昆明铁路局昆明机务段承担着米轨铁路昆河线的运输牵引任务,目前配属有早期生产的东风红21型液力传动内燃机车15台、2003年以来生产的东风21型交-直流电传动内燃机车12台。近年来随着东风红21型内燃机车逐步报废淘汰,提高东风21型内燃机车的运用、检修水平显得尤为紧迫重要。东风21型内燃机车自2003年配属运用以来,由于其采用了美国卡特柴油机及较先进的PLC控制装置系统,在运用中充分发挥了其动力性能及节能功效,检修维护中大幅度降低了检修工作量。但在近十年的运用中,电气控制系统部份由于设计上的缺陷带来了许多故障教训,突出表现在PLC控制系统自身通讯故障,PLC控制系统与CAT柴油机电气控制系统间通讯故障,PLC控制系统逻辑控制设计上的缺陷,以及CAT柴油机电气控制系统故障。因此对DF21型机车电气控制系统进行研究,以解决电气控制系统存在的问题显得尤为必要。本文通过对东风21型内燃机车运用、检修过程中存在的质量问题进行收集统计、分析,并结合东风21型内燃机车电气控制系统设计原理的研究,提出了电气控制系统的优化改进方案,以解决控制系统存在的通讯故障、部分逻辑控制不合理等问题,提高东风21型内燃机车运用水平。