CARRIER冷藏集裝箱微電腦控制器故障檢修

姜永青 劉 娟 姜維堯

目前，我國進出口貿易使用的冷藏集裝箱中，美國CARRIER品牌約占60%，冷藏集裝箱常年在海上營運，使用環境惡劣，制冷機組微電腦控制器經常故障。特別是69NT40-511型冷藏集裝箱微電腦控制器結構復雜，缺乏技術資料，修理困難，而且多數已超過冷機公司協議的保修期限。下面介紹冷藏集裝箱微電腦控制器故障檢修實例，以供參考。

1.故障現象

中國遠洋運輸（集團）公司使用的1只69NT40-511型冷藏集裝箱，其微電腦控制器型號是Micro-Link2!，在集裝箱堆場做PTI（航行前預檢）時，設定機組在制冷狀態運行，EF（高速蒸發器風機接觸器）反復啟動，顯示報警代碼AL25，且EF啟動和AL25交替出現，ES（低速蒸發器風機接觸器）、CF（冷凝器風機接觸器）、CH（壓縮機接觸器）等不工作。操作人員更換微電腦控制器，冷藏集裝箱故障排除，后將微電腦控制器送專業修理實驗室檢修。

2.故障分析

該微電腦控制器具有多個故障現象，根據經驗，遇到這類問題，應首先消除報警代碼，即排除AL25代表的故障。AL25含義是當冷凝器風機馬達內IP-CM（熱繼電器）斷開時，啟動AL25。但是本例中IP-CM并未斷開，控制器卻啟動了AL25，故懷疑是控制器中與IP-CM有關的電路故障。

Micro-Link2！控制器由I/O板和CPU板組成，圖1是測繪的I/O板以及和IP-CM有關的電路。IP-CM接在I/O板EC接口H1、H2端子，AC 24V從變壓器TR副邊輸出，經I/O板接口QC1、保險絲F3、EC接口G1、G2和H1端子，經IP-CM后接H2端子，再經微型繼電器K7的常開觸點（K7工作狀態由CPU板輸出信號控制）及KA接口第6個端子輸出至I/O板外CF線圈。K7常開觸點閉合時，CF通電，冷凝器風機馬達（圖中未畫）運轉，若冷凝器風機馬達過熱，IP-CM斷開，CF斷電，冷凝器風機馬達停轉。

EC接口H2端接有IP-CM信號電路（檢測IP-CM是否斷開），IP-CM閉合時，AC 24V電壓信號從H2端輸入，經D24半波整流，C91濾波，R81、R80分壓后送入六施密特觸發器U22（74HC14N）的第11腳，經整形反相后由第10腳輸出低電平（0V）；IP-CM斷開時，H2端無AC 24V電壓信號，U22第10腳輸出高電平（+5V）。D61起箝位作用，限制輸入第11腳電壓幅度，貼片電容C92用于消除高頻信號對電路干擾。U22第10腳輸出信號送入8D鎖存器U24（74HC563）的第5腳，第5腳鎖存的信號在CPU板輸出信號控制下，由第16腳經PH接口第17腳，送入CPU板微處理器，經處理后，U24第5腳低電平時，機組正常運行，高電平時，輸出AL25，并關閉機組所有控制裝置，防止因冷凝器風機馬達停機影響制冷機組。

通過上述電路分析可知，即使IP-CM閉合，若IP-CM信號電路發生故障使U22第10腳輸出高電平時，控制器也要啟動報警AL25。因此查找AL25出現原因，需要檢查IP-CM信號電路，其中U22第10腳是重要測試點。

3.使用比較法測試IP-CM信號電路

圖1中QC1信號電路用于檢測I/O板AC 24V電源。AC 24V電壓信號從QC1接口輸入，經D20半波整流，C85濾波，R72、R73分壓后送入U22的第1腳，經整形反相后由第2腳輸出低電平，當QC1無AC 24V電壓信號，第2腳輸出高電平。U22第2腳輸出信號送入U24的第9腳鎖存，該鎖存信號在CPU板輸出信號控制下，由第12腳經PH接口第13腳送入CPU板微處理器，經處理后，U22第2腳低電平時，正常運行，高電平時，輸出報警代碼。

QC1和IP-CM信號電路結構、元件參數、輸入電壓信號均相同（AC 24V），電路功能相似，因此電路對應節點的電壓、電阻、VI曲線等電氣參數也應相同，電路故障時，對應節點的電氣參數會有差異。為此測試、比較兩個電路對應節點電氣參數，確定IP-CM信號電路故障原因。

