Pametna rješenja za industrijsku rasvjetu

Pametno rješenje industrijske rasvjete koristi digitalne sisteme upravljanja, univerzalnu povezanost i strategiju{0}}baziranu na platformi za pretvaranje industrijskih rasvjetnih tijela u inteligentne, interoperabilne sisteme rasvjete. Upotreba digitalnih uvida u upravljanju rasvjetom postaje sve popularnija od prelaska na poluprovodnu rasvjetu baziranu na LED tehnologiji. Cilj digitalne transformacije u industrijskom sektoru je poboljšati efikasnost iznad onoga što LED rasvjeta može pružiti samo uz uspostavljanje sigurnih, efikasnih i produktivnih radnih uslova. Mogućnost razvoja jedinstvenih sposobnosti i implementacije sofisticiranih karakteristika omogućena je snažnom interakcijom koju rješenje za pametno osvjetljenje uspostavlja između informacione tehnologije (IT) i operativne tehnologije (OT), kao i između hardvera i softvera. U cilju okupljanja, dijeljenja, odlučivanja i djelovanja, homogena klasa različitih uređaja i sistema se kombinuje u sveobuhvatnu mrežu. Administracija industrijskih objekata će u budućnosti morati doživjeti značajne promjene zbog Industrije 4.0. Ova digitalna revolucija uključuje pametnu industrijsku rasvjetu.

Dizajn rasvjete za industrijske zgrade je jedinstven pristup jer su ovi prostori razdvojeni. Industrijski objekti su sve lokacije na kojima se odvija proizvodnja ili aktivnosti vezane za proizvodnju. Ove teške proizvodne pogone mogu koristiti automobilski, teški strojevi, veliki alatni strojevi, brodogradnja, zrakoplovi, čelik, kemijski, petrohemijski i farmaceutski sektori. 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 spektar namjena. Ove lokacije obavljaju širok spektar zadataka, uključujući kontrolu kvaliteta, skladištenje, logistiku, proizvodnju, mašinsku obradu, montažu, završnu obradu i pakovanje. Fizički atributi industrijskih objekata i arhitektonski raspored zasnovani su na njihovim specifičnim sistemima, procedurama, mašinama, svojstvima materijala i proizvoda, potrebama održavanja i zabrinutosti za bezbednost radnika. Industrijski objekti imaju raznovrsnije okruženje pored jedinstvene infrastrukture zbog uticaja prvenstveno lokalnih elemenata kao što su vibracije, temperatura i atmosfera.

Rasvjetno rješenje savremenog industrijskog objekta treba da omogući pružanje ugodnog i ugodnog okruženja uz minimiziranje troškova životnog vijeka instaliranih rasvjetnih sistema. Smanjenje izostanaka s posla, manje grešaka u proizvodnji i manje industrijskih nesreća mogu se pripisati vizualno ugodnom radnom mjestu. Kompanija može biti u konkurentskom položaju ako njena rasvjetna infrastruktura ne radi efikasno, čak i ako je neophodno postići jasnu vidljivost kroz odgovarajuću regulaciju nekoliko parametara (odsjaj, svjetlina, ujednačenost, osvjetljenje, kvalitet boje, kontrast i prilagođavanje).

Žetva dnevnog svjetla nije poželjna u mnogim industrijskim lokacijama, a sistemi rasvjete moraju raditi kontinuirano. Količina lumena koju može dati rasvjetna tijela sa visokim prostorom i broj rasvjetnih tijela potrebnih za pokrivanje cijele lokacije su vrlo zahtjevni zbog prostranih, visokih plafonskih prostora koji su uobičajeni u industrijskim proizvodnim halama. Tokom produženih radnih sati, ogroman broj rasvjetnih sistema velike snage stvara vrlo visok zahtjev za opterećenjem (kW) i troši značajnu količinu električne energije (kWh).

Tri glavna faktora čine trošak životnog ciklusa sistema rasvjete: kapitalni troškovi, troškovi energije i troškovi održavanja. Troškovi održavanja su faktor X koji bi mogao imati najveći utjecaj na cijenu životnog ciklusa, čak i ako trošak energije rada sistema rasvjete često premašuje kapitalne troškove rasvjete.LED pametno visoko svjetlomože biti teško osvijetliti mnoga industrijska područja. Sistemima rasvjete je teško da prežive u ovim teškim uvjetima zbog nagrizajućih hemikalija, visoke vlažnosti, visokih temperatura, značajnih vibracija, korozivne atmosfere i/ili nečiste energije. Plafoni do kojih je teško doći povećavaju troškove osoblja i sigurnosne probleme kada je u pitanju rutinsko održavanje ili ponovno rasvjeta.

