Znalosti řešení Smart Industrial Lighting -

Řešení chytrého průmyslového osvětlení využívá digitální řídicí systémy, univerzální konektivitu a strategii založenou na platformě- k přeměně průmyslových svítidel na inteligentní, interoperabilní systémy osvětlení. Od přechodu na polovodičové osvětlení založené na technologii LED se používání digitálních náhledů v ovládání osvětlení stává stále populárnějším. Cílem digitální transformace v průmyslovém sektoru je zlepšit efektivitu nad rámec toho, co může poskytnout samotné LED osvětlení, a zároveň vytvořit bezpečné, efektivní a produktivní pracovní podmínky. Možnost vyvinout jedinečné schopnosti a implementovat sofistikované funkce umožňuje silná interakce, kterou řešení chytrého osvětlení vytváří mezi informační technologií (IT) a provozní technologií (OT), jakož i mezi hardwarem a softwarem. Aby bylo možné shromažďovat, sdílet, rozhodovat a jednat, je homogenní třída různých zařízení a systémů spojena do komplexní sítě. Správa průmyslových objektů bude muset v budoucnu kvůli Průmyslu 4.0 projít výraznou změnou. Tato digitální revoluce zahrnuje chytré průmyslové osvětlení.

Návrh osvětlení pro průmyslové budovy je jedinečný přístup, protože tyto prostory jsou světy oddělené. Průmyslová zařízení jsou jakákoli místa, kde probíhá výroba nebo činnosti související s výrobou. Automobilový průmysl, těžké stroje, obrovské obráběcí stroje, stavba lodí, letadla, ocelářský, chemický, petrochemický a farmaceutický sektor mohou využívat tyto těžké výrobní závody. Mohou to být také lehké výrobní závody, které vyrábějí spotřební elektroniku, elektrické spotřebiče, potraviny, papír, textil, kůži a dřevo a další předměty každodenní potřeby.

Na rozdíl od jiných typů infrastruktury nabízí průmyslová zařízení širokou škálu využití. Tato pracoviště zvládají širokou škálu úkolů, včetně kontroly kvality, skladování, logistiky, výroby, obrábění, montáže, dokončování a balení. Fyzické vlastnosti a architektonické uspořádání průmyslových zařízení jsou založeny na jejich specifických systémech, postupech, strojních zařízeních, vlastnostech materiálů a produktů, potřebách údržby a obavách o bezpečnost pracovníků. Průmyslová zařízení mají kromě jedinečné infrastruktury i pestřejší prostředí díky vlivu primárně místních prvků, jako jsou vibrace, teplota a atmosféra.

Řešení osvětlení moderního průmyslového objektu by mělo umožnit poskytnutí pohodlného a příjemného prostředí při minimalizaci nákladů na životní cyklus instalovaných osvětlovacích systémů. Snížená absence, méně výrobních chyb a méně průmyslových nehod, to vše lze přičíst vizuálně příjemnému pracovišti. Společnost může být v konkurenční nevýhodě, pokud její osvětlovací infrastruktura nefunguje efektivně, i když je nezbytné dosáhnout jasné viditelnosti vhodnou regulací několika parametrů (oslnění, jas, rovnoměrnost, osvětlení, kvalita barev, kontrast a přizpůsobení).

Sběr denního světla není v mnoha průmyslových oblastech preferován a osvětlovací systémy musí běžet nepřetržitě. Rozsáhlé prostory s vysokými stropy, které jsou běžné v průmyslových výrobních halách, jsou velmi náročné na množství lumenů, které může poskytnout svítidlo s vysokým polem, a počet svítidel potřebných k pokrytí celého areálu. Během delších provozních hodin generuje enormní počet vysoce výkonných osvětlovacích systémů požadavek na velmi vysoké zatížení (kW) a spotřebuje značné množství elektrické energie (kWh).

Náklady životního cyklu osvětlovacího systému tvoří tři hlavní faktory: kapitálové náklady, náklady na energii a náklady na údržbu. Náklady na údržbu jsou faktorem X, který by mohl mít největší vliv na náklady životního cyklu, i když náklady na energii na provoz osvětlovacího systému často převyšují kapitálové náklady na osvětlení.Inteligentní LED světlomůže být obtížné osvětlit mnoho průmyslových oblastí. Pro osvětlovací systémy je obtížné přežít v těchto náročných podmínkách kvůli žíravým chemikáliím, vysoké vlhkosti, vysokým teplotám, značným vibracím, korozivní atmosféře a/nebo nečisté energii. Obtížně dosažitelné stropy zvyšují personální náklady a bezpečnostní problémy, pokud jde o běžnou údržbu nebo výměnu žárovek.

