СИСТЕМА КОНТРОЛЯ АВТОМОЙКИ
CAR WASH CONTROL SYSTEM

Изобретение относится к системам для технического обслуживания - чистки и мойки транспортных средств, а именно для контроля и автоматизации процессов, связанных с чисткой и мойкой транспортных средств.
Известен аналог - система контроля автомойки (патент на полезную модель РФ №89041, B60S 3/04, 06.07.2009), содержащая по меньшей мере одно табло-таймер, видимое с дороги из проезжающих автотранспортных средств и по меньшей мере один счетчик числа проезжающих автотранспортных средств.
Недостатками аналога являются низкая степень автоматизации и узкие функциональные возможности.
Также известна система контроля автомойки, свидетельство на полезную модель РФ №132767, B60S 3/00, 20.06.2013, выбранная в качестве прототипа, содержащая средства контроля автоматики, набор приборов автоматики, щит электроснабжения и аппаратуру по меньшей мере одного моечного бокса, причем средства контроля автоматики включают связанный с упомянутым щитом электроснабжения блок розеток и подключенные к последнему видеорегистратор, электронную вычислительную машину (ЭВМ) с монитором с сенсорным экраном и кассовый аппарат, набор приборов автоматики включает связанный с упомянутым щитом электроснабжения блок розеток и подключенные к последнему телекоммуникационное оборудование для подключения к сети Интернет и к персональному блоку ввода, блок питания, связанные между собой первый и второй коммутаторы и пусковой контроллер, подключенный к пускателю моющего аппарата высокого давления (АВД) и контакторам розетки пылесоса, электромагнитного клапана подачи химической жидкости и освещения, при этом первый коммутатор связан с упомянутыми ЭВМ, видеорегистратором, телекоммуникационным оборудованием и блоком питания, а аппаратура бокса включает связанные со вторым коммутатором набора приборов автоматики видеокамеру и контроллер бокса, к которому подключены ультразвуковой датчик наличия автомобиля в боксе и связанный с блоком питания набора приборов автоматики счетчик расхода химической жидкости, а также размещенные в боксе средства освещения, АВД, пылесос, электромагнитный клапан подачи химической жидкости.
Недостатком прототипа является низкая степень автоматизации, которая отсутствием возможности автоматического отключения оборудования при возникновении внештатного режима работы снижает надежность автомойки, отсутствием жесткой связи между длительностью мойки и ее стоимостью снижает эффективность коммерческого использования автомойки и защиту от недобросовестности персонала, а перечисленные недостатки в совокупности являются причиной невозможности использования системы при самообслуживании, что сужает возможности применения автомойки.
Технической задачей изобретения является создание системы контроля автомойки с повышенной по сравнению с прототипом степенью автоматизации.
Решение технической задачи в системе контроля автомойки, содержащей электронную вычислительную машину, блок ввода, кассовый аппарат, телекоммуникационное оборудование для подключения к сети Интернет, видеокамеру, датчик наличия автомобиля в автомойке, пускатель моющего аппарата высокого давления, связанный с аппаратом высокого давления, коммутатор электромагнитного клапана химической жидкости, связанный с электромагнитным клапаном подачи химической жидкости, счетчик расхода химической жидкости, коммутатор розетки пылесоса, связанный с пылесосом, щит электроснабжения, подключенный к нему блок розеток, подключенные к блоку розеток блок питания, видеорегистратор и пусковой контроллер, подключенный к коммутаторам розетки пылесоса и электромагнитного клапана химической жидкости, достигается тем, что введены датчик давления нагнетания жидкости аппарата высокого давления, датчик температуры воздуха в автомойке и терминал, блок ввода и кассовый аппарат входят в состав терминала, блок питания выполнен как блок бесперебойного питания, электронная вычислительная машина и телекоммуникационное оборудование для подключения к сети Интернет подключены к блоку питания и соединены между собой, видеокамера подключена к видеорегистратору, а пускатель аппарата высокого давления, ультразвуковой датчик наличия автомобиля в автомойке, счетчик расхода химической жидкости, пусковой контроллер, датчик температуры воздуха в автомойке, датчик давления нагнетания жидкости аппарата высокого давления, видеорегистратор и терминал подключены к электронной вычислительной машине, а пускатель аппарата высокого давления подключен к блоку розеток.
