Znalosti riešení Smart Industrial Lighting -

Riešenie inteligentného priemyselného osvetlenia využíva digitálne riadiace systémy, univerzálnu konektivitu a stratégiu{0}}založenú na platforme na premenu priemyselných svietidiel na inteligentné, interoperabilné osvetľovacie systémy. Používanie digitálnych náhľadov pri ovládaní osvetlenia sa stáva čoraz populárnejším od prechodu na polovodičové osvetlenie založené na technológii LED. Cieľom digitálnej transformácie v priemyselnom sektore je zlepšiť efektivitu nad rámec toho, čo môže poskytnúť samotné LED osvetlenie, a zároveň vytvoriť bezpečné, efektívne a produktívne pracovné podmienky. Možnosť vyvinúť jedinečné schopnosti a implementovať sofistikované funkcie umožňuje silná interakcia, ktorú inteligentné riešenie osvetlenia vytvára medzi informačnou technológiou (IT) a prevádzkovou technológiou (OT), ako aj medzi hardvérom a softvérom. S cieľom zhromažďovať, zdieľať, rozhodovať a konať sa homogénna trieda rôznych zariadení a systémov spája do komplexnej siete. Správa priemyselných objektov bude musieť v budúcnosti prejsť výraznou zmenou v dôsledku Industry 4.0. Táto digitálna revolúcia zahŕňa inteligentné priemyselné osvetlenie.

Návrh osvetlenia pre priemyselné budovy je jedinečný prístup, pretože tieto priestory sú od seba vzdialené. Priemyselné zariadenia sú akékoľvek miesta, kde prebieha výroba alebo činnosti súvisiace s výrobou. Automobilový priemysel, ťažké stroje, obrovské obrábacie stroje, stavba lodí, lietadlá, oceliarsky, chemický, petrochemický a farmaceutický sektor môžu využívať tieto ťažké výrobné zariadenia. Môžu to byť aj ľahké výrobné závody, ktoré okrem iných každodenných predmetov vyrábajú spotrebnú elektroniku, elektrické spotrebiče, potraviny, papier, textil, kožu a drevo.

Na rozdiel od iných typov infraštruktúry ponúkajú priemyselné zariadenia široké možnosti využitia. Tieto miesta riešia širokú škálu úloh vrátane kontroly kvality, skladovania, logistiky, výroby, obrábania, montáže, dokončovania a balenia. Fyzické vlastnosti a architektonické usporiadanie priemyselných zariadení sú založené na ich špecifických systémoch, postupoch, strojových zariadeniach, materiálových a produktových vlastnostiach, potrebách údržby a obavách o bezpečnosť pracovníkov. Priemyselné zariadenia majú okrem jedinečnej infraštruktúry aj pestrejšie prostredie v dôsledku vplyvu predovšetkým miestnych prvkov, ako sú vibrácie, teplota a atmosféra.

Riešenie osvetlenia moderného priemyselného objektu by malo umožniť poskytovanie pohodlného a príjemného prostredia pri minimalizácii nákladov na životný cyklus inštalovaných osvetľovacích systémov. Znížená absencia, menej výrobných chýb a menej priemyselných nehôd, to všetko možno pripísať vizuálne príjemnému pracovisku. Spoločnosť môže byť v konkurenčnej nevýhode, ak jej svetelná infraštruktúra nefunguje efektívne, aj keď je nevyhnutné dosiahnuť jasnú viditeľnosť vhodnou reguláciou niekoľkých parametrov (oslnenie, jas, rovnomernosť, osvetlenie, kvalita farieb, kontrast a prispôsobenie).

V mnohých priemyselných lokalitách nie je preferovaný zber denného svetla a osvetľovacie systémy musia bežať nepretržite. Množstvo lúmenov, ktoré môže poskytnúť svietidlo s vysokým poľom, a počet svietidiel potrebných na pokrytie celého areálu sú veľmi náročné pri rozsiahlych priestoroch s vysokými stropmi, ktoré sú bežné v priemyselných výrobných halách. Počas dlhších prevádzkových hodín generuje obrovské množstvo vysokovýkonných osvetľovacích systémov veľmi vysoké požiadavky na zaťaženie (kW) a spotrebuje značné množstvo elektrickej energie (kWh).

