tren de lavado de vehiculo1

TREN DE LAVADO DE

VEHICULOS INDIVIDUAL

Autor : Juan Carlos Montes Castilla

INDICE

Presentación del proyecto

Características de la instalación

Elementos necesarios en la instalación. Características y funcionamiento

Secuencia de funcionamiento

Situaciones de emergencia

Diagrama de flujo (GRAFCET)

Listado de Entradas - Salidas

Dimensionado de PLC

Programa PLC

Referencias bibliográficas

1. Presentación de Proyecto

Programar el funcionamiento de un tren de lavado para coches. El tren de lavado será

para un sólo coche, no en continuo y dispone de 5 pasos:

Antes de proceder a realizar el lavado del coche, se seleccionará el tipo de lavado,

que puede ser una de estas 4 opciones:

1 .LAVADO ACLARADO SECADO

2 .Opción 1 + ESPUMA

3 .Opción 1 + ENCERADO

4 .Opción 2 + ENCERADO

2. Características de la instalación

El coche avanzará a cada una de las posiciones y se detendrá, una vez

realizada cada operación, el coche avanza al siguiente punto.

Cada una de las opciones excluye a las otras. Cada paso del proceso estará

controlado por la detección del coche por los correspondientes detectores de

posición.

Los elemento líquidos (agua, espuma…) serán aportados mediante la apertura

de electroválvulas y el secado mediante el accionamiento de un motor de

bomba de secado.

Cada etapa durará un tiempo fijo y sólo se activará si está seleccionado según

la opción de lavado.

3. Elementos necesarios en la instalación

La automatización de este túnel de lavado consta de los siguientes

elementos:

Detectores de posición de vehículo; para determinar en qué

paso se encuentra en cada parte del lavado.

Cinta transportadora; encargada de ir moviendo el vehículo de

un paso al siguiente.

Electroválvulas; para la aplicación de cada producto de lavado.

Bomba para el secado final.

Lámparas de señalización y estado; para visualizar el

funcionamiento en todo momento.

Se dispondrá un cuadro general de distribución con los elementos

necesarios de protección diferencial y magneto térmica adecuada para cada

elemento de la instalación, así como los contactores y relés de mando.

Los detectores de posición serán sensores ópticos de barrera tipo Réflex

con un alcance máximo de 8 metros, suficiente para asegurar la detección de

cualquier tipo de vehículo. Serán de la marca EATON modelo 14102AQD03 de

la serie Comet, con conexión a 3 hilos y conmutación NPN.

Para el movimiento de la cinta transportadora se utilizará un motor

trifásico asíncrono de 5,5 Kw a 400v. Para la protección de dicho motor se

utilizará un interruptor tipo PKZ M0-12 y contactor tipo DIL M17 con calibre

adecuado para 11,3 A. Una combinación de arrancador directo, inversor,

protección de motor y parada de emergencia con enclavamiento mecánico para

asegurar la imposible entrada de los 2 contactores al mismo tiempo con

referencia MSC-R-12-M17(230V50HZ)/BBA. Todo ello de la marca EATON.

Con este inversor podemos aplicar 2 sentidos de giro al motor y así deslizar la

cinta transportadora hacia adelante o atrás.

Las electroválvulas para la dosificación de líquidos serán de la marca

RPE serie mini, modelo 2100 – NCy conexión 1/8” hembra y unas dimensiones

de 65 x 45 x 40 mm. y un caudal de 5 L/min.

La bomba de secado final será otro motor trifásico asíncrono de 2,2 Kw a 400v.

Para la protección de dicho motor se utilizará un interruptor tipo PKZ M0-6,3 y

contactor tipo DIL M7 con calibre adecuado para 5 A. Una combinación de arrancador directo y protección de motor con referencia MSC-D-6.3-M7(230V50HZ) también de la marca EATON.

Asimismo se dispondrán lámparas de señalización y estado de cada

ciclo de lavado para asegurar una rápida visualización del proceso y sus

posibles fallos. Unos pilotos IP67 serie RMQ-Titan de la marca EATON con

referencia M22-L-… acoplable con una base Led, referencia M22-LED-… con

varios colores disponibles; blanco, rojo, verde y ámbar.