Система контроля автомойки содержит электронную вычислительную машину 1, блок ввода 2, кассовый аппарат 3, телекоммуникационное оборудование для подключения к сети Интернет 4, видеокамеру 5, датчик 6 наличия автомобиля в боксе, пускатель 7 моющего аппарата высокого давления 8, связанный с аппаратом высокого давления 8, коммутатор электромагнитного клапана химической жидкости 9, связанный с электромагнитным клапаном 10 подачи химической жидкости, счетчик 11 расхода химической жидкости, коммутатор розетки пылесоса 12, связанный с пылесосом 13, щит электроснабжения 14, подключенный к нему блок розеток 15, подключенные к блоку розеток 15 блок питания 16, видеорегистратор 17 и пусковой контроллер 18, подключенный к коммутаторам розетки пылесоса 12 и электромагнитного клапана химической жидкости 9, также в систему входят датчик 19 давления нагнетания жидкости аппарата высокого давления 8, датчик 20 температуры воздуха в автомойке, перекачиваемой аппаратом высокого давления 8, терминал 21, блок ввода 2 и кассовый аппарат 3 входят в состав терминала 21, блок питания 16 выполнен как блок бесперебойного питания, электронная вычислительная машина 1 и телекоммуникационное оборудование для подключения к сети Интернет 4 подключены к блоку питания 16 и соединены между собой, видеокамера 5 подключена к видеорегистратору 17, а пускатель аппарата высокого давления 7, датчик 6 наличия автомобиля в автомойке, счетчик 11 расхода химической жидкости, пусковой контроллер 18, датчик 20 температуры воздуха в автомойке 8, датчик давления 19 нагнетания жидкости аппарата высокого давления 8, видеорегистратор 17 и терминал 21 подключены к электронной вычислительной машине 1, а пускатель 7 моющего аппарата высокого давления 8 подключен к блоку розеток 15.
На фиг. 1 представлена электрическая функциональная схема системы контроля автомойки.
На фиг. 2 представлена гидравлическая функциональная схема системы контроля автомойки.
Рассмотрим пример конкретной реализации системы контроля автомойки.
Все оборудование системы контроля автомойки размещается в автомойке, которая имеет основное и вспомогательное помещения. Электронная вычислительная машина 1, телекоммуникационное оборудование 4, блок питания 16, видеорегистратор 17 располагаются в компьютерном шкафу, который размещен во вспомогательном помещении автомойки. Блок розеток 15 и щит электроснабжения 14 закреплены на стене во вспомогательном помещении автомойки. Пускатель аппарата высокого давления 7, пусковой контроллер 18 размещены в шкафу для электрооборудования, который расположен во вспомогательном помещении автомойки. Аппарат высокого давления 8, электромагнитный клапан химической жидкости 10, счетчик расхода химической жидкости 11, датчик давления 19 расположены на стеллаже во вспомогательном помещении. Терминал 21 с блоком ввода 2 и кассовым аппаратом 3, видеокамера 5, датчик 6 наличия автомобиля в мойке, пылесос 13, датчик температуры 20 находятся в основном помещении автомойки, где осуществляется мойка автомобилей.
Электронная вычислительная машина 1 выполнена на базе персонального компьютера с процессором фирмы Intel, на ней выполняется алгоритм программы контроля автомойки и с нее подаются управляющие сигналы на остальные объекты системы для контроля автомойки. Блок ввода 2, входящий в состав терминала 21, это антивандальный сенсорный экран Master Touch с контроллером сенсорной панели, который также позволяет показывать информацию об оставшемся времени выполнения программы мойки. Кассовый аппарат 3 - это фискальный регистратор PayVKP-80K с принтером VKP80 II, который распечатывает чек после оплаты мойки. Телекоммуникационное оборудование 4 представлено модемом 4G USB и роутером D-Link DSL-2640U/RA/U1 А. Видеокамера 5 - это IP-видеокамера RVi-IPC4I DNL с обогревателем, которая служит для видеофиксации всего, что происходит в основном помещении автомойки. Датчик 6 - датчик для определения наличия объекта в зоне чувствительности ВБУ-М30-100У-1111-СА, служит для определения системой контроля автомойки наличия автомобиля в автомойке. Пускатель аппарата высокого давления 7 - это