大功率交流电传动内燃机车是我国远距离铁路货物运输中重要的运输载体,在我国交通运输发展中占有重要地位。HXN3是一款引进的采用交流传动技术的内燃机车,我国通过这些年的技术消化,逐渐掌握了其应用技术。本文以HXN3型内燃机车牵引控制系统为研究对象,以“消化吸收、再创新”为目标,重点研究机车中央控制组件CCU的硬件设计和应用软件开发。硬件系统选用PowerPC作为控制组件的核心处理器,完成系统级任务处理和事件管理。按照功能模块化分,本论文硬件系统设计主要包括CPU、供电电源、电源保护监控、海量存储、时钟复位控制、RTC、温度检测、通信接口等模块单元。使用CPCI总线作为板级总线,数据传输量大,通讯速度快。为满足机车控制任务的实时性要求,便于应用软件的开发和维护,本论文采用实时操作系统VxWorks开发应用软件。数据存储和管理引入了文件系统操作,数据记录以文件的格式记录和导出,通过使用标准的函数接口,屏蔽了不同的存储设备差异,方便了后续数据分析。应用软件采用高内聚、低耦合的任务模块开发,软件结构清晰,任务简洁,实时性和可靠性高。本文基于100M/1000M以太网通信接口开发了配套的上位机监控软件Board Spy V1.0,调试人员可通过以太网实现对系统内部变量和参数进行实时观测、修改和记录。软件调试功能强大,使用灵活。设计的控制组件在内燃机车微机控制系统测试平台中进行了一系列的测试和验证。试验结果表明该控制系统组件能够满足国产化HXN3型内燃机车的实际控制要求,工作可靠,性能稳定。