4. Secuencia de funcionamiento

El túnel de lavado funcionará de la siguiente manera:

Primeramente se colocará en auto en la marca de detección de vehículo

en la cinta transportadora para que la máquina pueda funcionar. Seguidamente

se seleccionará el programa de lavado que se desee ejecutar. Dicha selección

se puede realizar mediante pulsadores, interruptores de tarjeta o lector de

códigos etc. Una vez seleccionado el tipo de lavado, la máquina ejecutará

automáticamente el programa de lavado solicitado desplazando el vehículo por

los siguientes apartados y devolverá el auto al final del proceso solicitado para,

después de haber retirado el vehículo de la cinta, ésta vuelva de nuevo a su

posición inicial para poder recibir otro vehículo.

5. Situaciones de emergencia

Debido al proceso automático del sistema, la máquina dispondrá de un

pulsador de parada de emergencia con forma de seta que detendrá

inmediatamente el proceso ante cualquier eventualidad que pudiera producirse.

Este pulsador será con forma de seta, rojo sobre fondo amarillo con las

letras de parada de emergencia y desbloqueo por giro de la serie RMQ-Titan,

referencia M22-PVT45P con grado de protección IP67 y mecanismo anti

manipulación.

Diagrama de flujo (GRAFCET)

Con los datos obtenidos tendremos el siguiente diagrama Grafcet:

Detección Vehículo

Selección Lavado

Programa 1

Programa 2

Programa 3

Programa 4

Durante proceso

Lavado Lavado Lavado Lavado

Aclarado Espuma Aclarado Espuma Parada Emergencia

Secado Aclarado Encerado Aclarado

Inicio

Secado Secado Encerado

Secado Continua proceso

Fin Lavado

Retirada

Listado de Entradas y Salidas (E/S)

En este apartado enunciaremos el listado de entradas y salidas para nuestro

autómata:

Las entradas para el programa serán;

START E 124.0 BOOL

PROGRAMA 1 E 124.1 BOOL




EMERGENCIA E 124.5 BOOL

DETECTOR ENTRADA E 124.6 BOOL

DETECTOR 1 E 125.0 BOOL





Las salidas elegidas serán;

MOTOR SECADO A 124.0 BOOL

ELEC.VALVULA 1 – LAVADO A 124.1 BOOL

ELEC.VALVULA 2 - ESPUMA A 124.2 BOOL

ELEC.VALVULA 3 - ACLAR. A 124.3 BOOL

ELEC.VALVULA 4 - ENCERA. A 124.4 BOOL

MOTOR ADELANTE A 124.5 BOOL

STOP A 124.6 BOOL

ADELANTE A 124.7 BOOL

LUZ MARCHA A 125.0 BOOL

LUZ PARADA A 125.1 BOOL

LUZ EMERGENCIA A 125.2 BOOL

LUZ PROGRAMA 1 A 125.3 BOOL




MOTOR RETROCESO A 125.7 BOOL

Otros tipos de símbolos;

MARCAS FC 1 FC 1

PROCESO EMERGENCIA FC 2 FC 2

LAVADO M 0.1 BOOL

ESPUMA M 0.2 BOOL

SECADO M 0.3 BOOL

ACLARADO M 0.4 BOOL

ENCERADO M 0.5 BOOL

INICIO PROCESO M 0.6 BOOL

FIN DE CICLO M 0.7 BOOL

INICIO M 1.0 BOOL

ELEC.PROGRAMA 1 M 1.1 BOOL




PROCEMERGENCIA M 100.0 BOOL

TIEMPO LAVADO 1.3 T 1 TIMER

TIEMPO ESPUMA T 2 TIMER

TIEMPO SECADO T 3 TIMER

TIEMPO ACLARADO 1.2 T 4 TIMER

TIEMPO ENCERADO T 5 TIMER

TIEMPO LAVADO 2.4 T 6 TIMER

TIEMPO ACLARADO 3.4 T 7 TIMER

Dimensionado del Controlador Lógico Programable (PLC)

