Pametna rješenja industrijske rasvjete

Pametno rješenje za industrijsku rasvjetu koristi digitalne upravljačke sustave, univerzalnu povezanost i strategiju-temeljenu na platformi za pretvaranje industrijskih rasvjetnih tijela u inteligentne, interoperabilne sustave rasvjete. Upotreba digitalnih uvida u upravljanju rasvjetom postaje sve popularnija od prelaska na poluprovodničku rasvjetu temeljenu na LED tehnologiji. Cilj digitalne transformacije u industrijskom sektoru je poboljšati učinkovitost iznad onoga što sama LED rasvjeta može pružiti, a istovremeno uspostaviti sigurne, učinkovite i produktivne radne uvjete. Mogućnost razvoja jedinstvenih mogućnosti i implementacije sofisticiranih značajki omogućena je snažnom interakcijom koju pametno rasvjetno rješenje uspostavlja između informacijske tehnologije (IT) i operativne tehnologije (OT), kao i između hardvera i softvera. U svrhu okupljanja, dijeljenja, odlučivanja i djelovanja, homogena klasa različitih uređaja i sustava kombinira se u sveobuhvatnu mrežu. Administracija industrijskih objekata morat će doživjeti značajne promjene u budućnosti zbog Industrije 4.0. Ova digitalna revolucija uključuje pametnu industrijsku rasvjetu.

Dizajn rasvjete za industrijske zgrade jedinstven je pristup jer su ti prostori svjetovi odvojeni. Industrijski objekti su sve lokacije na kojima se odvija proizvodnja ili aktivnosti povezane s proizvodnjom. Automobili, teški strojevi, ogromni alatni strojevi, brodogradnja, zrakoplovi, čelik, kemijski, petrokemijski i farmaceutski sektor mogu koristiti te teške proizvodne pogone. Oni također mogu biti laki proizvodni pogoni koji proizvode potrošačku elektroniku, električne uređaje, hranu, papir, tekstil, kožu i drvo, između ostalih svakodnevnih predmeta.

Za razliku od drugih vrsta infrastrukture, industrijski objekti nude širok raspon namjena. Ove lokacije obavljaju širok raspon zadataka, uključujući kontrolu kvalitete, skladištenje, logistiku, proizvodnju, strojnu obradu, montažu, završnu obradu i pakiranje. Fizički atributi i arhitektonski izgled industrijskih objekata temelje se na njihovim specifičnim sustavima, postupcima, strojevima, svojstvima materijala i proizvoda, potrebama održavanja i zabrinutostima za sigurnost radnika. Industrijski objekti imaju raznolikije okruženje uz jedinstvenu infrastrukturu zbog utjecaja prvenstveno lokalnih elemenata poput vibracija, temperature i atmosfere.

Rješenje rasvjete modernog industrijskog objekta trebalo bi omogućiti pružanje ugodnog i ugodnog okruženja uz minimiziranje troškova životnog ciklusa instaliranih rasvjetnih sustava. Smanjeni izostanci s posla, manje grešaka u proizvodnji i manje industrijskih nesreća mogu se pripisati vizualno ugodnom radnom mjestu. Tvrtka može biti u nepovoljnijem položaju ako njezina rasvjetna infrastruktura ne radi učinkovito, čak i ako je neophodno postići jasnu vidljivost odgovarajućom regulacijom nekoliko parametara (odsjaj, svjetlina, jednolikost, osvijetljenost, kvaliteta boje, kontrast i prilagodba).

Žetva na dnevnom svjetlu nije poželjna na mnogim industrijskim lokacijama, a sustavi rasvjete moraju raditi neprekidno. Količina lumena koju može dati svjetiljka s visokim stupovima i broj svjetiljki potrebnih za pokrivanje cijele lokacije vrlo su zahtjevni zbog prostranih prostora s visokim stropovima koji su uobičajeni u industrijskim proizvodnim halama. Tijekom produženih radnih sati, ogroman broj rasvjetnih sustava velike snage stvara zahtjeve za vrlo velikim opterećenjem (kW) i troši znatnu količinu električne energije (kWh).

Tri glavna čimbenika čine troškove životnog ciklusa sustava rasvjete: kapitalni troškovi, troškovi energije i troškovi održavanja. Trošak održavanja faktor je X koji bi mogao imati najveći utjecaj na troškove životnog ciklusa, čak i ako trošak energije rada sustava rasvjete često premašuje kapitalne troškove rasvjete.LED pametno visoko svjetlomože biti teško osvijetliti mnoga industrijska područja. Sustavima rasvjete teško je preživjeti u ovim teškim uvjetima zbog kaustičnih kemikalija, visoke vlažnosti, visokih temperatura, značajnih vibracija, korozivne atmosfere i/ili nečiste struje. Stropovi do kojih je teško doći povećavaju troškove osoblja i sigurnosna pitanja kada se radi o rutinskom održavanju ili zamjeni svjetiljki.

