Caso de estudio · Automatización de lavado de coches · PLC Arduino
Jabón, agua, cepillos y aire en un orden fijo. Un PLC Arduino gestiona todo el ciclo.
Cómo un M-Duino 19R de Industrial Shields automatiza un túnel de lavado: detecta el coche, lo mueve por la cinta y temporiza el enjabonado, el lavado y el secado, para que cada lavado use menos agua, menos personal y menos tiempo que uno manual.
Lavar un coche a mano es sencillo.
También es lento, exige personal y gasta mucha agua.
El lavado de coches se hace sobre todo a mano en talleres y centros de servicio, lo que supone más agua, más mano de obra y más tiempo. El sistema automático de este caso está controlado por un PLC industrial basado en Arduino y está pensado para reducir los tres.
El reto
Hacer cada lavado igual, sin un operario en cada paso.
Cuando un coche entra en la nave, una secuencia fija debe arrancar sola: enjabonado, lavado y secado, mientras una cinta transportadora lleva el coche hasta el final del recorrido.
Agua
La automatización ayuda a reducir el agua desperdiciada respecto al lavado a mano.
Personal
Como el sistema funciona solo, hace falta menos personal para operar el lavado.
Tiempo
El control automático de cada fase reduce el tiempo de cada lavado.
Detectar el coche automáticamente
Una célula de carga detecta un peso similar al de un vehículo. También se puede usar un sensor de infrarrojos u otro sensor de presencia, y sensores de movimiento podrían sustituir a los temporizadores para detectar cuándo llega el coche a cada fase.
Cómo funciona
Una secuencia, tres temporizadores, un controlador.
Todo el ciclo se ejecuta en el mismo PLC Arduino industrial. Inicia un lavado para ver qué salidas activa el PLC en cada fase.
La célula de carga inicia el ciclo
Cuando la célula de carga de la entrada detecta un peso similar al de un vehículo, el PLC arranca el motor de la cinta transportadora y empieza a contar los temporizadores de enjabonado, lavado y secado.
- Entrada: célula de carga en una entrada analógica con interrupción
- Alternativa: sensor de infrarrojos en una entrada digital
- Salida: motor de la cinta en una salida digital
Simulación ilustrativa. Los tiempos de cada fase están acortados y no son datos de la instalación.
Enjabonado, lavado y secado
Para el enjabonado, el PLC actúa sobre la bomba dosificadora de jabón. Cuando termina ese tiempo, activa la bomba de lavado y, a la vez, el relé que controla los tres motores de los cepillos. Con el tercer temporizador, los ventiladores inician el secado.
- Relé 1: bomba dosificadora de jabón
- Relé 2: tres motores de los cepillos
- Relé 3: bomba de agua
- Relé 4: ventilador de secado
La cinta está en marcha durante todo el ciclo. Amarillo: salida activada en esa fase.
Final de carrera y botones manuales
La cinta lleva el coche hasta el final del recorrido. Cuando el final de carrera lo detecta, se cierra todo el proceso. Los botones manuales de ON y OFF permiten al operario poner en marcha o parar el sistema cuando hace falta.
- Entrada: final de carrera al final del recorrido
- Entradas: botones manuales ON y OFF
- Resultado: el proceso se cierra y espera el siguiente coche
Ilustración esquemática.
Arquitectura del sistema
Todas las señales, de principio a fin.
El esquema de cableado original de la instalación, redibujado. Sensores y botones a la izquierda, el PLC en el centro y las cargas a la derecha.
| Señal | Dirección | Tipo | Función |
|---|---|---|---|
| Célula de carga | Sensor → PLC | Entrada analógica con interrupción | Detecta un peso similar al de un vehículo e inicia el ciclo |
| Sensor de infrarrojos | Sensor → PLC | Entrada digital | Detecta la presencia del coche |
| Botón ON | Operario → PLC | Entrada digital | Pone en marcha el sistema manualmente |
| Botón OFF | Operario → PLC | Entrada digital | Para el sistema manualmente |
| Motor de la cinta | PLC → motor | Salida digital | Mueve el coche a lo largo del lavado |
| Bomba dosificadora de jabón | PLC → bomba | Relé 1 · ON/OFF | Fase de enjabonado |
| Motores de los cepillos (3) | PLC → motores | Relé 2 · ON/OFF | Frotan el coche durante la fase de lavado |
| Bomba de agua | PLC → bomba | Relé 3 · ON/OFF | Fase de lavado |
| Ventilador | PLC → ventilador | Relé 4 · ON/OFF | Fase de secado |
Por qué un PLC basado en Arduino
Hardware industrial, código abierto.
Todo el ciclo en un programa
La detección, los tres temporizadores, la cinta y las cuatro salidas de relé se ejecutan en el mismo programa y en el mismo controlador.
Relés para las cargas
La versión de relés del M-Duino activa la bomba de jabón, los cepillos, la bomba de agua y el ventilador directamente desde sus salidas.
Abierto y adaptable
La secuencia está escrita en código Arduino, así que los temporizadores se pueden sustituir por sensores de movimiento que detecten cuándo llega el coche a cada fase.
Hardware utilizado
Un solo controlador en el carril DIN.
M-Duino Ethernet PLC Arduino 19R+
El caso original usa el M-Duino 19R, la versión de relés de la familia M-Duino basada en Arduino Mega. El 19R+ es su versión actual.
- Entradas
- 6 (4 analógicas 0-10 V)
- Salidas
- 11 (8 relés, 3 analógicas/PWM)
- Comunicaciones
- Ethernet, RS-485, RS-232, TTL, I2C, SPI
- Alimentación
- 12 a 24 Vdc, IP20
Preguntas sobre este caso
¿Cómo sabe el sistema que ha entrado un coche?
Una célula de carga detecta un peso similar al de un vehículo y el PLC inicia el ciclo. En su lugar se puede usar un sensor de infrarrojos u otro sensor de presencia.
¿Por qué se usan temporizadores en cada fase?
El enjabonado, el lavado y el secado duran un tiempo fijo, así que el PLC necesita un retardo para cada salida. Se usan tres temporizadores. La alternativa son sensores de movimiento que detecten cuándo llega el coche a cada fase.
¿Qué salidas activa el PLC?
Una salida digital para el motor de la cinta y cuatro relés: la bomba dosificadora de jabón, los tres motores de los cepillos, la bomba de agua y el ventilador de secado.
¿Cuándo se activan los cepillos?
Cuando termina el tiempo de enjabonado, el PLC activa la bomba de lavado y, a la vez, el relé que controla los tres motores de los cepillos para frotar el coche con jabón.
¿Cómo termina el ciclo?
La cinta lleva el coche hasta el final del recorrido. Cuando el final de carrera lo detecta, el PLC cierra todo el proceso.
¿Puede el operario parar el lavado?
Sí. Los botones manuales ON y OFF están conectados a entradas digitales del PLC para poner en marcha o parar el sistema cuando hace falta.
Descarga el caso de estudio
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