Según el listado de E/S del apartado anterior, necesitamos un total de 12

entradas y 16 salidas. Para cubrir nuestras necesidades hemos elegido un

PLC de Siemens modelo S-300, concretamente el modelo de CPU 314 C – 2

DP, con referencia del fabricante 6ES7 – 314 – 6CF00 – 0AB0. Dicha unidad

de CPU dispone de las siguientes características:

Memoria central 48KB; 0,1ms/1000 instrucciones; DI24/DO16 (24 entradas

digitales/16 salidas digitales); AI5/AO2 (5 entradas analógicas/2 salidas

analógicas integradas); 4 salidas de impulsos (2,5kHz); contaje y medida 4

canales con encoders incrementales 24V (60kHz); Función de

posicionamiento integrada; Conexión MPI+ DP (maestro DP o esclavo DP);

Configuración en varias filas de hasta 31 módulos; emisor y receptor para la

comunicación directa; equidistancia; routing; comunicación S7 (FBs/FCs

cargables); firmware V1.0.

Como vemos en su descripción, esta unidad dispone de 24 entradas y 16 salidas

digitales, suficientes para nuestra máquina.

Programa (PLC)A continuación, se detalla el programa utilizado para nuestro PLC: Primeramente

inicializamos la máquina:

CALL "PROCESO EMERGENCIA" //llamamos a la funcion emergencia

CALL "MARCAS" //llamamos a la funcion marcas

UN "INICIO" //si no está activa la marca de inicio

UN "LAVADO" //ni la marca de lavado

UN "ESPUMA" //ni la de espuma

UN "SECADO" //ni el secado

UN "ACLARADO" //ni el aclarado

UN "ENCERADO" //ni el encerado

UN "PROCEMERGENCIA" //ni la marca de emergencia

S "FIN DE CICLO" //activamos la marca de fin de ciclo

Luego se coloca el vehículo:

UN "INICIO PROCESO" //si no está activa la marca de inicio de

proceso

U "FIN DE CICLO" //activamos la marca de fin de ciclo

UN "PROCEMERGENCIA" //si no está activo el proceso de emergencia

UN "DETECTOR ENTRADA" //ni está activo el detector de entrada de

vehículo

S "ADELANTE" //se enciende la luz indicadora "ADELANTE"

R "STOP" //y no se enciende la luz de "STOP"

U "DETECTOR ENTRADA" //si se activa el detector de entrada

S "STOP" //se enciende la luz indicadora "STOP"

R "ADELANTE" //y se apaga la luz indicadora "ADELANTE"

Una vez colocado el vehículo, se ejecuta el programa de lavado elegido:

U "FIN DE CICLO" //si está activa la marca fin de ciclo

UN "LAVADO" //y no está activa la marca de lavado

UN "ESPUMA" //ni la de espuma

UN "SECADO" //ni el secado

UN "ACLARADO" //ni el aclarado

UN "ENCERADO" //ni el encerado

UN "PROCEMERGENCIA" //ni la marca de emergencia

U "STOP" //y se encuentra encendida la luz de "STOP"

U "INICIO" //y está activada la marca inicio

U( //la máquina está preparada para elegir el programa de lavado

O "PROGRAMA 1"

O "PROGRAMA 2"

O "PROGRAMA 3"

O "PROGRAMA 4"

) //una vez elegido el programa deseado

R "FIN DE CICLO" //reseteamos la marca de fin de ciclo

S "INICIO PROCESO" //activamos la marca de inicio de proceso

S "LUZ MARCHA" //se activa la luz de marcha

S "LAVADO" //se activa la marca de lavado

// todos los programas siempre comienzan con el lavado

U

U

"INICIO"

"DETECTOR 1"

//si está activada la marca inicio

//el vehículo sigue colocado

U "LAVADO" //y la marca de lavado activa

UN "PROCEMERGENCIA" //no estando activado el proceso de

emergencies

S "ELEC.VALVULA 1 - LAVADO" //se activa la electroválvula de lavado

U "LAVADO" //si la marca de lavado está activa

U( //y hemos elegido

O "ELEC.PROGRAMA 1" //la marca de programa 1

O "ELEC.PROGRAMA 3" //o la marca de programa 3

)