Dizajn industrijske rasvjete mora uzeti u obzir širok raspon čimbenika i koristiti industrijske svjetiljke koje funkcioniraju djelotvorno, učinkovito i pouzdano u zahtjevnim okruženjima. Postoje dvije vrste industrijskih svjetiljki namijenjenih za unutarnju upotrebu: visoka i niska svjetiljka. Kada visina stropa ili krovnih nosača prelazi 6,1 metar (20 stopa), za opće osvjetljenje koriste se visoka svjetla. Do šest metara (20 stopa) najveća je visina na kojoj se mogu postaviti niska svjetla. Visoka svjetla su izravni rasvjetni uređaji koji raspršuju svu svjetlost koju emitiraju u smjeru površine koju namjeravaju osvijetliti. Kako bi se osiguralo dovoljno osvjetljenja na velikoj čistoj visini, obično se izrađuju da generiraju svjetlosni izlaz veći od 10 000 lumena u reguliranom snopu. Svjetiljke koje se koriste u primjenama niske rasvjete obično moraju imati veću disperziju za optimalnu pokrivenost i emitirati manje od 10 000 lumena. Zbog svoje male visine ugradnje, niska svjetla zahtijevaju strožu kontrolu odsjaja, što se može postići upotrebom reflektora za blokiranje svjetla visokog kuta ili prizmatičnih refraktora ili opalnih difuzora za ublažavanje svjetline. Za osvjetljavanje sjena koje stvaraju prepreke iznad glave ili za pružanje osvjetljenja prikladnog za vizualno zahtjevne poslove, koristi se lokalizirana radna rasvjeta. Reflektori, koji su usmjerna svjetiljke s kontroliranom raspodjelom svjetla, obično se koriste za osvjetljavanje vanjskih proizvodnih područja.

Potreba za svjetiljkama koje su prikladne za upotrebu na lokacijama s neuobičajenim klimatskim uvjetima još je jedan način na koji se kategoriziraju industrijske svjetiljke. Ekstremno visoke temperature okoline, temperature smrzavanja, visoka vlažnost, vlažna područja ili postavke crijeva, korozivne atmosfere i vibracije velikih strojeva izazovi su koje moraju izdržati. Industrijska rasvjetna tijela izrađena su, ispitana i odobrena za uporabu u područjima kategoriziranim prema njihovoj razini opasnosti. Opasna okruženja definirana su kao ona koja sadrže zapaljive plinove ili pare, zapaljivu i/ili vodljivu prašinu i lako zapaljiva vlakna i letjelice. Objekti koji prerađuju naftu i plin, kemijske i petrokemijske proizvode, bušilice, naftne platforme na moru, terminali za pomorski utovar i prijenos goriva, instalacije na moru i dokovima, rezervoarske farme, postrojenja za ekstrakciju otapala, cjevovodne crpne stanice, postrojenja za obradu otpada i otpadnih voda, tvornice celuloze i papira, pogoni za proizvodnju i skladištenje streljiva i vatrometa, objekti za prah i lakiranje, postrojenja za pripremu ugljena i rukovanje ugljenom objekti su svi primjeri opasnih lokacija.

LED rasvjeta je uspostavila svoju dominaciju na tržištu industrijske rasvjete i postala standard tijekom posljednjih deset godina. Tradicionalni sustavi rasvjete oslanjaju se na tehnologiju pražnjenja visokog-intenziteta (HID) ili fluorescentne tehnologije, koje imaju ozbiljne nedostatke i ograničenja. LED diode nude veliku učinkovitost i pouzdan rad korištenjem elektroluminiscencije generirane rekombinacijom između elektrona i rupa u aktivnom području unutar p-n spojeva poluvodiča. Iako već postoje značajne uštede energije zbog raširene upotrebe LED rasvjetnih tijela, još uvijek postoji mnogo mogućnosti za smanjenje troškova životnog ciklusa.

Povećanjem učinkovitosti primjene rasvjete (LAE), koja uzima u obzir učinkovitost optičke isporuke, intenzitet i učinkovitost spektra, SSL tehnologija može rezultirati značajnim dodatnim uštedama energije. U usporedbi s naslijeđenim sustavima rasvjete, svojstvena dugovječnost LED dioda, rad bez iskri-i postojanost čvrstog stanja omogućuju stvaranje robusnih sustava rasvjete s mnogo dužim životnim vijekom. Ovi sustavi su također mehanički robusniji da izdrže teške uvjete okoline i znatno su sigurniji za korištenje na opasnim lokacijama. Zbog visokih troškova održavanja i oslanjanja industrijskih zadataka na osvijetljeno okruženje,-funkcioniranje sustava rasvjete bez kvarova tijekom dugog životnog ciklusa ključno je u industrijskim primjenama.