Náklady na životný cyklus osvetľovacieho systému tvoria tri hlavné faktory: kapitálové náklady, náklady na energiu a náklady na údržbu. Náklady na údržbu sú faktorom X, ktorý by mohol mať najväčší vplyv na náklady životného cyklu, aj keď náklady na energiu na prevádzku osvetľovacieho systému často prevyšujú kapitálové náklady na osvetlenie.LED inteligentné vysoké svietidlomôže byť ťažké osvetliť mnohé priemyselné oblasti. Pre osvetľovacie systémy je ťažké prežiť v týchto náročných podmienkach kvôli žieravým chemikáliám, vysokej vlhkosti, vysokým teplotám, výrazným vibráciám, korozívnej atmosfére a/alebo nečistej sile. Ťažko dosiahnuteľné stropy zvyšujú personálne náklady a bezpečnostné problémy, pokiaľ ide o bežnú údržbu alebo výmenu lampy.

Návrh priemyselného osvetlenia musí brať do úvahy širokú škálu faktorov a využívať priemyselné svietidlá, ktoré fungujú efektívne, efektívne a spoľahlivo v náročných prostrediach. Existujú dva typy priemyselných svietidiel určených pre vnútorné použitie: vysoký a nízky. Keď výška stropu alebo strešných nosníkov presiahne 6,1 metra (20 stôp), na celkové osvetlenie sa použijú vysoké arkierové svetlá. Až šesť metrov (20 stôp) je maximálna výška, v ktorej je možné inštalovať nízke svetlá. Výškové svetlá sú zariadenia na priame osvetlenie, ktoré rozptyľujú všetko svetlo, ktoré vyžarujú, v smere povrchu, ktorý majú osvetľovať. Aby sa zabezpečilo dostatočné osvetlenie vo veľkej svetlej výške, sú zvyčajne vyrobené tak, aby generovali svetelný výkon viac ako 10 000 lúmenov v regulovanom lúči. Svietidlá používané v aplikáciách osvetlenia s nízkym priestorom zvyčajne potrebujú širší rozptyl na optimálne pokrytie a vyžarujú menej ako 10 000 lúmenov. Z dôvodu nízkej montážnej výšky vyžadujú svetlá s nízkym bodom oslnenia prísnejšiu kontrolu oslnenia, čo možno dosiahnuť použitím reflektorov na blokovanie vysokého uhla svetla alebo prizmatických refraktorov alebo opálových difúzorov na zmiernenie jasu. Na osvetlenie tieňov vytvorených prekážkami nad hlavou alebo na poskytnutie osvetlenia vhodného pre vizuálne náročné úlohy sa používa lokalizované osvetlenie úloh. Záplavové svietidlá, čo sú zameriavacie svietidlá s riadeným rozložením svetla, sa zvyčajne používajú na osvetlenie vonkajších výrobných priestorov.

Potreba svietidiel, ktoré sú vhodné na použitie v miestach s neobvyklými klimatickými podmienkami, je ďalším spôsobom kategorizácie priemyselných svietidiel. Extrémne vysoké okolité teploty, mrazivé teploty, vysoká vlhkosť, vlhké miesta alebo nastavenie-na hadicu, korozívna atmosféra a vibrácie veľkých strojov – to všetko sú výzvy, ktorým musia čeliť. Priemyselné svietidlá sú vyrábané, skúšané a schválené na použitie v priestoroch kategorizovaných podľa stupňa ich nebezpečnosti. Nebezpečné prostredia sú definované ako tie, ktoré obsahujú horľavé plyny alebo výpary, horľavý a/alebo vodivý prach a ľahko zápalné vlákna a úlety. Zariadenia, ktoré spracúvajú ropu a plyn, chemické a petrochemické produkty, vrtné súpravy, ropné plošiny na mori, námorné nakladacie a palivové terminály, inštalácie na mori a prístavoch, tankové farmy, závody na extrakciu rozpúšťadiel, potrubné čerpacie stanice, čistiarne odpadov a odpadových vôd, celulózky a papierne, zariadenia na výrobu a skladovanie munície a ohňostrojov, všetky zariadenia na spracovanie uhoľného prášku a laku.