U "DETECTOR 1" //y detector 1 sigue activo

L S5T#10S //cargamos 10 segundos en el

acumulador

SE "TIEMPO LAVADO 1.3" //y lo transfiere al temporizador 1

U "TIEMPO LAVADO 1.3" //cuando acabe de contar el T1

S "ACLARADO" //se activa la marca de aclarado

R "ELEC.VALVULA 1 - LAVADO" //y resetea la electroválvula de lavado

//activaremos el proceso de espuma//si se ha elegido el programa 1 o 3, no leerá las siguientes líneas de cídigo porque no pasará por espuma

U "LAVADO" //si está activa la marca de lavado

U( //y hemos elegido

U "ELEC.PROGRAMA 2" //la marca de programa 2


)

U "DETECTOR 1" //y el detector 1 está activo

L S5T#10S //cargamos 10 segundos en el acumulador

SE "TIEMPO LAVADO 2.4" //y lo transfiere al temporizador 6

U "TIEMPO LAVADO 2.4" //cuando acabe de contar

S "ESPUMA" //activa la marca espuma

R "LAVADO" //resetea la marca lavado

R "ELEC.VALVULA 1 - LAVADO" //y resetea la electroválvula de lavado

//activamos ahora el proceso espuma, este sólo se activará si se elige el programa 2 o 4, ya que son los únicos que llevan espuma

U "ESPUMA" //si la marca espuma está activa

UN "DETECTOR 2" //y no está activo el detector 2

UN "PROCEMERGENCIA" //ni está pulsado la parada de emergencia

S "MOTOR ADELANTE" //se pone el motor de la cinta en

funcionamiento

U "ESPUMA" //si la marca espuma está activa

U "DETECTOR 2" //y cuando detector 2 esté activo

R "MOTOR ADELANTE" //se para la cinta transportadora

U "ESPUMA" //si la marca espuma está

activa

U "DETECTOR 2" //y el detector 2 también lo

está

UN "MOTOR ADELANTE" //y está parado la cinta

transportadora

U "PROCEMERGENCIA" //y no está activa la parada de

emergencies

S "ELEC.VALVULA 2 - ESPUMA" //se activa la electroválvula 2

L S5T#10S //se cargan 10 segundos en el

acumulador

SE "TIEMPO ESPUMA" //lo transferimos al temporizador 2

U "TIEMPO ESPUMA" //cuando acabe de contar

S "ACLARADO" //se activa la marca aclarado

U "ACLARADO" //si la marca aclarado está aciva

U "ESPUMA" //y la marca espuma

R "ESPUMA" //resetea la marca espuma

R "ELEC.VALVULA 2 - ESPUMA" //y resetea la electroválvula 2

//con la marca de aclarado activa, el túnel de lavado siempre ejecutará las siguientes órdenes

U "ACLARADO" //si la marca de aclarado está activa


UN "PROCEMERGENCIA" //ni la parada de emergencia

S "MOTOR ADELANTE" //se pone en marcha la cinta transportadora

U "ACLARADO" //si el aclarado está activo

U "DETECTOR 3" /y se activa el detector 3

R "MOTOR ADELANTE" //se para la cinta transportadora

UN "PROCEMERGENCIA" //si no está activa la parada de emergencia

S "ELEC.VALVULA 3 - ACLAR." //se activa la electroválvula de aclarado

//en este punto, según el programa elegido, habrá 2 posibilidades

//bien secado

U "ACLARADO" //si la marca aclarado está activa

U "DETECTOR 3" //y el detector 3 también

U( //y bien

O "ELEC.PROGRAMA 1" //está activa la marca del programa 1

O "ELEC.PROGRAMA 2" //o la marca del programa 2

)