led high bay fixtures

Iako je LED tehnologija oduvijek bila na čelu operativne učinkovitosti, nedavni razvoj i inovacije otišli su iznad i dalje kako bi maksimizirali energetsku učinkovitost sustava rasvjete i stvorili produktivnije radne prostore. Korištenje bolje upravljivosti LED dioda, što je ono što u biti razlikuje tehnologiju od njezinih konkurenata, temelj je ovih postignuća. LED diode su elektroluminiscentni uređaji koji mogu izdržati kontinuirano uključivanje/isključivanje, nude prigušivanje punog raspona i brzo i točno reagiraju na upravljačke signale. S ovim stupnjem upravljivosti, izlaz LED svjetla može se automatski modulirati kao odgovor na ulaze senzora ili unaprijed programirane algoritme.

Visoko LED osvjetljenjekompatibilan je sa svim sustavima kontrole rasvjete koji su razvijeni kako bi zadovoljili zahtjeve upravljanja energijom vlasnika ili operatera industrijskih postrojenja, uključujući otkrivanje zauzetosti, vremensko planiranje, žetvu dnevnog svjetla, institucionalno podešavanje, odgovore na potražnju i adaptivnu kompenzaciju. Osim pukog povećanja operativne učinkovitosti, softverska-kontrola može otključati niz drugih vrijednih značajki. Spektar sustava za miješanje boja i, posljedično, boja svjetlosti koju emitira može se dinamički prilagoditi neovisnim prigušivanjem svake primarne LED diode. Na biološkoj razini, dinamičko upravljanje bojom i intenzitetom omogućuje manipulaciju proizvodnjom esencijalnih hormona kako bi se izazvale pozitivne reakcije kod ljudi. Korištenje-centrične rasvjete (HCL) za poboljšanu produktivnost, mentalnu dobrobit i fizičko zdravlje na radnom mjestu potiče ova tehnologija.

Najjednostavnija vrsta pametne rasvjete je inteligentna LED rasvjeta koja se temelji na ugrađenoj mogućnosti programiranja i/ili lokaliziranom senzoru. Implementacija samostalnih pametnih sustava rasvjete u industrijskim objektima s brojnim instalacijama rasvjetnih tijela nepraktična je zbog troškova i složenosti koji rastu sa sofisticiranošću. Ovisno o vizualnom zadatku, vremenu potrebnom za njegovo izvršenje, radniku koji ga izvršava i značaju različitih karakteristika zadatka u izvršenju posla, količina svjetlosti (osvijetljenost) i njen spektralni sastav često se mijenjaju u ovim objektima. Kontrole rasvjete implementirane na razini strujnog kruga u centralno upravljanim rasvjetnim tijelima nisu osjetljive niti dovoljno fleksibilne da zadovolje specifične potrebe ili se prilagode budućim promjenama izgleda i namjene.

Industrijska rasvjetna tijela trebala bi biti unificirana u cijelom objektu tako da mogu raditi zajedno, a istovremeno zadržati individualnost za prilagođavanje osvjetljenja za određeni prostor. Sustavi rasvjete trebali bi surađivati i dijeliti znanje kako bi razvili višu razinu kolektivne inteligencije koja ih čini sposobnijima nego što bi bili da rade neovisno.

Ideja u razvoju, pametna industrijska rasvjeta usredotočena je na izgradnju digitalnog ekosustava za automatizaciju svjetla, poboljšanje prostora i na kraju maksimiziranje vrijednosti tvrtke. LED rasvjeta i digitalno umrežavanje inteligentnih upravljačkih uređaja ključne su komponente digitalnog ekosustava. Digitalno umrežavanje omogućuje komunikaciju između rasvjetnih sustava i upravljačkih uređaja korištenjem digitalnih binarnih poruka umjesto upravljačkih direktiva temeljenih na promjenama napona, čak i ako digitalna priroda LED dioda omogućuje njihovu laku integraciju s elektroničkim sklopovima.

Digitalni upravljački sustavi temeljeni na mekim završecima ožičenja zamjenjuju rasvjetne krugove temeljene na tvrdim analognim završecima kao temeljne građevne blokove zoniranja upravljanja. Dvo-smjerna komunikacija, računalno programiranje i implementacija zoniranja i ponovnog zoniranja putem softvera usmjerenog na pojedinačne svjetiljke ili grupe svjetiljki u različitim krugovima rasvjete omogućeni su upotrebom digitalnih upravljačkih sustava. Jedno rasvjetno tijelo može se dodijeliti mnogim zonama kako bi se implementirale različite tehnike upravljanja u različitim uvjetima zahvaljujući digitalnoj adresabilnosti-na razini svjetiljke. Veća fleksibilnost i, posljedično, veća točnost u isporuci svjetla omogućena je mogućnošću dizajniranja kontrolne zone u bilo kojoj mjeri. Osim toga, softversko adresiranje olakšava preoblikovanje prostora kako bi se prilagodili promjenjivim potrebama. Kako bi se poboljšalo poslovanje postrojenja i donijele bolje poslovne odluke, dvo-smjerna komunikacija omogućuje prikupljanje podataka o učinku, kao što su potrošnja energije i status vozača, za kasniju obradu korištenjem raznih statističkih i optimizacijskih tehnika. Rasvjetna tijela mogu se ugraditi u industrijske automatizirane sustave za centraliziranu kontrolu i-razmjenu podataka putem digitalnog umrežavanja.