Dizajn industrijske rasvjete mora uzeti u obzir širok spektar faktora i koristiti industrijske svjetiljke koje funkcionišu efikasno, efikasno i pouzdano u zahtjevnim okruženjima. Postoje dva tipa industrijskih svetiljki namenjenih za unutrašnju upotrebu: visoki i niski. Kada visina stropa ili krovnih rešetki premašuju 6,1 metar (20 stopa), koriste se visoke svjetiljke za opće osvjetljenje. Do šest metara (20 stopa) je maksimalna visina na kojoj se mogu ugraditi niska svjetla. Visoka svjetla su uređaji za direktnu rasvjetu koji raspršuju svu svjetlost koju emituju u smjeru površine za koju su namijenjeni da osvjetljavaju. Kako bi osigurali dovoljno osvjetljenja na velikoj čistoj visini, oni su tipično napravljeni da generiraju svjetlosni izlaz od više od 10.000 lumena u reguliranom snopu. Svetiljke koje se koriste u aplikacijama za osvetljenje sa niskim prostorima obično moraju imati širu disperziju za optimalnu pokrivenost i emitovati manje od 10.000 lumena. Zbog svoje male visine ugradnje, niska svjetla zahtijevaju strožu kontrolu odsjaja, što se može postići korištenjem reflektora za blokiranje svjetlosti visokog ugla ili prizmatičnih refraktora ili opalnih difuzora za ublažavanje svjetline. Za osvjetljavanje sjenki stvorenih preprekama iznad glave ili za pružanje osvjetljenja pogodnog za vizualno zahtjevne poslove, koristi se lokalizirano osvjetljenje zadataka. Reflektori, koji su namjenske svjetiljke s kontroliranom distribucijom svjetla, obično se koriste za osvjetljavanje vanjskih proizvodnih površina.

Potreba za svjetiljkama koje su prikladne za upotrebu na lokacijama s neuobičajenim klimatskim uvjetima je još jedan način na koji se kategoriziraju industrijske svjetiljke. Ekstremno visoke temperature okoline, temperature smrzavanja, visoka vlažnost, vlažna područja ili postavke{1}}ispuštanja crijeva, korozivne atmosfere i vibracije od velikih mašina su izazovi koje moraju biti u stanju izdržati. Industrijska rasvjetna tijela se kreiraju, ispituju i odobravaju za upotrebu u područjima kategoriziranim prema stepenu opasnosti. Opasne sredine se definišu kao one koje sadrže zapaljive gasove ili pare, zapaljivu i/ili provodljivu prašinu i lako zapaljiva vlakna i leteće. Postrojenja za preradu nafte i plina, kemijskih i petrokemijskih proizvoda, bušaće platforme, morske naftne platforme, terminali za brodski utovar i prijenos goriva, instalacije na moru i pristaništima, rezervoari, postrojenja za ekstrakciju otapala, pumpne stanice za cjevovode, postrojenja za obradu otpada i otpadnih voda, tvornice celuloze i papira, postrojenja, postrojenja za proizvodnju i skladištenje, postrojenja za proizvodnju i skladištenje municije i suradnje za pripremu praha objekti za rukovanje su svi primjeri opasnih lokacija.

LED rasvjeta je uspostavila svoju dominaciju na tržištu industrijske rasvjete i postala standard u posljednjih deset godina. Tradicionalni sistemi rasvjete se oslanjaju na -pražnjenje visokog intenziteta (HID) ili fluorescentnu tehnologiju, koja ima ozbiljne nedostatke i ograničenja. LED diode nude veliku efikasnost i pouzdan rad koristeći elektroluminiscenciju generiranu rekombinacijom između elektrona i rupa u aktivnom području unutar poluvodičkih p-n spojeva. Iako već postoje značajne uštede energije široko rasprostranjenom upotrebom LED svjetiljki, još uvijek postoji mnogo šansi za smanjenje troškova životnog ciklusa.

Povećanjem efikasnosti primjene rasvjete (LAE), koja uzima u obzir efikasnost optičke isporuke, intenzitet i efikasnost spektra, SSL tehnologija može rezultirati značajnim dodatnim uštedama energije. U poređenju sa starim sistemima rasvjete, dugovječnost LED dioda, rad-bez varnica i izdržljivost u čvrstom stanju omogućavaju stvaranje robusnih sistema rasvjete sa mnogo dužim vijekom trajanja. Ovi sistemi su takođe mehanički otporniji da izdrže oštre uslove okoline i znatno su sigurniji za upotrebu na opasnim lokacijama. Zbog visokih troškova održavanja i oslanjanja industrijskih zadataka na osvijetljeno okruženje, funkcionisanje sistema rasvjete-bez otkaza tokom dugog životnog ciklusa ključno je u industrijskim primjenama.

