Automatyka automyjni

-- niedziela, 01 lipiec 2007

Wyposażona w sterowniki PLC, sensory optyczne, czy też łącza Ethernetu, myjnia „Tunnel Commander” nie jest tą myjnią samochodową, którą pamiętają nasi ojcowie

TO MOŻE wyglądać jak zwykła myjnia samochodowa – przynajmniej z zewnątrz. Jednak w środku kryje zaawansowane systemy kontrolne, których zastosowanie pozwoliło na znaczne zredukowanie zużycia wody, środków czyszczących, czasu i energii

Współczesne automatyczne myjnie samochodowe nie sprawiają wrażenia, jakby potrzebowały więcej nowoczesnych rozwiązań z dziedziny automatyki przemysłowej. Kiedy twój samochód znajdzie się już w tunelu, po wyłączeniu silnika nie musisz nawet kiwnąć palcem, a i tak sam dzielnie pokona swoją drogę poprzez system maszyn myjących. Ale ludzie stojący po drugiej stronie – ci, którzy płacą rachunki za utylizację szkodliwych substancji i ponoszą koszty eksploatacji myjni – są innego zdania; dobrze wiedzą, że nie są one zautomatyzowane wystarczająco.

Tajemnicą poliszynela jest fakt, iż nie wszystkie myjnie automatyczną są tak efektywne i ekonomiczne, jak mogłyby być. I nie jest tutaj kwestią odzyskiwanie wody zużytej w procesie mycia, jej filtracja i ponowne użycie. Chodzi o niewystarczający stopień kontroli położenia samochodu w tunelu, jego pozycji w stosunku do maszyn szczotkujących, rozpylaczy, nastryskiwaczy. Maszyny uruchamiają natrysk wody i środków chemicznych na długo przed pojawieniem się samochodu w ich zasięgu i kontynuują proces w chwili, gdy samochód dawno już opuścił ich stanowisko. – Za każdym razem woda i płyny czyszczące trafiają w powietrze, a to najzwyklejsza strata pieniędzy – stwierdza Mike Gammons, dyrektor operacyjny w National Car Wash (USA).

Dochodzą do tego także koszty personelu obsługi stacji. Jak twierdzi Gammons, typowa myjnia automatyczna potrzebuje przynajmniej 6 ludzi obsługi odpowiedzialnych między innymi za napełnianie płynami odpowiednich sekcji maszyn. – Jeśli chcesz zmniejszyć koszty zatrudnienia, musisz zautomatyzować więcej procesów – mówi Gammon.

Zespół National Car Wash jest szczególnie silnie zmotywowany do podjęcia działań mających na celu minimalizację kosztów. Między innymi dlatego wspólnie ze specjalistami ze Schneider Electric spróbowali opracować nowy system automatycznej kontroli uwzględniający wszystkie aspekty funkcjonowania myjni samochodowych.

National nie jest zresztą jedyną firmą podejmującą działania w tym kierunku. Również w Niemczech firma WashTec AG (wykorzystująca zresztą amerykańskie urządzenia serii MarkVII) korzysta z własnego, opatentowanego rozwiązania, które pozwala na bardziej zaawansowaną kontrolę maszyn i ruchu samego pojazdu w tunelu. System ten wykorzystuje mikroprocesory nie tylko do kontroli ruchu, ale także ciśnienia pracy szczotek, monitorując zużycie energii przez ich napędy, jak i napędy prowadnic rolkowych. We wrześniu ubiegłego roku firma wprowadziła laserowy skaner 3D, ktorego działanie polega na mierzeniu konturów nadwozia każdego wjeżdżającego do myjni samochodu tak, by dokładnie sterować kolejnością uruchamiania odpowiednich systemów.

Pomimo tych wszystkich przykładów zaimplementowania najnowocześniejszych rozwiązań technicznych w każdej myjni samochodowej można znaleźć jeszcze wiele obszarów dla ich zastosowania. Zwłaszcza z puktu widzenia rozwiązań dla automatyki.

– Większość „automatycznych” myjni samochodowych to nadal przede wszystkim systemy mechaniczne – zauważa Ian Hitchins, dyrektor ds. aplikacji i rozwiązań Schneider Electrics.

