Автомойка самообслуживания — на первый взгляд, простая штука: клиент приехал, вставил купюру (приложил карту), выбрал режим, включился насос — и пошло дело. Но если заглянуть в техпомещение и посмотреть на работу этой системы глазами инженера, становится понятно: это уже не бытовая техника, а компактный промышленный объект.

Каждый пост автомойки — это работа целого набора исполнительных механизмов, датчиков, насосов и клапанов. Сбой хотя бы одного элемента — и автомойка простаивает, бизнес теряет деньги, а клиенты уезжают к конкурентам. А когда на объекте нет персонала (что типично для моек самообслуживания), без надежной автоматизации вся модель рассыпается.

В статье покажем, как инженер Андрей Демшин выстроил систему, в которой автоматика не просто управляет подачей воды и химии, а обеспечивает все бизнес-процессы. На реальном примере сети «Чистомытов» в Санкт-Петербурге разберем, какие технологии помогли превратить автомойки в стабильный бизнес.

Как все началось: от «робомойки» к системе с ПЛК

История началась в 2011 году, когда инженер Андрей Демшин (рекомендуем его ТГ‑канал «Роботы на зарплате») работал на заводе в Красном Селе. Тогда автомойки в России представляли собой, по сути, гаражи с бытовыми мойками высокого давления — чаще всего с самыми простыми аппаратами от Kärcher. Серьезной автоматизации никто не использовал: оборудование запускалось вручную, никакой удаленной диспетчеризации не существовало.

Примерно в это время на рынке начали появляться так называемые «робомойки» — портальные установки с моторизованными порталами, которые двигались по двум осям и обрабатывали машину с помощью вращающейся штанги, подающей воду, пену и воск. Эти системы выглядели как футуристическое решение, но, по сути, оставались механическими — с ограниченными возможностями настройки и контроля. Тем не менее, одна из таких моек оказалась у завода, где работал Андрей.

Он взял эту автомойку в качестве темы дипломного проекта и подготовил инвестиционный план развития деятельности предприятия на примере производства бесконтактной автоматической мойки самообслуживания. Уже тогда стало понятно, что без автоматики на базе программируемых контроллеров такой проект не окупится: оборудование стоило более 4,5 млн рублей (по ценам 2012 года), а сервисная поддержка полностью зависела от зарубежных поставщиков.

Идеи, заложенные в дипломе, не пропали. Андрей снял демонстрационное видео автомойки, смонтировал буквально «на коленке» и выложил на YouTube. Спустя некоторое время это видео привлекло внимание заказчиков, которые искали решение для автомоек самообслуживания. Так в 2015 году появился первый клиент, для которого Андрей с командой собрали автоматику для двух моечных постов, а затем расширили ее до четырех.

Именно тогда стало ясно: малый бизнес готов к системному подходу. Готов к переходу от кустарных одноразовых самоделок к промышленной автоматике, которую можно расширять, настраивать и повторять.

Дополнительные фото

Архитектура автомойки самообслуживания

Когда что-либо работает без персонала, нельзя надеяться на авось. Нужно контролировать, что включено, где идет вода, какое давление в системе, и не закончились ли реагенты. 

Система управления построена по модульному принципу:

1. Разделение по зонам управления

   Каждый моечный пост управляется собственным ПЛК Mitsubishi Electric FX3U. Отдельный контроллер той же модели отвечает за систему водоподготовки и отопления.

   Диспетчеризация и сбор данных реализованы через Simple-SCADA, установленную на отдельном компьютере. Такой подход позволяет масштабировать объект, не меняя структуру управления: добавляем новые посты — просто подключаем их к существующей системе.

   К контроллерам моечных постов подключены HMI-панели. На них выведен интерфейс, через который можно управлять режимами работы, видеть параметры и выполнять диагностику на месте.

2. Единый интерфейс — Modbus RTU

   Связь между контроллерами и модулями ввода-вывода организована по протоколу Modbus RTU. Это простой, надежный, хорошо документированный протокол, который легко отлаживать.

3. Принцип «все видно, все доступно»

   Владелец бизнеса может в любой момент увидеть статус каждого устройства, задействованного в технологическом процессе. Прямо на мойке установлен компьютер с Simple-SCADA, который выполняет функции диспетчерского пункта.

   Все параметры отображаются в интерфейсе SCADA в реальном времени, а доступ к ним можно получить удаленно через веб-интерфейс. Кроме того, извещения и важных событиях автоматически отправляются в Telegram-чат, чтобы оператор или владелец сразу узнал о сбоях, недостаточном уровне жидкости, падении давления и других ситуациях.

Удаленный мониторинг позволяет:

• быстро реагировать на аварии, тем самым минимизируя простои;

• экономить на обслуживающем персонале;

• заранее знать о необходимости пополнить запас расходных материалов: воды, «омывайки», шампуня или воска.

Автомойка становится управляемой, предсказуемой, и самое главное — повторяемой. Следующий объект можно построить по той же схеме, быстро и без ошибок.

Дополнительные фото

Что контролируем и почему это важно

Главная задача автоматизации — обеспечить бесперебойную и контролируемую работу автомойки. Один насос вышел из строя — и пост простаивает. Упал уровень воды — клиенты не могут пользоваться услугой. Перегрелась система — повреждение оборудования. Чтобы исключить такие ситуации, построена система мониторинга, в которой контролируется все, что может повлиять на бизнес.