UN "MOTOR ADELANTE" //y no está funcionando la cinta

transportadora

UN "PROCEMERGENCIA" //y no hay parada de emergencia activa

L S5T#10S //se cargan 10 segundos en el

acumulador

SE "TIEMPO ACLARADO 1.2" //lo transferimos al temporizador 4

U "TIEMPO ACLARADO 1.2" //cuando acabe de contar

S "SECADO" //se activa la marca de secado

R "ACLARADO" //se resetea la marca aclarado

R "ELEC.VALVULA 3 - ACLAR." //y resetea la electroválvula de

aclarado

//o bien encerado

U "ACLARADO" //si está activa la marca aclarado

U "DETECTOR 3" //y el detector 3 también lo está

U( //y bien

O "ELEC.PROGRAMA 3" //está activa la marca de programa 3


)

UN "MOTOR ADELANTE" //y no está funcionando la cinta transportadora

UN "PROCEMERGENCIA" //y no hay parada de emergencia activa

L S5T#10S //se vuelven cargar 10 segundos en el

acumulador

SE "TIEMPO ACLARADO 3.4" //se transfiere al temporizador 7

"TIEMPO ACLARADO 3.4" //cuando acabe de contar

S "ENCERADO" //se activa la marca encerado

R "ACLARADO" //se resetea la marca

aclarado

R "ELEC.VALVULA 3 - ACLAR." //y resetea la electroválvula de

aclarado

//después del aclarado del programa 3 y 4 se activa el encerado

U "ENCERADO" //si la marca de encerado está activa



S "MOTOR ADELANTE" //se pone en marcha la cinta transportadora

U "ENCERADO" //si la marca de encerado se encuentra activa

U "DETECTOR 4" //y el también el detector 4

R "MOTOR ADELANTE" //se detiene la cinta transportadora

UN "PROCEMERGENCIA" //si no está activa la parada de emergencia

S "ELEC.VALVULA 4 - ENCERA." //se activa la electroválvula de

encerado

L S5T#10S //se cargan 10 segundo en el

acumulador

SE "TIEMPO ENCERADO" //se transfiere al temporizador 5

U "TIEMPO ENCERADO" //cuando acabe de contar

S "SECADO" //activa la marca secado

U "SECADO" //si el secado está activo

U "ENCERADO" //y la marca de encerado también lo

está

UN "PROCEMERGENCIA" //y no está activa la parada de

emergencia

R "ENCERADO" //se resetea la marca encerado

R "ELEC.VALVULA 4 - ENCERA." //y se resetea la electroválvula de

encerado

//por último se activa el secado, todos los programas acaban siempre con el secado del vehículo

U "SECADO" //si está activa la marca de

secado

UN "DETECTOR 5" //y el detector 5 no lo está


U

U

"SECADO"

"DETECTOR 5"

//si está activa la marca de secado

//y el detector 5 también

R "MOTOR ADELANTE" //se detiene la cinta transportadoraS "MOTOR ADELANTE" //se pone en marcha la cinta

transportadora

U "SECADO" //si está activa la marca de

secado

U "DETECTOR 5" //y el detector 5 también

UN "MOTOR ADELANTE" //y no está en marcha la cinta

transportadora

UN "PROCEMERGENCIA" //y no está activa la parada de

emergencia

S "MOTOR SECADO" //se activa el motor de secado

L S5T#10S //se cargan 10 segundo en el acumulador

SE "TIEMPO SECADO" /se transfiere al temporizador 3

U "TIEMPO SECADO" //cuando acabe de contar

R "SECADO" //reseteamos la marca secado

R "MOTOR SECADO" //paramos el motor de secado

S "FIN DE CICLO" //y se activa la marca de fin de ciclo

U "FIN DE CICLO" //cuando la marca de fin de ciclo esté

activa

S "LUZ PARADA" //se enciende la luz de parada

R "INICIO PROCESO" //se resetea la marca de inicio de

proceso

R "LUZ MARCHA"

R "LUZ PROGRAMA 1"

R "LUZ PROGRAMA 2"

R "LUZ PROGRAMA 3"

R "LUZ PROGRAMA 4" //y se resetean todas las luces de

programa

UN "DETECTOR ENTRADA" //si no se detecta la entrada

UN "PROCEMERGENCIA" //ni está activada la parada de emergencies

U "FIN DE CICLO" //y está activada la marca de fin de ciclo

S "MOTOR RETROCESO" //se pone en marcha la cinta

transportadora

U "DETECTOR ENTRADA" //cuando se active el detector de entrada

R "MOTOR RETROCESO" // se para la cinta transportador nuevamente

A continuación se describe la programación de la función MARCAS:

U "START" //si activamos el botón de START

= "INICIO" //se activa la marca INICIO

U

=

"PROGRAMA 1"

"ELEC.PROGRAMA 1"

//si se activa el programa 1

//se activa la marca de programa 1

U "ELEC.PROGRAMA 1" //si está activada la marca de programa 1U "INICIO PROCESO" //y está activada la marca de inicio de proceso

S "LUZ PROGRAMA 1" //se enciende la luz de programa 1

U "PROGRAMA 2" //si se activa el programa 2

= "ELEC.PROGRAMA 2" //se activa la marca de programa 2

U

=

"PROGRAMA 1"

"ELEC.PROGRAMA 1"

//si se activa el programa 1

//se activa la marca de programa 1

U "ELEC.PROGRAMA 1" //si está activada la marca de programa 1

U "INICIO PROCESO" //y está activada la marca de inicio de proceso

S "LUZ PROGRAMA 1" //se enciende la luz de programa 1


= "ELEC.PROGRAMA 2" //se activa la marca de programa 2

U

U

"ELEC.PROGRAMA 2"

"INICIO PROCESO"

//si está activada la marca de programa 2

//y está activada la marca de inicio de procesoS "LUZ PROGRAMA 2" //se enciende la luz de programa 2


= "ELEC.PROGRAMA 3" //se activa la marca de programa 3U "ELEC.PROGRAMA 3" //si está activada la marca de programa 3U "INICIO PROCESO" //y está activada la marca de inicio de procesoS "LUZ PROGRAMA 3" //se enciende la luz de programa 3U "PROGRAMA 4" //si se activa el programa 4= "ELEC.PROGRAMA 4" //se activa la marca de programa 4U "ELEC.PROGRAMA 4" //si está activada la marca de programa 4U "INICIO PROCESO" //y está activada la marca de inicio de procesoS "LUZ PROGRAMA 4" //se enciende la luz de programa 4U "FIN DE CICLO" //si se activa la marca de fin de ciclo= "LUZ PARADA" //se enciende la luz de parada

Y por último, la función de parada de emergencia:

U

S

"EMERGENCIA"

"PROCEMERGENCIA"

//si se activa la seta de emergencia

//se activa el proceso de parada de emergencia

S "LUZ EMERGENCIA" //se enciende la luz de emergencia

S "LUZ PARADA" //y se enciende la luz de parada

//aquí la máquina está detenida y avisando de la emergencia

U "START" //si se pulsa de nuevo el botón START

UN "PROCEMERGENCIA" //y no está activa la parada de emergencia

R "PROCEMERGENCIA" //resetea el proceso de parada de emergencia

R "LUZ EMERGENCIA" //resetea la luz de emergencia

R "LUZ PARADA" //y resetea la luz de parada

//la máquina vuelva a ponerse en funcionamiento en el punto en el que quedó

U

O

"MOTOR ADELANTE" "MOTOR

RETROCESO"

//si la cinta está funcionando hacia adelante

//o está funcionando hacia atrás

U "PROCEMERGENCIA" //y se activa la marca de emergenciaR "MOTOR ADELANTE"R "MOTOR RETROCESO" //se resetean ambas salidas de motor de la cinta

Referencias Bibliográficas

Para la elaboración de este proyecto se han utilizado las siguientes referencias

bibliográficas y digitales:

- ABB – Catálogo de aparamenta de mando y control.

- General Electric – Catálogo de aparamenta modular.

- ABB – Motores trifásicos asíncronos. Catálogo general.

- EATON – Soluciones para industria y maquinaria.

- Youtube – Vídeos explicativos sobre automatismos industriales

- Manual de asignatura. SEAS.

- http://campus.seastecnico.com/webinars/index/index

- https://onsync.digitalsamba.com/play/tic4estudiosabiertos/24814-fcparam

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