IMPLEMENTACIN DE UN PROTOTIPO DE TREN DE LAVADO AUTOMTICO DE
AUTOMVILIMPLEMENTATION OF A PROTOTYPE OF TRAIN AUTOMATIC CAR
WASHRenato Avila C., Jos Chicoma G., Marcela Garca S., Gino
Rodrguez A., Gustavo Vega O.UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE
Resumen
El presente trabajo tiene como objetivo presentar una propuesta
de implementacin de un prototipo de un tren de lavado de autos
automatizado. Adems, nos servir para integrar los conocimientos
dados en el curso de Automatizacin Industrial con el fin de poder
aplicarlo en este proyecto.A travs de la investigacin se determin
las necesidades del mercado de lavados de autos. Hoy en da la
mayora de los lavaderos de automviles en nuestro pas realizan sus
operaciones de manera manual, donde una persona lava el automvil
mediante una manguera. Pero en pases ms desarrollados ya se han
implementado procesos de lavado automtico de fcil uso.
Primero, se hizo un anlisis del prototipo que bamos a presentar
para el proyecto est en ptimas condiciones para poder
sustentarlo.Despus, con la ayuda de un asesor nos permiti tener una
visin de cmo armar nuestro prototipo y conocer los elementos que
utilizaremos para este proyecto.Finalmente esperamos que este
trabajo sirva de ayuda o aporte al campo de la investigacin dentro
de lo que respecta al rea de Ingeniera Industrial.AbstractThe
present work aims to present a proposal for implementation of a
prototype of a train car wash automated. In addition, we will serve
to integrate the knowledge given in the course of Industrial
Automation in order to apply it to this project.Through research it
was determined the needs of the market for car washes. Today most
of the sinks of cars in our country carry out their operations in a
manner manual, where a person washes the car through a hose. But in
most developed countries have already been implemented automatic
washing processes for easy use.First, an analysis was made of the
prototype that we were going to submit to the project in the best
conditions to be able to defend it. Then, with the help of an
adviser allowed us to create a vision of how to build our prototype
and know the elements that we will use for this project.Finally, we
hope that this work may serve as a help or contribution to the
field of research within the area of Industrial Engineering
Palabras clave (Key Word)Prototipo, Auto Lavado, Automatizacin
Industrial, Anlisis, Ingeniera Industrial. I. Introduccin:En la
actualidad la automatizacin industrial se ha convertido en una
disciplina de la ingeniera en pleno desarrollo y de gran
importancia para todos los sectores industriales, ya que permite
mejorar la productividad de las empresas, calidad de sus productos,
flexibilidad y seguridad laboral. Esta se puede definir como el uso
de sistemas computarizados y electromecnicos que controlan
maquinarias o procesos industriales.
Sin embargo la automatizacin industrial no solo puede intervenir
en los proceso de produccin, sino tambin en la prestacin de un
servicio. Tradicionalmente, la mayora de los servicios han sido el
resultado de procesos que se realizan en su mayor parte, sino en su
totalidad, en contacto directo entre el cliente y los
representantes de la empresa prestataria del servicio, en un
contexto organizativo determinado. No obstante, actualmente muchos
investigadores han reconocido la importancia de la tecnologa en la
prestacin del servicio. En las ltimas dcadas se ha producido en un
gran nmero de relaciones de servicio una sustitucin total o parcial
del personal en contacto por medios tecnolgicos. De esta manera se
puede decir que la automatizacin industrial no solo puede
intervenir en los proceso de produccin, sino tambin en la prestacin
de un servicio.
Hoy en da la mayora de los lavaderos de automviles en nuestro
pas realizan sus operaciones de manera manual, donde una persona
lava el automvil mediante una manguera. Pero en pases ms
desarrollados ya se han implementado procesos de lavado automtico
de fcil uso.
Por ello, el objetivo de este proyecto es realizar desarrollo e
implementacin de un prototipo de Tnel de Lavado Automtico de
Automvil, este consiste en una mquina que lava el automvil por
chorros de agua a alta presin, el cual deber ser controlado por
sensores, con los cuales se puede determinar las acciones a tomar,
sabiendo en cada momento el estado de los mismos.Segn Domingo
(2003) en un proceso automatizado, la obtencin y tratamiento de la
informacin obliga a disear una infraestructura de comunicaciones,
con distintos niveles de funcionalidad, que contemple las
peculiaridades de cada una de las zonas donde se la requiera. Por
otro lado, elevar el grado de automatizacin pasa por un mayor
conocimiento del proceso productivo, en el que se ven involucradas
la observacin y la operacin de un mayor nmero de variables de
medida y de control, la mayor interactividad entre los diferentes
dispositivos que intervienen y el reporte a los centros de decisin
de aquellos datos de inters que permitan incidir sobre el proceso.