Ale rynek rozwija się. W USA działa ponad 102 500 myjni samochodowych, które generują ponad 23 miliardy USD obrotów rocznie (według Marka Thorsby’ego, dyrektora amerykańskiego Stowarzyszenia Myjni Samochodowych). Około 40% spośród nich to automaty samoobsługowe, opłacane kartą lub monetami. Kolejne 40% stanowią myjnie automatyczne, w których samochód pozostaje nieruchomy, a przesuwają się wzgędem niego same urządzenia. Pozostałe 20% to myjnie tunelowe różnego typu, wykorzystujące m.in. przenośniki rolkowe.

Tunele pod kontrolą

System myjni automatycznej, produkowany przez National Car Wash pod nazwą „Tunnel Commander”, wykorzystuje praktycznie pełną gamę produktów z zakresu automatyki, oferowanych przez Telemecanique, w tym sterowniki PLC, kontrolery silników, automatyczne rozruszniki etc. Również czujniki fotoelektroniczne, instalowane na kolejnych bramkach tunelu myjni, pochodzą z oferty wspomnianej firmy. W sumie automatyka systemu dysponuje 64 urządzeniami wejścia/wyjścia. Przemysłowa sieć Ethernet zapewnia przesył danych i pełną komunikację elementów systemu między sobą.

Sam system został podzielony na dwa główne bloki, podsystemy: pierwszy z nich odpowiada za kontrolę mechaniki urządzeń pracujących w tunelu – rolek odpowiedzialnych za transport samochodu i szczotek myjących nadwozie. Drugi – za pracujące ze zmienną prędkością, ciśnieniem i w różnych położeniach spryskiwacze. – Wystarczy zestawić nasze rozwiązania z tym, co można znaleźć w tradycyjnych myjniach samochodowych; tam był tylko automatyczny włącznik całego systemu, podlegający programatorowi wyboru opcji mycia. Żadnych urządzeń kontrolnych, żadnych sygnałów zwrotnych – dodaje Gammons.

Jednym z najciekawszych rozwiązań charakterystycznych dla „Tunnel Commandera” jest monitorowanie pozycji pojazdu przejeżdżającego przez myjnię. System kontroli silników prowadnic rolkowych, w połączeniu z czunikami fotoelektonicznymi wykrywającymi położenie zderzaków samochodów względem kluczowych punktów kolejnych elementów instalacji, pozwala na zachowanie odległości między samochodami z dokładnością rzędu 25 mm (!). Wykorzystane sterowniki bazują na technologii Schneidera.

Oczywiście, tradycyjne myjnie samochodowe także wykorzystują czujniki optyczne – chociażby po to, by system „stwierdził” wjazd samochodu do tunelu myjni. Na tej podstawie uruchomione zostają m.in. szczotki i natryski. Ale system taki pozbawiony jest dokładności i swoistej finezji: urządzenia zostają włączone na długo zanim samochód znajdzie się w ich zasięgu bądź też zbyt późno i może się zdarzyć, iż szczotki zaczynają pracować na suchym nadwoziu. Zaawansowana kontrola pozwala zaoszczędzić zarówno wodę, jak i środki chemiczne. I chociaż to ostatnie może wydawać się nie tak istotne, zdaniem Gammonsa – w zestawieniu rocznych kosztów – może przynieść oszczędność 20 000 do 35 000 USD (oczywiście dane wg rynku amerykańskiego, 2007 rok). Istotna jest także przepustowość tak funkcjonującej myjni, wynosząca... 120 samochodów na godzinę (ponad dwa razy więcej niż w przypadku tradycyjnych rozwiązań). Dodatkowe oszczędności wynikają ze zmniejszonego zużycia energii...

