FW Murphy CD101的工作原理是什么？

FW Murphy CD101 发动机自动启停控制器完整工作原理

CD101 是数字单片机核心闭环逻辑控制器，核心分为四大模块：信号采集模块、逻辑运算主控、功率输出驱动、通讯交互模块；同时兼容 ** 机械柴油机（开关量传感器）与J1939 电控柴油机（CAN 总线数字信号）** 两套采集体系，全程执行「启动时序控制 + 实时故障监测 + 安全停机保护」闭环逻辑。

一、硬件底层架构原理

1. 供电与主控单元

宽幅直流供电 9–35VDC，适配 12/24V 发电机组电瓶，内置断电储能电容，短时掉电 2 秒内维持程序不丢失。

内置工业级 MCU 单片机 + 硬件看门狗：持续自检程序运行状态，死机自动复位，避免失控启动 / 停机。

整机环氧树脂全灌封，抗振动、防潮防尘，适配发动机舱恶劣环境。

2. 多路信号输入采集原理（两类采集通道并行工作）

（1）开关量硬接线数字输入（机械柴油机专用）

全部为接地触发型无源开关信号，控制器内部上拉，传感器 / 保护触点闭合接地即触发故障：

机油低压输入：停机常态断开，发动机建立油压后接地；启动前若接地直接锁定禁止启动。

水温高温输入：水温超标触点接地，触发紧急停机。

充电故障输入：发电机励磁异常、不发电时触点接地报警。

远程启停输入：无源开关闭合 = 自动启动指令断开 = 停机指令。

2 路可编程辅助输入：可接液位、滤芯堵塞、门禁等外部保护信号。

（2）转速采集双通道（判断发动机是否成功启动）

磁拾波 MPU 输入：飞轮齿圈感应交流正弦波，控制器换算实时转速 0–9999RPM；

发电机频率输入：取充电机交流频率换算转速；

控制器实时对比设定启动脱离转速，到达转速判定启动成功，切断起动机。

（3）SAE J1939 CAN 总线数字采集（电控国三 / 国四发动机）

CAN-H/CAN-L 差分总线读取 ECU 全部发动机数据：转速、油压、水温、负载、SPN/FMI 故障码；

无需外接温度 / 油压传感器，总线直接替代硬接线输入，同时同步传输数据给 PV101 中文显示屏、PVA 模拟仪表。

3. 输出驱动单元原理（低边 FET 场效应管开关）

共 7 路直流保护型输出，只做负极通断，外部必须配继电器驱动大功率负载：

3 路专用核心输出：

Crank 起动机输出：接通起动机继电器，控制马达运转；

Fuel/ECU 燃油输出：常开输出，全程供油 / ECU 供电；故障停机时断开切断油路；

Alternator 励磁输出：给发电机提供励磁电流。

4 路可编程辅助输出：驱动报警灯、蜂鸣器、电磁阀、远程故障信号等，每路最大 1A 限流保护，短路自动切断防烧毁控制器。

4. 通讯交互单元

J1939 CAN：对接发动机 ECU、PV101 显示屏；

RS485 Modbus RTU：对接 PLC、上位机、PVA 模拟压力表 / 温度表；

调试串口：电脑软件下发参数、修改启动时序、保护阈值、读取历史故障记录。

二、三大运行模式控制逻辑（核心工作流程）

模式 1：MAN 手动本地模式

上电后燃油输出持续导通，发动机保持供油；

手动启动：面板上下键触发 Crank 输出，起动机运转；转速达标自动断开起动机；

手动停机：按下 OFF 键，直接切断 Fuel 燃油输出，发动机熄火并进入停机锁定延时；

全程实时扫描所有故障输入，任意保护触发立刻断油停机、点亮对应故障 LED。

模式 2：AUTO 自动远程模式（机组备用电源主流工况）

控制器持续监测远程启动无源输入，完整自动启动时序：

待机等待：AUTO 灯常亮，无远程信号时只监控故障；

收到远程启动指令 → 第一步：Fuel 输出导通，建立供油；

延时后启动计时循环：

接通 Crank 起动机运转；实时读取转速；

若转速达到设定脱离转速 → 判定启动成功，永久切断起动机，进入正常运行监控；

未达标转速：单次启动超时后断开起动机，进入启动间歇等待（5–60s 可调）；

重复启动 3/5/10 次（参数可选）仍无法起机，触发多次启动失败锁定，禁止再次启动并报警；

运行维持：远程启动信号持续闭合，发动机持续运行；远程信号断开，执行自动停机流程；

停机锁定延时：熄火后保持故障锁定窗口，延时结束复位等待下一次远程指令。

模式 3：OFF 停机锁定模式

切断燃油、励磁、起动机全部输出，屏蔽所有手动 / 远程启动指令；必须手动复位解除锁定，防止故障未消除时自动启动损坏发动机。

三、发动机安全保护闭环工作原理（实时并行监测）

控制器每秒循环扫描所有输入、总线参数，任意超限立即执行分级保护：

预警提示：参数轻微超标，点亮对应 LED、驱动辅助报警输出，不停机；

紧急停机保护（硬保护）：

机油低压、水温超温、超速、欠速、发电机不充电、外部辅助故障；

J1939 发动机 ECU 发送严重故障码；

触发动作：立刻切断 Fuel 燃油输出，强制熄火；进入停机锁定，保存故障代码；面板对应故障红灯常亮，记录历史故障供调取。

超速 / 欠速保护：以额定转速 ±5%~50% 为阈值，转速偏离直接停机，防止飞车、失速拉缸。

四、配套显示联动工作原理

机械机：CD101 采集开关量信号，通过 Modbus 把油压、水温、转速发送给 PVA 模拟表指针显示；

J1939 电控机：CD101 转发 ECU 总线数据至 PV101-C-M02 中文显示屏；

显示屏实时同步转速、油压、水温、电压；故障时同步显示中文故障描述 + SPN/FMI 故障码，故障记录双向存储在控制器与显示屏内。

五、参数配置底层原理

通过电脑专用 Cascade 配置软件，串口连接控制器修改全部逻辑参数：

启动次数、启动间歇、脱离转速、超速阈值、停机延时、输入功能定义、辅助输出逻辑；参数存储在控制器非易失存储芯片，断电永久保存，无需重复设置。

六、整体工作流程总结

采集层（开关量 / 转速 / J1939 总线）→ MCU 运算判断（模式识别 + 时序逻辑 + 故障对比）→ 输出层（控制燃油、起动机、励磁、报警）→ 通讯层（上传数据至显示屏 / PLC），全程闭环实时监控，兼顾自动远程启停与发动机全方位安全保护两大核心功能。