LED osvetlenie si vybudovalo svoju dominanciu na trhu priemyselného osvetlenia a za posledných desať rokov sa stalo štandardom. Tradičné osvetľovacie systémy sa spoliehajú na-výbojovú technológiu s vysokou intenzitou (HID) alebo fluorescenčnú technológiu, ktorá má vážne nevýhody a obmedzenia. LED diódy ponúkajú vysokú účinnosť a spoľahlivú prevádzku, pretože využívajú elektroluminiscenciu generovanú rekombináciou medzi elektrónmi a dierami v aktívnej oblasti v rámci polovodičových p-n prechodov. Hoci už existujú značné úspory energie vďaka širokému používaniu LED svietidiel, stále existuje veľa príležitostí na zníženie nákladov na životný cyklus.

Zvýšením efektivity aplikácie osvetlenia (LAE), ktorá zohľadňuje efektívnosť optického prenosu, intenzitu a účinnosť spektra, môže technológia SSL viesť k významným dodatočným úsporám energie. V porovnaní so staršími osvetľovacími systémami umožňuje prirodzená životnosť diód LED,-beziskrová prevádzka a odolnosť v pevnej fáze vytvorenie robustných osvetľovacích systémov s oveľa dlhšou životnosťou. Tieto systémy sú tiež mechanicky robustnejšie, aby odolali drsným podmienkam prostredia a sú výrazne bezpečnejšie pri používaní v nebezpečných miestach. Vzhľadom na vysoké náklady na údržbu a závislosť priemyselných úloh od osvetleného prostredia je v priemyselných aplikáciách kľúčové-bezporuchové fungovanie osvetľovacích systémov počas dlhého životného cyklu.

led high bay fixtures

Hoci technológia LED bola vždy v popredí prevádzkovej efektívnosti, nedávny vývoj a inovácie išli nad rámec toho, aby maximalizovali energetickú účinnosť osvetľovacích systémov a vytvorili produktívnejšie pracovné priestory. Základom týchto úspechov je využitie lepšej ovládateľnosti LED, ktorá v podstate odlišuje technológiu od jej konkurentov. LED diódy sú elektroluminiscenčné zariadenia, ktoré vydržia nepretržité zapínanie/vypínanie, ponúkajú stmievanie v plnom rozsahu a rýchlo a presne reagujú na riadiace signály. S týmto stupňom ovládateľnosti môže byť výstup svetla LED automaticky modulovaný v reakcii na vstupy snímača alebo predprogramované algoritmy.

LED podsvietenie vysokého priestoruje kompatibilný so všetkými systémami riadenia osvetlenia, ktoré boli vyvinuté tak, aby spĺňali požiadavky na hospodárenie s energiou vlastníkov alebo prevádzkovateľov priemyselných zariadení, vrátane detekcie obsadenosti, časového plánovania, zberu denného svetla, inštitucionálneho ladenia, reakcií na dopyt a adaptívnej kompenzácie. Okrem zvyšovania prevádzkovej efektívnosti môže softvérové{1}}ovládanie odomknúť aj množstvo ďalších cenných funkcií. Spektrum systému miešania farieb a následne aj farbu svetla, ktoré vyžaruje, je možné dynamicky upravovať nezávislým stlmením každej primárnej LED diódy. Na biologickej úrovni dynamické riadenie farby a intenzity umožňuje manipuláciu s produkciou esenciálnych hormónov na vyvolanie pozitívnych reakcií u ľudí. Táto technológia podporuje používanie ľudského-centrického osvetlenia (HCL) na zlepšenie produktivity, duševného zdravia a fyzického zdravia na pracovisku.