Industrijska svjetiljka postaje digitalni rasvjetni čvor koji se može neovisno kontrolirati i pomagati mu kolektivna inteligencija digitalnog ekosustava kada LED tehnologija i digitalne kontrole rade zajedno. Međuovisni podsustavi za upravljanje toplinom, regulaciju pogonske struje, optičku kontrolu i mehaničku integraciju moraju surađivati kako bi jamčili najbolje moguće performanse industrijskih LED svjetiljki, koje su integrirani sustavi. LED pokretački program, koji nudi pretvorbu energije pod naponom napajanja ili fluktuacijama opterećenja za pokretanje LED dioda s konstantnim opterećenjem istosmjerne struje, jedan je od sastavnih dijelova koji je posebno ključan. LED pokretački program sada je aktivna komponenta koja je ključna za učinkovitu implementaciju kontrola u sustavu pametne rasvjete, a ne samo jednostavan izvor struje konstantne struje.

Pogonska struja određuje kako će se ponašati svjetleće LED diode. Stoga je primjena različitih kontrolnih tehnika olakšana vozačevim izvršavanjem naredbi za upravljanje prebacivanjem i prigušivanjem. U situacijama u kojima mnogi LED kanali ili slojevi osvjetljenja zahtijevaju pažljivo balansiranje omjera svjetlosnog kontrasta, kontinuirano zatamnjenje je vitalna sposobnost potrebna za pružanje besprijekornih promjena kontrole i varijabilnih scenarija osvjetljenja. Upotrebom sklopa za prigušivanje integrirane puls{3}}širinske modulacije (PWM) ili konstantne redukcije struje (CCR), LED pokretački program obavlja ovu svrhu.

Stvaranje potpuno funkcionalnih pametnih rasvjetnih sustava omogućeno je različitim opcijama koje se mogu ugraditi u LED pokretački program. Kontroler, koji nudi lokalnu obradu podataka i-donošenje odluka, daje upute za LED upravljački program i komunicira sa središnjim sustavom upravljanja putem pristupnika, ključan je za ove sustave. Integrirani sklop (IC) ili sustav-na-čipu (SoC) s mikrokontrolerom i primopredajnikom na ploči naziva se svjetlosni upravljač. Mikrokontroler također uključuje memoriju, I/O i središnju procesorsku jedinicu (CPU). Flash memorija sadrži ugrađeni softver, često poznat kao firmware. Programabilna priroda LED sustava-temeljenog na mikrokontroleru omogućuje dodavanje značajki inteligentne rasvjete kao što su postavljanje scene, miješanje boja, smanjenje održavanja lumena i napredno planiranje.

U osnovi, pametna industrijska rasvjeta uključuje uključivanje sustava rasvjete u računalne-mreže koje se razvijaju u očekivanju Interneta stvari (IoT). Interoperabilnost je omogućena ogromnom veličinom IP-temeljene mreže putem IoT-a, koji također proširuje povezivost internetskog protokola (IP) na krajnje točke s ograničenim resursima. Arhitektura interneta stvari (IoT) pruža širok raspon usluga i aplikacija za rješavanje problema koji su previše složeni za upravljanje u zatvorenoj mreži.

Nije potrebno da sustavi rasvjete fizički smještaju procesorsku snagu unutar IoT ekosustava. Poslužitelji i softver koji omogućuju računalstvo u oblaku, analitiku velikih-podataka, umjetnu inteligenciju i strojno učenje mogu biti dio infrastrukture u oblaku. Obrada podataka, vizualizacija podataka, pohrana podataka i unos podataka mogu se učiniti učinkovitijima uz pomoć ovih značajki. Operateri objekata mogu poboljšati automatizaciju rasvjete i operativnu učinkovitost uz pomoć korisnih uvida iz IoT podataka.

Sve između IoT uređaja i IoT aplikacija koordinira i upravlja IoT platforma. Nudi zbirku softverskih elemenata za upravljanje IoT uređajima, upravljanje podacima, razvoj aplikacija i omogućavanje. Industrijski internet stvari (IIoT), koji bi trebao uvesti novu eru industrijskih primjena, mogao bi biti povezan s pametnom industrijskom rasvjetom.