Adems, para canalizar la informacin que se deriva de un proceso
automatizado, se requiere habilitar plataformas de comunicaciones
distintas: las que enlazan sensores y/o actuadores con equipos de
medida o control ubicados en la propia planta, las de nivel
intermedio utilizadas para centralizar la informacin del proceso
(redes, LAN).Bocanegra Villa, David y Martnez Carvajal, Guillermo
(2008); en su tesis Mquina de Auto lavado Automtico concluye:
Al disear e implementar un lavado automotriz automtico se
obtiene un proceso eficiente. Optimizando el tiempo y ciclo de
operacin del sistema maximizando la operacin de trabajo, tanto de
la maquina como del operador, mejorando la calidad del servicio
para mantener e incrementar la cartera de clientes.
Adems, GARCA LOZANO, Miriuxi y PAZMIO RODRGUEZ, Mirna (2012); en
su tesis Proyecto de Inversin para la implementacin de una lavadora
automtica para vehculos en la va a Samborondn concluye:
Se obtendr una alta aceptacin de clientes en el mercado objetivo
que estaran dispuestos a utilizar el servicio de lavado
automatizado para optimizar el tiempo de espera con respecto a
otros centros de lavado.II. Material y mtodos: El presente estudio
utilizar los conocimientos adquiridos en el curso de Automatizacin
Industrial, que se basa en un estudio del sistema elctrico, sistema
lgico y el conocimiento del uso de sensores y dems instrumentos
electrnicos que nos ayudarn en la automatizacin de los
procesos.
Asimismo, se utilizaron diferentes libros referidos a la
automatizacin industrial, para poder manejar, entender, analizar e
interpretar cada uno de los temas desarrollados en este proyecto.a.
Representacin de un tren de lavado automtico
Figura N1: Representacin del tren de lavado
Fuente: Kingcarwash.com
b. Descripcin del proceso de lavado ENTRADA
El operario debe de verificar que la luz de color verde este
encendida, para poder colocar el automvil en la plataforma, salir
de l y pulsar el botn STAR para dar inicio al proceso.
En caso de que la luz que est prendida sea de color rojo, el
operario deber esperar a que el tnel de lavado automtico de
automvil termine el proceso anterior y que la plataforma que
transporta el automvil regrese a su estado inicial.
PRELAVADO
En esta primera etapa, el automvil ingresar a travs del primer
arco del tnel, el cual disparar a travs de una manguera rociadora,
chorros de una mezcla de agua con jabn especial, que servir para
ablandar la suciedad.
CEPILLADO
En esta segunda etapa, el automvil pasa a travs de unos cepillos
verticales fijos los cuales estn ubicados a los laterales y un
cepillo horizontal el cual se encuentra encima del automvil (este
ltimo se adecuada a la altura del techo del automvil).
LAVADO
En esta tercera etapa, el automvil ingresar a travs del cuarto
arco del tnel, el cual disparar, a travs de una manguera rociadora,
chorros de agua con el fin de quitar restos de suciedad y de la
mezcla lquida de la etapa de prelavado.
SECADO
En esta cuarta etapa, el automvil pasa por unos ventiladores,
los cuales lo secarn, ya que estar cubierto del agua rociada en la
etapa anterior.SALIDA
Al finalizar el proceso de lavado en su totalidad, la plataforma
traslada el automvil al rea de salida. El operario retira el
automvil de la plataforma y esta regresa al rea de entrada,
encendindose la luz verde en la entrada.c. Construccin del
prototipoEstructura
Base de prototipo Esta base soporta todo la estructura del tnel
de lavado
Material: Aluminio. Arco de prototipo (Ver Imagen N02)
Tiene 5 arcos, el primero es para el lavado con shampoo, entre
el segundo y tercero para el paso del rodillo, el cuarto para el
enjuague con agua y el quinto para el rea de secado.
Material: AluminioImagen N02: Arco de prototipo
Fuente: Elaboracin propiaTapa de prototipo Material:
VidrioPlataforma para auto Es la base con la cual se transportar el
automvil desde la entrada hasta la salida del tren de lavado.
Material: AluminioRiel para recorrido (Ver Imagen N03) Es el que
ayudar a transportar el automvil.
Material: FierroImagen N03: Riel
Fuente: Elaboracin propia
Cadena de recorrido Es el complemento del riel.
Material: Pabilo
Longitud: 138 cmRodillos (Ver Imagen N04) Sirve ara limpieza del
vehculo, en cada costado y uno la parte superior.