Najjednoduchším typom inteligentného osvetlenia je inteligentné LED osvetlenie založené na zabudovanej programovateľnosti a/alebo lokalizovanom snímaní. Nasadenie samostatných systémov inteligentného osvetlenia v priemyselných zariadeniach s početnými inštaláciami svietidiel je nepraktické z dôvodu nákladov a zložitosti, ktoré sa zvyšujú so sofistikovanosťou. Množstvo svetla (osvetlenie) a jeho spektrálne zloženie sa v týchto zariadeniach často mení v závislosti od zrakovej úlohy, času potrebného na jej splnenie, pracovníka, ktorý ju vykonáva, a významu rôznych charakteristík úlohy pri dokončovaní práce. Ovládanie osvetlenia implementované na úrovni okruhu v centrálne riadených svietidlách nie je dostatočne citlivé alebo flexibilné na to, aby vyhovovalo špecifickým potrebám alebo sa prispôsobovalo budúcim zmenám usporiadania a účelu.

Priemyselné svietidlá by mali byť v celom objekte zjednotené, aby mohli spolupracovať a zároveň si zachovať individualitu na prispôsobenie osvetlenia konkrétnemu priestoru. Osvetľovacie systémy by mali spolupracovať a vymieňať si poznatky s cieľom vyvinúť vyššiu úroveň kolektívnej inteligencie, ktorá ich robí schopnejšími, než by boli, keby fungovali nezávisle.

Rozvíjajúca sa myšlienka inteligentného priemyselného osvetlenia sa sústreďuje na budovanie digitálneho ekosystému na automatizáciu svetiel, zlepšenie priestorov a nakoniec maximalizáciu hodnoty spoločnosti. LED osvetlenie a digitálne prepojenie inteligentných riadiacich zariadení sú kľúčovými komponentmi digitálneho ekosystému. Digitálna sieť umožňuje komunikáciu medzi osvetľovacími systémami a ovládacími zariadeniami pomocou digitálnych binárnych správ, a nie riadiacich smerníc založených na zmenách napätia, aj keď digitálna povaha LED umožňuje ich jednoduchú integráciu s elektronickými obvodmi.

Digitálne riadiace systémy založené na mäkkých káblových zakončeniach nahrádzajú svetelné obvody založené na pevných analógových zakončeniach ako základné stavebné kamene riadiaceho zónovania. Obojsmerná-komunikácia, počítačové programovanie a implementácia zónovania a zmeny zón pomocou softvéru zameraného na jednotlivé svietidlá alebo skupiny svietidiel v rôznych osvetľovacích okruhoch sú všetky možné vďaka použitiu digitálnych riadiacich systémov. Jedno svietidlo je možné prideliť mnohým zónam na implementáciu rôznych techník ovládania za rôznych podmienok vďaka digitálnej adresovateľnosti na úrovni svietidiel-. Väčšia flexibilita a následne väčšia presnosť pri dodaní svetla je umožnená schopnosťou navrhnúť kontrolnú zónu v akomkoľvek rozsahu. Softvérové adresovanie navyše zjednodušuje rezonovanie priestorov, aby sa prispôsobili potrebám posunu. S cieľom zlepšiť prevádzku zariadenia a prijímať lepšie obchodné rozhodnutia umožňuje obojsmerná komunikácia zhromažďovať údaje o výkone, ako je spotreba energie a stav vodiča, na neskoršie spracovanie pomocou rôznych štatistických a optimalizačných techník. Svietidlá možno začleniť do systémov priemyselnej automatizácie na centralizované ovládanie a{9}}zdieľanie údajov v rámci celého zariadenia prostredníctvom digitálnej siete.

