水 牆 溫 室 控 制 箱 組 裝 過 程

圖文：太極拖鞋蘭園 楊志雄

   
2005/06/15
近來失業沒有工作，所以接受一位屏東市蘭友的委託要求組裝一個水牆溫室用的控制箱。
由於這位蘭友想蓋一間小面積的水牆溫室(約25坪)，結構體等溫室工程是委由一般搭蓋鐵屋的鐵工廠構築，而控制箱就委託我組裝。

由於我自己那間水牆溫室的控制箱使用後有發現一些缺點，主要的是箱體太小而沒有擴充性和當初沒有使用 PLC 而導致配線複雜，尤其若要再擴充更複雜的動作或附加更強的功能時會更為困難，這些缺失當然在這一次就不能再發生，全都要修正過來。
例如我自己的控制箱後來想要再附加可以用電話遙控各動作的功能，有了這個裝置的話我在家裡就可以用電話強制控制溫室裡的裝置了，不需要再開車跑一趟。若當初主控是用 PLC 的話，則只有幾條線接一接，程式改一下就好了。
我想以後有機會的話就學學觸控螢幕的使用，使用 PLC 再導入觸控螢幕的話可就很先進了。

以下是一些簡略的組裝過程，各位看完可能只花10分鐘，其實整個組裝過程是花了一個多月近二個月。
 

 

圖 面 繪 製

首先大概定好箱體的尺寸，再來就繪工程圖，一邊繪圖還一邊要思考要怎麼設計輸出入與控制，且一邊要決定要用什麼零件及數量，光繪製這張圖就花了超過10天以上。

這可不是隨便畫一畫了事，放大局部的端子座部份給各位看看。
就連零件的擺放位置都畫了三種不同版本而還在猶豫不決 . . . .
圖面畫的差不多以後就一邊開始向廠商訂購零件，或自己騎車或開車外出購買。

零件部品紛紛到貨，我家三樓的客房也堆的亂七八糟了。

這個房間香港的 avery 蘭友也曾經來住過。

零 配 件
有鑑於我自己溫室裡的控制箱當初買的太小，後來要擴充就很困難。所以這次箱體買大一些，擴充性較好。

箱體採用世界第一箱體大廠，德國 RITTAL 的工業級機箱，光是它的型錄猶如電話號碼簿般厚厚的一本。

這個機箱到貨後實在太大(800W x 1000H x 300D)，也太重(57 Kg)，我搬不上我家的客房(3樓)，最後是把它分解成箱體，底板，門板等3個部份後才一一扛上樓的，但每一個部份都還是很重。

RITTAL的 AE 系列，各位看看多麼誇張，光是一個機箱就通過這麼多種認證，這不是一般水電行牌的配電箱能比的。
防護等級達到 IP56 (防塵防水性佳)，若是 IP66 等級是可以整個箱子沉到水裡都不會漏水進去，不過我們是不需要到如此等級，因為箱裡裝的都是電機儀表，會發熱，我們將會裝設散熱風扇讓它透氣散熱，所以 IP 等級再高對我們也沒用。
另外我還到不鏽鋼鐵工廠去製作一些 C 型鐵當支架，這個是想用在門板背面，要充分利用門板背面的空間。

這也是必須先繪圖後拿去請工廠製作的，裁一裁，折一折，鑽一鑽。
溫度控制器採用 Yamatake。
OMRON 的 PT100 白金溫度Sensor，用這種肯定是永不損壞。

三菱 3.7 kw ( = 5馬力 )的變頻器。
三菱的 FX0N-60MR PLC(可程式邏輯控制)。
一星期的定時器 與 ON/OFF 交替定時器，兩種都是採用OMRON。
交流電轉為直流電 DC24V 的 Switch Power Supply 採用OMRON。
所有的選擇開關或按鈕開關全都採用 FUJI 的，質感很好，連安裝它的專用工具(左下角)都一起買了。

我自己那一箱只採用台製的，後來經常發生接觸不良，這次買這個日本富士的開關是台製的四倍價，下重本了。
開關裡頭的燈泡我全都使用有色的 LED 燈泡，耗電亮低，溫度也低，點亮起來很漂亮。
主電力無熔絲開關採用東芝。

分電力無熔絲開關與無熔絲漏電開關採用三菱的(上排)。
在溫室等高度潮濕的環境裡對於電力的處理要相當小心，所以我對於所有的分電迴路都有裝設漏電無熔絲開關，而我的分電迴路就等於是每一裝置就設置一個漏電無熔絲開關。

電子儀表用的無熔絲迴路開關採用三菱的 (左下角)，這種的反應迅速，專門是用於電子類儀表用的。
電源雜訊濾波器，會裝２個，一個給變頻器電力輸入用，另一個給控制迴路裡的電子類儀表用。

