，其中1路为电压型，3路为电流型；对外通信接口为MVB，放置于司机室内，用于采集司控器级位。
电气接口如图3所示。
图3 AXM模块电气接口示意图其中X1，X2为MVB通信接口，X3位模拟量的输出接口，X4为RS232接口，X6为25芯接口，提供对外电源供电。
根据车载模拟量数量，每节机车配置1个AXM模块。
1.2.4 数字量输入输出模块DXMDXM模块实现车载数字量状态信号的采集处理和网络控制系统控制指令的输出，如继电器开关状态，压力开关状态等。
DXM模块具备16路输入，8路输出，通道类型采用光耦隔离，16路输入通道全部共地。
当外部输入电压为0～35 V时为逻辑“0”，输入电压为58 V～110 V时为逻辑“1”。
通道能识别最高20 Hz采样频率。
DXM模块电气接口如图4所示。
图4 DXM模块电气接口示意图其中X1，X2为MVB通信接口，X3为48芯数字量输入输出接口，X4为25芯带地址线的电源接口。
根据HXD1型车载数字量的数量以及布线考虑，司机室布置1个DXM模块，机械间布置7个DXM模块。
1.2.5 数字量输入模块DIMDXM模块主要实现车载数字量状态信号的采集处理，是一个纯数字量采集单元，具有32路数字量输入采集通道，通道类型、高低电平识别、最高采样频率均与DXM模块一致，该模块主要应用于数字量采集需求远多于输出的应用环境以到达节省模块降低成本的目的，DIM模块电气接口与DXM模块一致，如图5所示。
图5 DIM模块电气接口示意图根据HXD1型车载数字量输入采集需求核算，司机室配置一个DIM模块，机械间配置一个DIM模块。
1.2.6 司机室显示单元IDUIDU是HXD1型电力机车网络控制系统的终端设备，是司机和维护人员操作电力机车的窗口，实现电力机车的人机交互功能，通过MVB网络接收到其它设备的信息，并以适当形式显示在液晶显示屏上；同时IDU还提供输入接口，通过MVB网络将指令传送至其它设备，完成数据信息交换，IDU界面功能如图6所示。
图6 IDU界面功能分布图IDU上电启动后，自动执行到显示程序“主界面”，通过“主界面”可以通过触摸或者按压薄膜按键选择：“主要数据界面”、“牵引数据界面”、“参数配置界面”、“诊断界面”、“维护界面”、“机车状态”、“定速按键”等；“主要数据界面”下，通过触摸或者按压薄膜按键可以进入“温度界面”、“网络拓扑界面”等，每节机车配置一个IDU屏[2]。
2 网络控制系统功能2.1 网络控制系统控制功能机车网络控制系统主要实现列车级和车辆级的控制功能。
主要有以下控制功能：机车的主电路逻辑控制、机车牵引/制动特性控制、辅助系统的控制、制动系统相关功能控制、机车的重联控制、过分相控制、定速控制等。
2.2.1 主电路逻辑控制HXD1机车每台机车配置一个主断路器，一个受电弓，一个高压隔离开关，主电路逻辑控制包含主电路相关接触器控制、受电弓升弓、降弓控制、主断路器控制、机车模式选择（库内动车、辅机测试、正常模式）、高压隔离开关控制、主断硬件环回路控制、机车自动换端控制、原边电压及电流的监视、主变压器油温及油流的监视等。
2.2.2 机车的牵引/制动特性控制机车的牵引/制动特性控制主要包括以下功能：网络控制系统根据乘务员对主司控器手柄的操作实时地获得乘务员需要机车发挥的牵引/制动力的值，然后综合考虑机车当前工况（接触网网压、主变压器油温等因素）以及机车的牵引/制动特性曲线等因素计算出在该时刻机车的设定力的值；然后根据该时刻机车电机的实际工况将机车牵引/制动设定值按照一定的策略分配到每个电机上；最后每个电机以需要发挥的牵引/制动力为目标，按照一定的斜率上升或下降得到每个电机设定力的瞬时值，并将该设定力的瞬时值实时地发送给TCU，TCU以网络控制系统要求的设定力为目标实时地控制每个电机发挥网络控制系统所要求的牵引/制动力。
2.2.3 机车的辅助系统的控制大功率配置有两台辅助变流器为辅助负载供电，正常情况下辅助变流器1以VVVF （变频变压）方式为牵引风机、冷却塔风机等设备供电，辅助变流器2以CVCF （定频定压）方式为压缩机、空调等设备供电。
网络控制系统根据实际情况对辅助系统进行配置，辅助变流器1的工作频率由网络控制系统根据主变流器的温度、油温以及牵引电机的温度等因素综合来决定。
当一台辅助变流器故障时，可以采用冗余模式用一台辅助变流器以CVCF方式为所有负载供电。
主要包括辅助系统接触器控制、辅助变流器频率设定、接触器自检等逻辑功能。
2.2.4 制动系统相关逻辑控制列车制动力来自空气制动和电制动。
空气制动由BCU控制实现，BCU安装在制动柜中，BCU与CCU的控制指令及状态信息通信通过车辆总线完成。
涉及到的逻辑控制功能有制动机本补切换、BCU与CCU通信状态监测、制动指令监测与传输、空气制动与牵引封锁相关逻辑、单独制动管理、停放制动管理、惩罚制动管理、紧急制动管理、主压缩机控制、辅助压缩机控制、空电联合管理、撒砂控制、踏面清扫、坡停启动功能。
2.2.5 机车的重联控制HXD1型机车可以支持二机重联。
机车重联时机车之间用WTB总线进行通信。
机车的重联控制主要完成以下功能：机车重联编组主控制车与从控制车的确定，主控车通过WTB总线将控制命令发送给从控车从而使得从控车的操作与主控车步调一致，同时从控制车将本车相关设备的状态及故障信息反馈给主控车，主控车根据从控车的状态进行列车级的牵引力分配及列车级的控制，使得从控车与主控车的运行工况一致。