led high bay fixtures

Iako je LED tehnologija oduvijek bila na čelu operativne efikasnosti, nedavni razvoji i inovacije su otišle iznad i dalje kako bi maksimalno povećale energetsku efikasnost sistema rasvjete i stvorile produktivnije radne prostore. Korištenje bolje upravljivosti LED dioda, što je ono po čemu se tehnologija suštinski razlikuje od konkurenata, temelj je ovih dostignuća. LED diode su elektroluminiscentni uređaji koji mogu izdržati kontinuirano uključivanje/isključivanje, nude zatamnjenje punog opsega i brzo i precizno reagiraju na kontrolne signale. Sa ovim stepenom upravljivosti, izlaz LED svjetla može se automatski modulirati kao odgovor na ulaze senzora ili unaprijed programirane algoritme.

Visoko LED osvetljenjekompatibilan je sa svim sistemima upravljanja rasvjetom koji su razvijeni da zadovolje zahtjeve upravljanja energijom vlasnika ili operatera industrijskih objekata, uključujući detekciju zauzetosti, zakazivanje vremena, prikupljanje dnevne svjetlosti, institucionalno podešavanje, odgovore na potražnju i prilagodljivu kompenzaciju. Osim povećanja operativne efikasnosti, softver{1}}bazirana kontrola može otključati niz drugih vrijednih funkcija. Spektar sistema za mešanje boja i, prema tome, boja svetlosti koju emituje mogu se dinamički podešavati nezavisnim zatamnjivanjem svake LED primarne. Na biološkom nivou, dinamičko upravljanje bojom i intenzitetom omogućava manipulaciju proizvodnjom esencijalnih hormona kako bi se izazvale pozitivne reakcije kod ljudi. Ova tehnologija pokreće korištenje-centriranog svjetla (HCL) za poboljšanje produktivnosti, mentalnog zdravlja i fizičkog zdravlja na radnom mjestu.

Najjednostavniji tip pametne rasvjete je inteligentna LED rasvjeta zasnovana na ugrađenoj programabilnosti i/ili lokaliziranom senzoru. Primena samostalnih sistema pametne rasvete u industrijskim objektima sa brojnim instalacijama je nepraktična zbog troškova i složenosti koji se povećavaju sa sofisticiranošću. U zavisnosti od vizuelnog zadatka, vremena potrebnog za njegovo izvršenje, radnika koji ga izvršava i značaja različitih karakteristika zadatka u obavljanju posla, količina svetlosti (osvetljenosti) i njen spektralni sastav se često menjaju u ovim objektima. Kontrole rasvjete implementirane na nivou kola u centralno kontrolisanim rasvjetnim tijelima nisu dovoljno osjetljive ili fleksibilne da zadovolje specifične potrebe ili se prilagode budućim promjenama rasporeda i namjene.

Industrijska rasvjetna tijela trebaju biti objedinjena u cijelom objektu kako bi mogli raditi zajedno, a istovremeno zadržati individualnost za prilagođavanje osvjetljenja za određeni prostor. Sistemi rasvjete bi trebali sarađivati i dijeliti znanje kako bi razvili veći nivo kolektivne inteligencije koja ih čini sposobnijima nego što bi bili da rade samostalno.

Ideja u razvoju, pametna industrijska rasvjeta se fokusira na izgradnju digitalnog ekosistema za automatizaciju svjetla, poboljšanje prostora i na kraju maksimiziranje vrijednosti kompanije. LED rasvjeta i digitalno umrežavanje inteligentnih upravljačkih uređaja ključne su komponente digitalnog ekosistema. Digitalno umrežavanje omogućava komunikaciju između rasvjetnih sistema i upravljačkih uređaja korištenjem digitalnih binarnih poruka umjesto upravljačkih direktiva zasnovanih na promjenama napona, čak i ako digitalna priroda LED dioda omogućava njihovu laku integraciju s elektronskim kolima.

Digitalni upravljački sistemi bazirani na mekim završnim ožičenjima zamjenjuju rasvjetna kola zasnovana na tvrdim analognim završecima kao osnovnim građevnim blokovima zoniranja upravljanja. Dvosmjerna komunikacija, kompjutersko programiranje i implementacija zoniranja i rezoniranja putem softvera usmjerenog na pojedinačne svjetiljke ili grupe svjetiljki u različitim rasvjetnim krugovima omogućeni su upotrebom digitalnih upravljačkih sistema. Jedna svetiljka se može dodijeliti mnogim zonama za implementaciju različitih tehnika upravljanja pod različitim uslovima zahvaljujući digitalnoj adresiranosti na-nivou svjetiljke. Veća fleksibilnost i, posljedično, veća preciznost u isporuci svjetla omogućeni su kapacitetom dizajniranja kontrolne zone u bilo kojoj skali. Osim toga, softversko adresiranje olakšava rezoniranje prostora kako bi se prilagodile promjenjivim potrebama. U cilju poboljšanja rada postrojenja i donošenja boljih poslovnih odluka, dvosmjerna komunikacija omogućava prikupljanje podataka o performansama, kao što su potrošnja energije i status vozača, za kasniju obradu korištenjem raznih statističkih i optimizacijskih tehnika. Rasvjetna tijela se mogu ugraditi u sisteme industrijske automatizacije za centraliziranu kontrolu i -razmjenu podataka širom objekta putem digitalnog umrežavanja.

