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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


Mangueras (Ver Imagen N05) Material: Plstico

Largo 1: 2 m (bomba de agua)

Largo 2: 1m (bomba de detergente)Imagen N05: Mangueras


Bombas para agua (Ver Imagen N06) Bombea el agua con shampoo y agua pura

Cantidad: 2Imagen N06: Bombas para agua


Motores (Ver Imagen N07) Brand Name: SAYAMA GEARED MOTOR

Cantidad: 3

Imagen N07: Motores


Ventilador de pc (cooler) (Ver Imagen N08) Cantidad: 3

Imagen N08: Ventilador de pc


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


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


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:


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:


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


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


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)



INI y DM1H2 se mantienen energizados (cerrados), la corriente pasa por la bobina M1A

(Motor Anti horario). (Ver Imagen N 18)


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)


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

SC. (2001). PLC programables. Recuperado el 24 de mayo de 2015, de: http://www.sc.ehu.es/sbweb/webcentro/automatica/WebCQMH1/PAGINA%20PRINCIPAL/PLC/plc.htm Universidad de Castilla. Programacin de un PLC. [En lnea] Recuperado el 23 de mayo de 2015, de: https://www.uclm.es/profesorado/rcarcelen_plc/PROG.HTM

Canto, C. (2014). Sensores Inductivos. [En lnea] Recuperado el 23 de mayo de 2015, de: http://galia.fc.uaslp.mx/~cantocar/automatas/PRESENTACIONES_PLC_PDF_S/24_SENSORES_INDUCTIVOS.PDF Vildosola, E. (s.f.). Actuadores. Editorial Soltex Chile S.A. Recuperado el 23 de mayo de 2015, de: http://www.aie.cl/files/file/comites/ca/abc/actuadores.pdf Sirai (2011). Electrovlvulas para aplicaciones generales. [En lnea] Recuperado el 23 de mayo de 2015, de: http://www.panelserver.net/pertegazsl/ElectroValvulas.pdf

Bliblioises. (2012). Motor DC. Recuperado el 23 de mayo de2015, de: http://www.biblioises.com.ar/Contenido/500/530/A%2091%20Motores%20de%20corriente%20continua.pdf 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

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