Cantidad: 3 para limpieza del vehculo, en cada costado y uno la
parte superior.Imagen N04: Rodillos
Fuente: Elaboracin propia
Mangueras (Ver Imagen N05) Material: Plstico
Largo 1: 2 m (bomba de agua)
Largo 2: 1m (bomba de detergente)Imagen N05: Mangueras
Fuente: Elaboracin propia
Bombas para agua (Ver Imagen N06) Bombea el agua con shampoo y
agua pura
Cantidad: 2Imagen N06: Bombas para agua
Fuente: Elaboracin propia
Motores (Ver Imagen N07) Brand Name: SAYAMA GEARED MOTOR
Cantidad: 3
Imagen N07: Motores
Fuente: Elaboracin propia
Ventilador de pc (cooler) (Ver Imagen N08) Cantidad: 3
Imagen N08: Ventilador de pc
Fuente: Elaboracin propia
Sensores De Proximidad 4 sensores inductivos (Ver imagen N
09).
1 capacitivos (Ver imagen N10). Caractersticas: La longitud de
onda de trabajo es 0.08 y 1mm. Imagen N09: Sensores de proximidad
Inductivo
Fuente: Elaboracin propiaImagen N10: Sensores de proximidad
Capacitivo
Fuente: Elaboracin propiaIII. Resultado: Cuadro N01: Entradas y
salidas del PLC
ENTRADASALIDAS
STARTM1
STOPM2
S1M3
S2B1
S3B2
S4VE
S5
Fuente: Elaboracin propia
El proceso inicia al pulsar el Start se dar inicio al proceso
energizando la bobina INI (Inicio) con su contacto INI que se
cerrara y quedara enclavado, permitiendo que el Start se deje de
pulsar manualmente. (Ver imagen N11)Imagen N11: Iniciacin del
programa
Fuente: Elaboracin propia
Luego, como la bobina INI esta energizada su contacto INI se
cerrara y pasara la corriente hacia la bobina M1H y esta se
energizara permitiendo el movimiento de la faja, el sensor 1 y se
activara B1 (Bomba 1) permitir que salga agua con shampoo.
Asimismo, una vez que se detecta el sensor 2, automticamente el
sensor 1 se queda sin energa y se prende el M2 (Motor 2), los
cuales son los rodillos verticales y que harn el lavado del
automvil. Adems, una vez que se detecta el sensor 3, automticamente
el sensor 2 se queda sin energa y se activa el M3 (Motor 3), los
cuales son los rodillos horizontales que se usaran para limpiar la
superficie alta del automvil. Luego, una vez que se detecta el
sensor 4, automticamente el sensor 3 se queda sin energa y se
prende la B2 (Bomba 2) que permitir la salida del agua. (Ver Imagen
N12)
Imagen N12:Fuente: Elaboracin propia
Por otro lado, el proceso sigue con el contacto INI (Inicio)
energizado y la corriente pasa por el S5 (Sensor 5) la cual est
cerrado permitiendo el paso de la corriente hasta activar la bobina
ATTVE (Activacin del tiempo del ventilador), la cual energiza su
contacto ATTVE y se cierra permitiendo el paso de la corriente
(enclavado). (Ver Imagen N13)Imagen N13:
Fuente: Elaboracin propia
Siguiendo con el proceso, sigue energizado INI, pasando la
corriente por el contacto ATTVE cerrado energizando DM1H
(Desactivar motor 1 Horario), permitiendo que el automvil se quede
inmvil en la cmara de secado, es por eso que hay un tiempo
determinado de espera y desactiva el contacto DM1H cerrado,
quitando la corriente al motor M1H. (Ver Imagen N14)
Imagen N14:
Fuente: Elaboracin propia
INI y DM1H se encuentran energizados, cerrados sus contactos y
as permite el paso de la corriente hacia TS (Tiempo de secado),
donde habr un tiempo determinado de espera. Luego, la corriente
pasa por la bobina AM1H (Activar Motor 1 H) y su contacto AM1H
cerrado se abre y quita la energa a ATTVE (Activacin del tiempo de
ventilacin). (Ver Imagen N 15)Imagen N15: Sensores de proximidad
Capacitivo
Fuente: Elaboracin propia
INI y AM1H siguen energizados y as la corriente va hacia ATTR
(Activacin del tiempo
de retorno), se energiza y su contacto ATTR se cierra quedando
totalmente enclavado. (Ver Imagen N 16)
Imagen N16: Sensores de proximidad Capacitivo
Fuente: Elaboracin propia
Pasa la corriente por INI y ATTR cerrado, energiza TR (Tiempo de
retroceso), que a su vez energiza DM1H2 (Motor de giro), abriendo