本來還想在控制迴路部份再裝一個電源用避雷器，但經費實在是已經透支了，所以只用這種電源雜訊濾波器。
電磁接觸器也是三菱的。
繼電器用了兩個品牌，是日本OMRON 和 德國SCHRACK。
軌道式歐式端子座全都是歐洲大廠 Phoenix 與 Weidmuller
每個電子儀表的電源輸入端(例如溫度控制器，定時器等)都將會裝設這種獨立的閘刀型保險絲開關，保險絲燒斷還會亮燈指示，是 Phoenix 廠牌。

電子儀表比較敏感，用保險絲會比無熔絲開關反應更快。
主電力線除了以前還有剩下一些，這次又另外買了 5 捲，每捲 100 米長。
全部都是船舶級的鍍錫線，船舶級ㄟ，代表是濕氣重、鹽分重的環境在用的ㄟ。
耐高溫 105℃，鍍錫的就好在不會像銅的那麼容易氧化變黑。

溫室的環境高濕，對於電線我是相當挑剔的。

另外控制用的細電線也買了 3 捲不同顏色的，同樣的也是鍍錫線。

這種的一捲有 2000呎，其實裝配這個控制箱只會用到一點點，可能總共用不到 200 呎，但為了要分色使用也不得不買 3 捲，上圖的主電力線也是。

組裝這個控制箱大概就是賺這些剩餘的電線了。
細電線很容易打結，但我又買不起專門的電線架，所以用個臉盆外加小水桶套裝著一捲電線，這樣子的道具可大大降低打結的機會。
否則若細電線打結以後，我告訴各位：花在拆線的時間會比配線的時間還要多，邊拆還會邊罵，拆到最後您一定寧願整捆丟掉再重新買。
各式電線用端子。
圖片會再補貼 . . . .
線槽、鋁軌。
圖片會再補貼 . . . .
螺絲、螺帽及墊片

只要買的到的規格我都會用不鏽鋼的。
熱縮套管、電火布、切削油、去漬油、藥用酒精、棉花，雙面膠 . . .等等，還有一些啦哩啦渣的小料件想不起來了 。
圖片會再補貼 . . . .

工 具
電動工具部份我自己沒有，以前上班是用公司的工具，現在離職了就沒得用了，為了節省經費所以向朋友借。

這是線鋸機，裝設金工用鋸片，是要在箱體的左右側面鋸出散熱風扇的方形孔。
充電式電鑽，用來鑽孔，但對我最重要的是用來攻牙，先鑽出孔後再用攻牙頭攻出螺紋。
砂輪機，磨東磨西用，這是剛買的。
三用電表、勾表。
圖片會再補貼 . . . .
烙鐵、銲錫。
圖片會再補貼 . . . .
其它手工具，大大小小的一字十字螺絲起子、銼刀手鋸、粗細油性簽字筆、中心衝、手鋸、直尺、伸縮尺、塑膠游標卡尺、大小尖嘴鉗、大小斜口鉗、老虎鉗、剪刀、大小美工刀、鐵鎚、鑽頭、攻牙頭、十字起子頭、Y 型端子夾、歐式端子夾、剝線鉗 . . .等等，同樣的還有一些啦哩啦渣的小工具想不起來了 。
圖片會再補貼 . . . .

簡 略 組 裝 過 程
整個控制箱我將它分成底板、面板與箱體三個部份。

依照所畫的圖在底板上畫出線槽與鋁軌的基準線，畫好後裁切出線槽與鋁軌。
將線槽與鋁軌排列於底板上後畫出固定用螺絲孔的記號，依照螺絲孔記號鑽孔。

照片是底板剛鑽好孔的情況。看照片就知道我在趕夜工，在我家陽台加工，相片是用閃光燈拍的。

向朋友借的充電電鑽實在不怎麼好用，充一次電只能鑽10~15個孔，鑽到沒電時電池熱熱的充電器竟然拒絕充電，必須要等待電池冷卻後才能充電，天ㄚ！等待冷卻要超過1~2個小時。
後來我想到用塑膠袋把電池包起來丟到冰箱的冷凍庫冷卻，但是這樣也必須要等待 40分鐘。
並且其扭力也不足，能否應付接下來的攻牙步驟是我最擔心的。

今晚先做到這裡，重要的攻牙步驟明天白天有光線時再來做。

一大早就起床來攻牙，充電電鑽裝上 4 mm 的攻牙頭，開始逐一攻牙。
才剛攻到第六孔就 "趴" 一聲，攻牙頭斷掉了。五金加工裡我最擔心就是攻牙這個步驟，攻牙頭一支 150 元，錢不是大問題但斷在裡面的攻牙頭很難挖出來，即使硬鎚硬挖出來後這個孔也報銷了。
向朋友借的這把充電電鑽扭力不足，即使我已經有沾切削油但仍然沒用，這還得了，才第六孔ㄟ，下面還有超過百孔要攻，怎麼辦呢 . . . .