Monitorowanie

Kontrola nad systemem została maksymalnie uproszczona za sprawą zastosowania 15-calowych ekranów dotykowych, w łatwy i intuicyjny sposób pozwalających na sprawdzanie i przejęcie sterowania nad wybranym procesem odbywającym się w tunelu myjni automatycznej. Obrazy wyświetlane na ekranach nie są statyczne; oprogramowanie zapewnia uzyskanie animacji prezentującej samochody przesuwające się względem urządzeń rozmieszczonych w tunelu. Osoby obsługujące system mają także zapewnioną zdalną kontrolę nad oświetleniem, drzwiami; jednym słowem: wszystkimi urządzeniami znajdującymi się w obrębie myjni. Ten sam system, dzięki sygnałom zwrotnym, pozwala na monitorowanie stanu technicznego urządzeń, ich aktualnej sprawności. Dzięki temu odpowiednio wcześniej można podjąć działania serwisowe. Aby ułatwić życie nie tylko obsłudze, ale także osobom zarządzającym myjnią automatyczną, system monitorowania, dzięki zastosowaniu technologii Schneider Transparent Ready, umożliwia przekazywanie danych o liczbie samochodów korzystających z myjni w danej jednostce czasu, o programach wybieranych przez klientów, zużyciu wody i środków czystości i innych – poprzez Internet, co pozwala menedżerom na kontrolę myjni i generowanych przez nie kosztów i wpływów – bezpośrednio z centrali bez konieczności wizytowania każdej placówki w celu zebrania wyników.

Można także kontrolować myjnię pod kątem problemów i awarii występujących w trakcie eksploatacji, co pozwala na podjęcie odpowiednich działań zapobiegwaczych w przyszłości.

Kolejną korzyścią jest... redukcja zatrudnienia. Według Gammonsa sześciu pracowników może zostać spokojnie zastąpionych przez... jednego człowieka.

Co dalej?

National Car Wash wybudował już kilka myjni opisywanego typu. A prawa do sprzedaży systemu i oprogramowania nim kierującego nabyła firma Auto Data Inc., jeden z liczących się (nie tylko w USA) dostawców systemów związanych z szybką dystrybucją paliw i środków smarnych. Jak się okazuje, firma ta oferowała już wcześniej oprogramowanie także na potrzeby myjni automatycznych, stąd oferta National Car Wash idealnie wpisała się w obszar zainteresowania Auto Data Inc. Dodatkowo, pewne rozwiązania przyjęte przez twórców oprogramowania będzie można zaadaptować do innych dziedzin. Ale to już inna historia...

  

Nie zapomnij o wycieraczkach!

 

To zupełnie naturalne, że kontruktorzy branży motoryzacyjne przywiązują szczególną wagę do tego, jak ich produkty zachowują się na drodze. I całkiem naturalne, że na etapie projektowanie nie zawsze uwzględniają to, jak ich dzieło zachowa się np. podczas wizyty w myjni samochodowej

 

Joe Ward, dyrektor ds. inżynierii Międzynarodowego Stowarzyszenia Myjni Samochodowych (International Carwash Association) pzrepracował ponad 35 lat w dziale wdrożeń Ford Motor Co., a jednym z jego obowiązków było właśnie dostosowanie konstrukcji samochodów tak, by nie sprawiały problemów podczas wizyt w myjni samochodowej.

 

Teraz zbiera m.in. informacje od właścicieli i użytkowników myjni na całym świecie, dotyczące tego, jakie samochody najczęściej ulegają uszkodzeniom podczas procesu mycia i jakiego rodzaju są te uszkodzenia. – Spotykamy się z takimi problemami, w jakie trudno uwierzyć – mówi Ward. – U każdego producenta praktycznie spotykamy się z modelami, które są mniej „przyjazne myjniom” niż inne tej samej marki.

 

Najwięcej przypadków związanych jest z uszkodzeniami lusterek, ramion wycieraczek, antenami, spoilerami czy nawet całymi zderzakami. Jednym z kłopotów, które w tej chwili stara się rozwiązać, jest ramię tylnej wycieraczki w Jeep Grand Cherokee (związane z wadliwym zaprojektowaniem jej mocowania) czy też niewielki – ale odpadający pod wpływem wirujących szczotek – spojler w Infiniti QX56.

 

Dzięki sugestiom m.in. Warda wyeliminowano problemy z przeciekającymi szyberdachami w niektórych modelach Volvo czy też poprawiono mocowanie lusterek w samochodach GM.

 

– Jestem zdania, iż z większością spotykanych problemów można było sobie poradzić już na etapie projektowania, nie mówiąc o tworzeniu prototypów. Wystarczyłoby brać pod uwagę warunki, w jakich znajdą się niektóre z elementów pojazdów podczas wizyty w myjni; a nie są one trudne do przewidzenia – dodaje Ward. – A przecież nie każdy właściciel będzie korzystał z myjni ręcznych bądź bezdotykowych.

Autor: TEKST: JOSEPH OGANDO