Priemyselné svietidlo sa stáva digitálnym svetelným uzlom, ktorý môže byť nezávisle riadený a podporovaný kolektívnou inteligenciou digitálneho ekosystému, keď LED technológia a digitálne ovládanie spolupracujú. Vzájomne závislé podsystémy pre riadenie teploty, reguláciu hnacieho prúdu, optické riadenie a mechanickú integráciu musia spolupracovať, aby zaručili najlepší možný výkon priemyselných LED svietidiel, ktoré sú integrovanými systémami. Ovládač LED, ktorý ponúka konverziu energie pod napájacím napätím alebo kolísaním záťaže na riadenie LED s konštantným zaťažením jednosmerným prúdom, je jednou zo základných častí, ktorá je obzvlášť dôležitá. Ovládač LED je teraz aktívnym komponentom, ktorý je nevyhnutný pre efektívnu implementáciu ovládacích prvkov v inteligentnom osvetľovacom systéme, a nie len jednoduchý zdroj konštantného prúdu.

Budiaci prúd určuje, ako sa správajú svietiace LED diódy. Nasadenie rôznych techník ovládania je preto uľahčené tým, že vodič vykonáva príkazy na ovládanie spínania a stmievania. V situáciách, kde si veľa LED kanálov alebo svetelných vrstiev vyžaduje starostlivé vyváženie svetelných kontrastných pomerov, je nepretržité stmievanie životne dôležitou funkciou, ktorá je potrebná na zabezpečenie bezproblémových zmien ovládania a variabilných svetelných scenárov. Pomocou integrovanej pulznej{3}}šírkovej modulácie (PWM) alebo stmievacieho obvodu s konštantnou redukciou prúdu (CCR) plní tento účel ovládač LED.

Vytváranie plne funkčných inteligentných osvetľovacích systémov je možné vďaka rôznym možnostiam, ktoré môžu byť začlenené do LED ovládača. Pre tieto systémy je nevyhnutný kontrolór, ktorý ponúka miestne spracovanie údajov a rozhodovanie-, vytvára príkazy pre ovládač LED a komunikuje s centrálnym riadiacim systémom cez bránu. Integrovaný obvod (IC) alebo systém-na-čipe (SoC) s mikrokontrolérom a transceiverom na doske sa nazýva ovládač svetla. Mikrokontrolér tiež obsahuje pamäť, I/O a centrálnu procesorovú jednotku (CPU). Flash pamäť obsahuje zabudovaný softvér, často známy ako firmvér. Programovateľná povaha systému LED založeného na mikroovládači- umožňuje pridať inteligentné funkcie osvetlenia, ako je nastavenie scény, miešanie farieb, zníženie udržiavania svetelného toku a pokročilé plánovanie.

Inteligentné priemyselné osvetlenie v podstate zahŕňa začlenenie systémov osvetlenia do počítačových{0}}sietí, ktoré sa vyvíjajú v očakávaní internetu vecí (IoT). Interoperabilita je možná pri obrovskej veľkosti siete založenej na IP-internetu vecí, ktorý tiež rozširuje konektivitu internetového protokolu (IP) na koncové body s obmedzenými zdrojmi. Architektúra internetu vecí (IoT) poskytuje širokú škálu služieb a aplikácií na riešenie problémov, ktoré sú príliš zložité na riadenie v uzavretej sieti.

Nie je potrebné, aby osvetľovacie systémy fyzicky ukrývali výpočtový výkon v rámci ekosystému internetu vecí. Súčasťou cloudovej infraštruktúry môžu byť servery a softvér, ktoré umožňujú cloud computing, analýzu veľkých{1}}údajov, umelú inteligenciu a strojové učenie. Spracovanie údajov, vizualizácia údajov, ukladanie údajov a príjem údajov môžu byť pomocou týchto funkcií efektívnejšie. Prevádzkovatelia zariadení môžu zlepšiť automatizáciu osvetlenia a prevádzkovú efektivitu pomocou praktických poznatkov z údajov internetu vecí.

Všetko medzi zariadeniami internetu vecí a aplikáciami internetu vecí je koordinované a spravované platformou internetu vecí. Ponúka kolekciu softvérových prvkov pre správu IoT zariadení, správu dát, vývoj aplikácií a aktiváciu. Priemyselný internet vecí (IIoT), ktorý je nastavený na začiatok novej éry priemyselných aplikácií, môže byť prepojený s inteligentným priemyselným osvetlením.