停工並經過半天的考慮後，最後決定乖乖的到銀行提款，上工具店買一把吧！實在沒辦法省了！
BOSCH GSR 14,4-1，花了3500元，剛買回來的新工具。 充電器和另一個電池正在充電中 . . . .

看來組這一"腳"沒錢賺了，只能算賺到工具和電線吧。

應該是要買 BOSCH GSR 12(5000元)或 GSR 14,4(6000元)比較好用，但是經費實在不足，省點花，所以才買這個有加"-"的，型號加"-"是簡易型，功能差很多。
等到電池充好電，太陽也快下山了，趁著還有光線趕緊攻牙作業。

用這把新買的充電電鑽攻牙實在順利多了，一次 OK 沒有再弄斷攻牙頭。

相片為攻牙作業完成時。
再來趕緊將鋸好的線槽與鋁軌等鎖上螺絲，固定到底板上。

這種天氣，就算不動坐在陽台都會滿身大汗，我是一邊喝綠茶冰沙而汗是一邊流還一邊滴的。

不能露點，所以肚臍以下切掉。

反正在陽台也沒人看到，可以乾脆連短褲都脫掉，裸體來組裝吧！

已經將線槽和鋁軌固定好了，並且總開關、變頻器、電源濾波器等非軌道型零件也一併固定。

終於！底板的五金加工幾乎已經完成，而天也快黑了！

再把底板扛到客房，將零件逐一夾到軌道上固定好後，準備開始底板的配線作業。

整個房間還是像戰場一樣亂。

底板的配線大致上已經完成(各位用看的實在很快)。

一堆電線看起來是不是覺得亂亂的 。
電線亂亂的沒關係，線槽蓋蓋上去就不會了。

箱體的面板部份我就不再重覆了。
一樣是先經過 五金加工：
(1)面板上的方形儀表孔與選擇開關的圓孔是拿去給水刀切割加工的。
(2)將加工的孔上漆防鏽。
(3)安裝不鏽鋼 C 型鐵支架。
(4)依圖面裁鋸線槽與鋁軌。
(5)畫線與鑽孔。
(6)攻牙。
(7)安裝線槽與鋁軌。
(8)將多餘的備用孔位用定做來的壓克力板填塞好，圓孔是買現成的塞子填塞。

五金加工完成後再來就是將零配件夾上鋁軌固定好。就可以開始裝配電線了。

相片為配線剛完成時。

用說用看的很簡單，這個面板我進行了約 10天。

最後蓋上線槽蓋，面板組裝完成！

雖然面板組裝完成，但其實還有一件事情沒做，就是 PLC 尚未寫程式，必須寫好程式後灌進 PLC 內它才能工作。
箱體本身的五金加工反而是最簡單的：

(1)依照圖面畫出散熱風扇與插座等三個孔位。
(2)用電動線鋸機鋸出孔位。
(3)用銼刀將孔位銼平整。
(4)鑽孔與攻牙。
(5)孔位側邊上漆防鏽。


只是事前幾天就開始思索要如何鋸，怕鋸壞了！
安裝扇熱風扇的風扇框

進氣孔由於有過濾棉，所以故意加大尺寸。

安裝散熱風扇

空氣由內向外排出，所以不需要安裝過濾棉。
安裝外部臨時用插座。

還刻意去找這種有蓋子的插座面板。
外部插座蓋板完成。

夠漂亮了吧！
我那一"腳" 沒有做這個外部插座，所以要用個噴肥噴藥的噴霧機都沒地方插。

箱體加工完成！

整個控制箱的三個部份(底板、面板與箱體)已經分別完成了。

再來可以開始將這三個部份合體，不過合體後重量一定會很重，我將無法搬動，所以先將這三個部份分別扛到我家樓下 。

合體完成！



合體完成後不代表完工了，還有一些電線需要裝配，當然這些電線就是這三個部份裡有互相連結關係的線。

(圖一)：箱體扇熱風扇的電源線 ，它必須連接到底板上。

(圖二)：面板的各種儀表所需的電源線也要連接到底板上。

(圖三)：面板儀表也有一些控制線也要連接到底板上。
還好有找到這一個轉接模組可用， 遺憾的是沒有 2 個( 1 對)，不過即使只有 1 個也可以幫我省一些事。
(圖一)：箱體扇熱風扇的電源線 。


(圖二)：面板的各種儀表所需的電源線也要連接到底板。(到現場再接線)


(圖三)：面板儀表有一些控制線也要連接到底板上。(也是到現場再接線)
控制箱的組裝雖然已經完成，但是我還有一些文書工作還沒有做，就是編寫 "操作手冊"。

編輯、列印，並裝訂程冊，
這是要交給使用者的文件，動作越複雜的控制箱不能只是口頭教一教就了事。





還有一些事是必須到現場才能做的 . . . .  
   
   

未 完 待 續 . . . .