преобразователь частоты Altivar 312 фирмы Shneider Electric, который служит для управления запуском аппарата высокого давления 8 с помощью цифрового сигнала от электронной вычислительной машины 1 и обеспечения плавного запуска аппарата высокого давления 8. В качестве аппарата высокого давления 8 используется насос SCP 2150W фирмы CAT. Он служит для создания давления воды, которой осуществляется мойка автомобиля. Аппарат высокого давления 8 связан шлангом с водным пистолетом, которым осуществляется мойка автомобиля в основном помещении автомойки. Коммутатор электромагнитного клапана химической жидкости 9 реализован на реле пускового контроллера 18. Электромагнитный клапан химической жидкости 10 - клапан EVB310B фирмы Danfoss. Счетчик расхода химической жидкости 11 - это кориолисовый расходомер Promass-83F. Пылесос 13 - однопостовой ZU1001 фирмы WashTec, предназначен для чистки салона автомобиля. Щит электроснабжения 14 выполнен в виде распределительного щита. Блок розеток 15 - это блок евророзеток, к которому подключены с целью обеспечения электропитания пускатель аппарата высокого давления 7, блок питания 16, видеорегистратор 17, пусковой контроллер 18. Блок бесперебойного питания 16 - это источник бесперебойного питания SKAT-UPS 1000, рассчитанный на 700 Вт. Он служит для обеспечения бесперебойного питания электронной вычислительной машины 1 и телекоммуникационного оборудования 16. Видеорегистратор 17 - это IP-видеорегистратор RVi-IPN 16/2-PRO. Пусковой контроллер 18 является частью твердотельного реле 051101 фирмы Omron. Коммутатор розетки пылесоса 12 реализован на твердотельном реле пускового контроллера 18. В качестве датчика давления 19 используется преобразователь давления измерительный СДВ с интерфейсом RS-485 фирмы "НПК ВИЛ". В качестве датчика температуры 20 используется компактный датчик температуры и влажности с интерфейсом RS485 и протоколом MODBUS RTU фирмы Galltec+mela. Датчик температуры предназначен для снятия значения температуры в основном помещении автомойки для использования этого значения при контроле условий запуска оборудования. Терминал 21 выполнен в виде банковского терминала самообслуживания на базе панельного компьютера IFC 617-RF с купюроприемником MEI CashFlow и встроенной сетевой платой. В состав оборудования данного панельного компьютера входят блок ввода 2 и кассовый аппарат 3.
Пускатель аппарата высокого давления 7, датчик 6 наличия автомобиля в автомойке, счетчик 11 расхода химической жидкости, пусковой контроллер 18, датчик 20 температуры жидкости, перекачиваемой аппаратом высокого давления 8, датчик давления 19 нагнетания жидкости аппарата высокого давления 8 подключены последовательно к электронной вычислительной машине 1 с помощью последовательной линии связи RS-485 открытого коммуникационного протокола Modbus кабелем связи типа витая пара. Эта связь показана на чертеже сплошной линией. Подключаемые объекты последовательно соединены между собой в произвольной последовательности. Для их подключения к электронной вычислительной машине 1 используется преобразователь интерфейса Bolid USB-RS485. В преобразователь интерфейса вставляется разъем витой пары от последнего в цепочке перечисленных последовательно соединенных объектов, a USB разъем преобразователя интерфейса вставляется в USB разъем электронной вычислительной машины 1. Каждому объекту в полученной сети присваивается свой IP адрес. Видеорегистратор 17 и терминал 21 подключены к сетевой карте электронной вычислительной машины 1 с помощью стандарта Ethernet проводом витая пара. Пусковой контроллер 18 и коммутаторы розетки пылесоса 12 и электромагнитного клапана химической жидкости 9 реализованы в твердотельном реле 051101 фирмы Omron. С помощью реле, по сигналу от электронной вычислительной машины 1, осуществляется коммутация пылесоса 13 и электромагнитного клапана химической жидкости 10 с блоком розеток 15. Пускатель аппарата высокого давления 7 связан с электромотором аппарата высокого давления 8 проводами электропитания. Видеокамера 5 подключена к видеорегистратору 17 с помощью беспроводной сети Wi-fi стандарта IEEE 802.11.