el contacto DM1H2 desactivando el M1H (Motor Horario). (Ver Imagen
N 17)
Imagen N17: Sensores de proximidad Capacitivo
Fuente: Elaboracin propia
INI y DM1H2 se mantienen energizados (cerrados), la corriente
pasa por la bobina M1A
(Motor Anti horario). (Ver Imagen N 18)
Imagen N18: Sensores de proximidad Capacitivo
Fuente: Elaboracin propiaAl final, INI y DM1H2 como se mantienen
energizados pasa la corriente por TPI
(Temporizados de regreso al inicio) energizando la bobina RESET
y abre su contacto normalmente cerrado quitando la energa a INI
(Inicio). (Ver Imagen N 19)
Imagen N19: Sensores de proximidad Capacitivo
Fuente: Elaboracin propiaPresupuesto
Cuadro N02: Presupuesto del proyecto
Nombre del recursoCantidadCosto (soles)
Estructura del prototipo1S/ 225
Rodillos3S/ 27
Mangueras2S/ 6
Bombas2S/ 30
Cooler3S/ 18
Sayma Motor3S/60
Sensor Inductivo4S/160
Sector Capacitivo1S/50
Cables10S/10
Asesor1S/300
Borneras4S/ 4
Super Gloom4S/ 4
Hilo Pabilo1S/ 1
Transporte1S/40
Aceite para maquina1S/ 3
TOTALS/. 938
Fuente: Elaboracin propiaSimulacin
Control Remoto
Este control remoto se encuentra en una en un panel, el cual
permite inicial, parar y verificar el proceso de simulacin del Tnel
de lavado automtico. Sus elementos son: PLC, contactos de doble
giro, cables, morneras y rels trmicos. (Ver Imagen N 20)
Imagen N20: Control remoto
Fuente: Elaboracin propiaCONTROL LOCAL
El control local permite iniciar, parar y verificar si los
sensores han detectado al automvil para el funcionamiento de la
simulacin mediante el software. (Ver Imagen N21)Imagen N21:
Programa software del proyecto
Fuente: Elaboracin propiaIV. Conclusiones: Se implement un
prototipo de tnel de lavado automtico de automvil.
Se conoci el manejo del programa TwidoSuite.
Se procedi a la simulacin en el programa TwidoSuite del proceso
de lavado automatizado para automviles.
Analizamos el funcionamiento de los sensores, rels, PLC y
dispositivos elctricos dentro de la simulacin del proceso.VI.
Agradecimiento.Primeramente, nos gustaria agredecer sinceramente a
nuestro profesor de proyecto de Automatizacin Industrial, Dr. Ing.
Sixto Gardini Prado, por su dedicacin y apoyo en el transcurso del
ciclo acadmico.Sus conocimientos, sus orientaciones y su manera de
trabajar, han sido fundamentales para la realizacin de nuestro
proyecto.
De la misma forma agradecemos a la Universidad Privada del norte
por brindarnos sus instalaciones, y las herramientas necesarias
para la relizacin de nuestro.VII. Referencias Bibliogrficas
Libros
Domingo, J. (2003). Comunicaciones en el entorno Industrial.
Espaa: Editorial UOC. [Versin electrnica], Recuperado el 23 de Mayo
de 2015,de
https://books.google.com.pe/books?id=IAAK4pQpaK0C&pg=PA15&dq=proceso+automatizado&hl=es&sa=X&ei=tnJhVcyXK4ecNobogZAG&ved=0CCsQ6AEwAw#v=onepage&q=proceso%20automatizado&f=falseTesis
Bocanegra Villagmez David Samuel, Martnez Carbajal Guillermo.
Mquina de Autolavado Automtico. Escuela Superior de Ingeniera
Mecnica y Elctrica. Mxico D.F. 2008.
Garca Lozano Miriuxi Vanessa, Pazmio Rodrguez Mirna Susana.
Proyecto de Inversin para la implementacin de una lavadora
automtica para vehculos en la va a Samborondn. Escuela Superior
Politcnica del Litoral. Guayaquil 2012.
Documentos virtuales
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http://www.sc.ehu.es/sbweb/webcentro/automatica/WebCQMH1/PAGINA%20PRINCIPAL/PLC/plc.htm
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Recuperado el 23 de mayo de 2015, de:
https://www.uclm.es/profesorado/rcarcelen_plc/PROG.HTM
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Kingwashcar. (s.f.). Actuadores. Editorial Soltex Chile S.A.
Recuperado el 09 de Junio de 2015, de:
http://www.aie.cl/files/file/comites/ca/abc/actuadores.pdfhttp://www.kingcarwash.org/autolavadotunel.html