Вот основные параметры, за которыми следит автоматика:

Уровни жидкостей

Контролируем сразу несколько резервуаров:

• сырая вода — используется в начальных режимах мойки;

• умягченная вода — обеспечивает более эффективную работу пены и воска;

• осмотическая вода — применяется для финального ополаскивания, чтобы на кузове не оставался известковый налет;

• «незамерзайка» — зимой продается клиентам на разлив;

• топливо — контролируется, если система отопления работает на дизельном котле;

• химия — включает моющие и защитные средства (пена, воск и т.д.).

 Типовой подход: используют погружные гидростатические датчики с токовым выходом 4–20 мА. Это просто и надежно.

Давление в системе

Контролируем:

• давление на вводе водопровода;

• давление в бойлере;

• давление на выходе из насосной станции, которая подает воду на посты;

• давление в системе подачи осмотической воды.

 Чем полезно автоматическое отслеживание давления? Преимуществ несколько:

• избегаем сухого хода насосов;

• определяем утечки;

• понимаем, когда фильтры засорились и требуют замены;

• поддерживаем нужный напор в зависимости от выбранного режима.

Температура воды

Зимой холодной водой не отмоешь ни соль, ни реагенты. Поэтому вода подогревается — чаще всего до 36–37 °C. Система поддерживает нужную температуру в бойлерах, при необходимости переключается между источниками тепла (электро, дизель, газ).

Контроллер в реальном времени отслеживает температуру и управляет нагревом.

Расход и объем выданных жидкостей

На каждом посту стоят импульсные датчики расхода — например, на продаже незамерзайки. Датчик с крыльчаткой выдает 400 импульсов на литр. Контроллер считает импульсы и точно знает, сколько жидкости выдано.

Это нужно не только для учета, но и для управления бизнес-процессом: можно автоматизировать продажи и отслеживать остатки.

Дополнительные фото

Инженерные решения: датчики и модули

В проекте автомоек «Чистомытов» сделали ставку на простые, надежные и доступные компоненты, которые легко найти, подключить, заменить и — что особенно важно — интегрировать с контроллером.

Вот как это устроено:

Датчики уровня и давления

Система построена на датчиках с токовым выходом 4–20 мА. Погружные датчики уровня просто опускаются в резервуар. Контроллер определяет уровень жидкости, используя гидростатический принцип h = P/(ρ⋅g) ⋅h где:

• P — измеренное давление (Па);

• ρ — плотность жидкости (кг/м³);

• g — ускорение свободного падения (м/с²);

• h — высота столба жидкости (м).

Метод прост, не требует калибровки, а сами датчики  достаточно опустить на дно.

Датчики давления используются на входе воды, в накопителях и на выходе насосов. Типовые значения — до 6 бар, диапазон 4–20 мА.

Модули ввода-вывода: WB-MAI6, реле и считыватели

Чтобы принять аналоговый сигнал от датчиков, используют модули WB-MAI6. Они подключаются по Modbus RTU к контроллеру Mitsubishi Electric FX3U. До этого использовали WB-MAI11 — теперь перешли на более компактные MAI6.

Релейные модули WB-MR6CU v.2 применяются для:

• включения и выключения насосов и клапанов;

• эмуляции физических кнопок банковского терминала (например, прибавить 50 рублей;

• управления освещением и отоплением.

Модуль реле заменяет механические кнопки банковского терминала, просто замыкая нужные контакты. В результате все управление получилось реализовать через сенсорную HMI-панель. Такой подход упрощает конструкцию шкафа (не нужно сверлить отверстия под кнопки) и сохраняет гибкость на будущее — если схема взаимодействия с банковским терминалом изменится, достаточно переделать логику.

Также используются считыватели RFID, которые позволяют клиентам оплачивать услуги с привязанных карт или использовать бонусы. Важно, что считыватели тоже работают по Modbus RTU — и легко встраиваются в систему.

Дозирование химии — точное и без электроники

Химию подают через дозирующие насосы Dosatron — механические устройства, которые используют энергию воды для подмеса реагентов. Никакой электроники внутри нет: точность обеспечивается за счет конструкции.

• точность дозирования не падает при скачках давления;

• просто обслуживать — достаточно промывать и менять уплотнения.

Обновление без остановки

Одна из важных инженерных особенностей системы — возможность добавлять функции дистанционно, без перепрошивки на месте. Программное обеспечение для ПЛК и HMI позволяет редактировать конфигурацию прямо в интерфейсе.

Если владелец автомойки захочет, например, добавить новую услугу или изменить режим работы — это не требует вызова программиста на объект. Достаточно подключиться к контроллеру удаленно и внести изменения в логику.

Дополнительные фото

Мойка в контейнере

В завершение экскурсии мы побывали на одном из последних объектов — автомойке, которая размещается в контейнере. Мы ее видели на стадии монтажа. Подобное решение позволяет быстро смонтировать автомойку в любом месте.

Внутри — отапливаемое помещение с технологическим оборудованием. Все смонтировано аккуратно, использовано довольно много нержавейки, даже все трубки металлические.

Такой формат хорошо подойдет для сетевых клиентов или франшизы — установил, подключил воду, канализацию и электричество, и можно запускать мойку. Будет интересно понаблюдать за развитием этого проекта.

Дополнительные фото

Заключение: автоматизация как бизнес-инструмент

Главный вопрос для владельца мойки — дает ли автоматизация выгоду? Ответ однозначный: да, если система спроектирована грамотно.

Пример «Чистомытов» показывает, как автоматика снижает затраты, исключает человеческий фактор и позволяет развивать бизнес без резкого роста операционных расходов.