（1）帶電測試（工作狀態）。實驗室檢查時，用短接線代替IP-CM，控制器通電并模擬制冷狀態，用指針式萬用表測試D點（U22第10腳）和D′點（U22第2腳）直流電壓，D′點電壓近似為零，而無論代碼AL25是否出現，D點電壓均為0.2～0.3V，兩腳電壓如此差異很難說明問題。用示波器測試D點和D′點電壓波形，發現波形有很大差異（圖2a），D′點波形是一條電位為0V的直線，而D點波形呈周期性變化，在一個周期內絕大部分是低電平，很小一段是高電平（+5V）。為了找出D點輸出異常波形原因，測試U22第11腳和U22第1腳波形，發現兩個波形也有很大差異（圖2b），第1腳是一條水平直線，第11腳是鋸齒波形。斷開U22第11腳與線路板連接，取I/O板上DC+5V電源直接加在第11腳，此時D點電壓波形也是一條電位為0V的直線，并且報警代碼AL25消失，控制器輸出正常工作信號，順序是EF啟動—EF停—ES啟動—CF啟動—CH啟動。

上述測試結果說明微電腦控制器故障原因是U22第10腳輸出異常波形電壓，而且排除U22故障，很可能是IP-CM信號電路故障。

（2）不帶電測試。斷開IP-CM短接線及I/O板所有外線路，用電路維修測試儀分別測試對應點的VI曲線。用I/O板的“地”作為測試儀的“地”，選擇測試儀中值電阻為1kΩ擋時，測得B點與B′點，即B（B′）點的VI曲線接近重合（圖3a），選擇測試儀中值電阻為100kΩ擋時，B（B′）點的曲線有很大差異（圖3b）。保持中值電阻為100kΩ 擋，分別測試A（A′）點及C（C′）點的曲線，發現曲線雖然也有差異，但沒有B（B′）點差異明顯，因此故障可能發生在與B點相連的元件中。再分別以A（A′）點及C（C′）點作為測試儀的“地”，測試B（B′）點的曲線，發現曲線均沒有圖3a差異大。圖3a中B（B′）點對“地”的VI曲線，實際是C91起主要作用的曲線，因此C91故障可能性較大。分析圖3a曲線，B點曲線包容面積小，表明電容量小，即C91電容量減小，B點曲線斜率大，表明電阻小，即B點對“地”電阻減小，C91漏電可能性較大。將C91從I/O板拆下，用指針式萬用表×1kΩ擋測量C91兩端絕緣電阻為29kΩ（正常是∞），說明C91確實漏電，更換C91，再次測試B（B′）點的VI比較曲線，兩曲線重合。向控制器通電并測試U22第10腳電壓波形是一條電位為0V直線，報警代碼AL25消失，控制器工作正常，故障排除。

4.總結

（1）U22第10腳電壓波形異常原因。IP-CM信號電路正常時，AC 24V經D24半波整流，C91濾波后的電壓波形基本是一條平直線。由于C91漏電，電容量減小，濾波效果差，使C91濾波后的電壓波形呈鋸齒形狀，該電壓經R81、R80分壓后仍然是鋸齒波電壓（圖2b），輸入U22第11腳至施密特觸發器，當鋸齒波電壓下降至施密特觸發器下限閾值電壓UT－時，施密特觸發器狀態翻轉，U22第10腳由低電平變為高電平，當鋸齒波電壓上升至上限閾值電壓UT+時，U22第10腳又恢復至低電平，U22第10腳輸出周期性變化波形（圖4）。由于該波形占空比較小，因此使用指針式萬用表測量直流電壓，電壓僅為0.2～0.3V。

（2）EF反復啟動原因。當設定機組在制冷狀態時，由于U22第10腳既輸出高電平又輸出低電平，CPU讀入低電平時，機組按順序啟動，即EF啟動—…—ES啟動—…—CH啟動，當EF啟動后，在未達到ES及其他裝置啟動時間時，CPU又讀入高電平，啟動AL25，并停止EF運行，當CPU再讀入低電平時，周而復始，導致EF反復啟動并與AL25交替出現。

（3）注意事項。①冷藏集裝箱常年在海上營運，露天存放，微電腦控制器線路板上常含有灰塵及鹽分，鹽分易滲透到元件內，使元件絕緣電阻下降，其中電容元件更容易受潮，本例故障即由C91受潮引起。②線路板各點對“地”電阻差異很大，使用比較法，用電路維修測試儀測試線路板各點VI曲線時，要選擇測試儀不同中值電阻擋進行比較，并選擇線路板上不同點作為測試儀的“地”，一般測試點電阻大，選擇高中值電阻擋，反之選擇低中值電阻擋。③CARRIER冷藏集裝箱微電腦控制器技術先進，結構復雜，故障軟、硬件原因均有可能，有些故障分析、排除比較困難，對此應優先排除報警代碼所代表故障（在控制器有顯示情況下），每消除1個報警代碼，試驗分析一次，消除所有報警代碼后，再排除其他故障現象，這樣故障檢修往往事半功倍。