Industrijska svjetiljka postaje digitalni rasvjetni čvor koji može biti neovisno kontroliran i potpomognut kolektivnom inteligencijom digitalnog ekosistema kada LED tehnologija i digitalne kontrole rade zajedno. Međuzavisni podsistemi za upravljanje toplotom, regulaciju pogonske struje, optičku kontrolu i mehaničku integraciju moraju sarađivati kako bi garantovali najbolje moguće performanse industrijskih LED svetiljki, koje su integrisani sistemi. LED drajver, koji nudi konverziju snage pod naponom napajanja ili fluktuacijama opterećenja za pogon LED dioda sa konstantnim opterećenjem istosmjerne struje, jedan je od sastavnih dijelova koji je posebno presudan. LED drajver je sada aktivna komponenta koja je neophodna za efikasnu implementaciju kontrola u pametnom sistemu osvetljenja, a ne samo direktni izvor napajanja konstantne struje.

Pogonska struja određuje kako se ponašaju svjetleće LED diode. Stoga je primjena različitih tehnika upravljanja olakšana vozačevim izvršavanjem naloga za prebacivanje i kontrolu zatamnjenja. U situacijama u kojima mnogi LED kanali ili slojevi osvjetljenja zahtijevaju pažljivo balansiranje svjetlosnih kontrasta, kontinuirano zatamnjenje je vitalna sposobnost potrebna za pružanje neprimetnih promjena kontrole i promjenjivih scenarija osvjetljenja. Koristeći integrirano kolo -širinske modulacije impulsa (PWM) ili zatamnjenje konstantne struje (CCR), LED drajver obavlja ovu svrhu.

Stvaranje potpuno funkcionalnih sistema pametne rasvjete omogućeno je raznim opcijama koje se mogu ugraditi u LED drajver. Kontroler, koji nudi lokalnu obradu podataka i-donošenje odluka, pokreće direktive za LED drajver i komunicira sa centralnim sistemom upravljanja preko gateway-a, od suštinskog je značaja za ove sisteme. Integrirano kolo (IC) ili sistem-na-čipu (SoC) sa mikrokontrolerom i primopredajnikom na ploči naziva se svjetlosni kontroler. Mikrokontroler takođe uključuje memoriju, I/O i centralnu procesorsku jedinicu (CPU). Flash memorija sadrži ugrađeni softver, često poznat kao firmver. Programabilna priroda LED sistema zasnovanog na mikrokontroleru{8}} omogućava dodavanje inteligentnih karakteristika osvetljenja kao što su podešavanje scene, mešanje boja, smanjenje održavanja lumena i napredno zakazivanje.

U osnovi, pametna industrijska rasvjeta uključuje ugrađivanje sistema rasvjete u računarske{0}}mreže koje se razvijaju u očekivanju Interneta stvari (IoT). Interoperabilnost je omogućena na ogromnoj veličini IP-mreže zasnovane na IoT-u, što također proširuje povezivanje Internet protokola (IP) na krajnje tačke s ograničenim resursima. Arhitektura Interneta stvari (IoT) pruža širok spektar usluga i aplikacija za rješavanje problema koji su previše složeni za upravljanje u zatvorenoj mreži.

Nije neophodno da sistemi osvetljenja fizički smeštaju procesorsku snagu unutar IoT ekosistema. Serveri i softver koji omogućavaju računalstvo u oblaku, analitiku velikih-podataka, umjetnu inteligenciju i mašinsko učenje mogu biti dio infrastrukture oblaka. Obrada podataka, vizualizacija podataka, skladištenje podataka i unos podataka mogu biti efikasniji uz pomoć ovih funkcija. Operateri objekata mogu poboljšati automatizaciju rasvjete i operativnu efikasnost uz pomoć praktičnih uvida iz IoT podataka.

Sve između IoT uređaja i IoT aplikacija koordinira i njime upravlja IoT platforma. Nudi kolekciju softverskih elemenata za upravljanje IoT uređajima, upravljanje podacima, razvoj aplikacija i omogućavanje. Industrijski internet stvari (IIoT), koji je postavljen da uvede novu eru industrijskih aplikacija, mogao bi biti povezan s pametnom industrijskom rasvjetom.