Для мойки автомобилей используется поток воды под давлением, которое создается аппаратом высокого давления 8. Вода для аппарата высокого давления 8 подается из водопроводной сети 22 через гибкий шланг. После аппарата высокого давления в водной магистрали установлен датчик давления воды 19 и эжектор 23. Эжектор 23 предназначен для засасывания химической жидкости из емкости с химической жидкостью 24 и подмешивании ее в поток воды, которой будет осуществляться мойка автомобиля. Эжектор 23 соединен гибким шлагом, рассчитанным на высокое давление, с водным пистолетом 25, которым осуществляется мойка автомобиля. Засасывание химической жидкости из емкости с химической жидкостью эжектором 23 возможно лишь при открытом электромагнитном клапане химической жидкости 11.
Рассмотрим систему контроля автомойки в работе.
Описывается вариант работы автомойки в режиме самообслуживания, когда клиент сам моет свой автомобиль. Однако, операции мойки может осуществлять и персонал автомойки, от этого общий алгоритм работы системы контроля автомойки не меняется.
После того как клиент автомойки заехал в основное помещение автомойки или на площадку для мойки и вышел из автомобиля, ему необходимо выбрать программу мойки с помощью терминала 21 и оплатить ее. Оплата производится денежными купюрами через купюроприемник терминала 21, который сразу после оплаты распечатывает чек. Владелец автомойки может менять стоимость любой программы мойки путем ее ввода через электронную вычислительную машину 1 или, дистанционно, через сеть Интернет, так как электронная вычислительная машина 1 связана с Интернетом через телекоммуникационное оборудование 4. Выбор программы осуществляется нажатием на одну из кнопок с наименованием программы мойки на сенсорном экране терминала 21. Информация о выборе программы мойки с терминала 21 передается на электронную вычислительную машину 1, запуская алгоритм выполнения выбранной программы.
Алгоритм заключается в следующем.
2
После выбора программы мойки посылается запрос на терминал 21 о внесении клиентом оплаты выбранной программы мойки. Сенсорный экран терминала выводит сообщение о необходимости внесения средств, а купюроприемник переходит в режим принятия купюр. После подтверждения внесения необходимой суммы нажатием на соответствующую кнопку на сенсорном экране терминала начинается проверка обязательных условий запуска мойки - наличия автомобиля в мойке с помощью датчика 6 и нахождения показаний датчиков давления воды 19 и температуры воздуха в помещении автомойки 20 в диапазоне допустимых значений, например давления до 150 кг/см, температуры выше 5 градусов Цельсия. При выполнении условий запуска, с электронной вычислительной машины 1 поступает сигнал на запуск определенного выбранной программой оборудования мойки. Например, это может быть пускатель аппарата высокого давления 7, запускающий аппарат высокого давления 8, с помощью которого можно произвести программу мойки, которая называется "ополаскивание". Превышение показаний давления жидкости может быть связано с засорением каналов подачи омывающей жидкости или неисправностью оборудования, а снижение температуры может повести к поломке оборудования, поэтому эти режимы работы исключаются путем отказа в запуске при выполнении алгоритма программы мойки. Процесс мойки не запускается и выдается сигнал владельцу автомойки о необходимости проведения ремонтных работ. В случае появления этого события в процессе мойки аппарат высокого давления 8 отключается для предотвращения поломки его и другого оборудования.
Аппарат высокого давления 8 создает напор воды, которая распрыскивается через форсунки. Форсунки расположены в водном пистолете 25, который клиент вручную направляет на омываемую зону автомобиля, смывая с нее грязь. Если, например, необходимо провести программу, которая называется "основная мойка", то вместе с запуском аппарата высокого давления 8 на пусковой контроллер 18 подается сигнал коммутирования цепи питания электромагнитного клапана химической жидкости 10 для открытия клапана и смешивания воды с химией с целью более интенсивного воздействия на загрязненную поверхность автомобиля. Кроме этого, в начале работы программы мойки алгоритм запускает таймер работы выбранной программы. Например, для программы "ополаскивание" это пять минут. В отведенное для выбранной программы время клиент с помощью оборудования обслуживает свой автомобиль. По истечении времени подается сигнал на отключение оборудования. Так обеспечивается жесткая связь между длительностью мойки и ее стоимостью.
Предложенное техническое решение повышает надежность автомойки за счет автоматического отключения аппарата высокого давления 8 при возникновении внештатного режима работы. Предложенное техническое решение повышает эффективность коммерческого использования автомойки и защищает от недобросовестности персонала за счет обеспечения жесткой связи между длительностью мойки и ее стоимостью. Предложенное техническое решение расширяет возможности применения автомойки, так как предлагаемая степень автоматизации позволяет эксплуатировать автомойку в режиме самообслуживания.