Návrh průmyslového osvětlení musí brát v úvahu širokou škálu faktorů a používat průmyslová svítidla, která fungují efektivně, efektivně a spolehlivě v náročných prostředích. Existují dva typy průmyslových svítidel určených pro vnitřní použití: vysoká a nízká. Když výška stropu nebo střešní vazníky překročí 6,1 metru (20 stop), použijí se k celkovému osvětlení vysoká arkýřová světla. Až šest metrů (20 stop) je maximální výška, ve které mohou být instalována nízká světla. High Bay Lights jsou zařízení pro přímé osvětlení, která rozptylují veškeré světlo, které vyzařují, ve směru povrchu, který mají osvětlit. Aby bylo zajištěno dostatečné osvětlení ve velké světlé výšce, jsou obvykle vyrobeny tak, aby generovaly světelný výkon více než 10 000 lumenů v regulovaném paprsku. Svítidla používaná v aplikacích osvětlení s nízkým polem obvykle potřebují mít širší rozptyl pro optimální pokrytí a vyzařovat méně než 10 000 lumenů. Kvůli své nízké montážní výšce vyžadují světla s nízkými paprsky přísnější kontrolu oslnění, čehož lze dosáhnout použitím reflektorů k blokování světla pod vysokým úhlem nebo prizmatických refraktorů nebo opálových difuzorů ke změkčení jasu. K osvětlení stínů vytvořených překážkami nad hlavou nebo k nabídnutí osvětlení vhodného pro vizuálně náročné práce se používá lokalizované pracovní osvětlení. Záplavová světla, což jsou zaměřitelná svítidla s řízeným rozložením světla, se obvykle používají k osvětlení venkovních výrobních prostor.

Potřeba svítidel vhodných pro použití v místech s neobvyklými klimatickými podmínkami je dalším způsobem kategorizace průmyslových svítidel. Extrémně vysoké okolní teploty, teploty pod bodem mrazu, vysoká vlhkost, vlhké-oblasti nebo nastavení hadic, korozivní prostředí a vibrace velkých strojů – to vše jsou výzvy, kterým musí ustát. Průmyslová svítidla jsou vyráběna, zkoušena a schválena pro použití v oblastech rozdělených podle stupně jejich nebezpečnosti. Nebezpečná prostředí jsou definována jako prostředí, která obsahují hořlavé plyny nebo páry, hořlavý a/nebo vodivý prach a snadno vznětlivá vlákna a úlety. Zařízení, která zpracovávají ropu a plyn, chemické a petrochemické produkty, vrtné plošiny, ropné plošiny na moři, námořní nakládací a přepravní terminály, pobřežní a přístavní zařízení, tankovny, závody na těžbu rozpouštědel, potrubní čerpací stanice, čističky odpadů a odpadních vod, celulózky a papírny, zařízení vyrábějící a skladující příklady munice a ohňostroje, všechna zařízení pro zpracování uhelného prášku a laku.

LED osvětlení si vybudovalo svou dominanci na trhu průmyslového osvětlení a během posledních deseti let se stalo standardem. Tradiční osvětlovací systémy spoléhají na-výbojovou technologii s vysokou intenzitou (HID) nebo fluorescenční technologii, která má vážné nevýhody a omezení. LED diody nabízejí vysokou účinnost a spolehlivý provoz díky využití elektroluminiscence generované rekombinací mezi elektrony a otvory v aktivní oblasti v polovodičových p-n přechodech. Přestože již rozšířené používání LED svítidel přináší značné úspory energie, stále existuje spousta příležitostí ke snížení nákladů na životní cyklus.

Díky zvýšení efektivity aplikace osvětlení (LAE), která bere v úvahu účinnost optického doručení, intenzitu a účinnost spektra, může technologie SSL vést k významným úsporám energie navíc. Ve srovnání se staršími osvětlovacími systémy umožňuje vlastní dlouhá životnost, bezjiskrový-provoz a odolnost v polovodičovém režimu LED vytvářet robustní osvětlovací systémy s mnohem delší životností. Tyto systémy jsou také mechanicky robustnější, aby vydržely drsné podmínky prostředí a jsou výrazně bezpečnější pro použití v nebezpečných místech. Vzhledem k vysokým nákladům na údržbu a závislosti průmyslových úkolů na osvětleném prostředí je v průmyslových aplikacích zásadní-bezporuchové fungování osvětlovacích systémů během dlouhého životního cyklu.

led high bay fixtures

Přestože technologie LED byla vždy v popředí provozní účinnosti, poslední vývoj a inovace šly nad rámec toho, aby maximalizovaly energetickou účinnost osvětlovacích systémů a vytvořily produktivnější pracovní prostory. Základem těchto úspěchů je využití lepší ovladatelnosti LED, což je to, co v podstatě odlišuje technologii od jejích konkurentů. LED diody jsou elektroluminiscenční zařízení, která vydrží nepřetržité zapínání/vypínání, nabízejí stmívání v plném rozsahu a rychle a přesně reagují na řídicí signály. S tímto stupněm ovladatelnosti lze výstup světla LED automaticky modulovat v reakci na vstupy senzoru nebo předprogramované algoritmy.

LED osvětlení vysokého prostoruje kompatibilní se všemi systémy řízení osvětlení, které byly vyvinuty tak, aby splňovaly požadavky na hospodaření s energií vlastníků nebo provozovatelů průmyslových zařízení, včetně detekce obsazenosti, časového plánování, sběru denního světla, institucionálního ladění, reakcí na poptávku a adaptivní kompenzace. Kromě pouhého zvýšení provozní efektivity může softwarové{1}}ovládání odemknout řadu dalších cenných funkcí. Spektrum systému míchání barev a následně i barvu světla, které vyzařuje, lze dynamicky upravovat nezávislým stmíváním každého primárního prvku LED. Na biologické úrovni umožňuje dynamické řízení barvy a intenzity manipulaci s produkcí esenciálních hormonů k vyvolání pozitivních reakcí u lidí. Tato technologie podporuje využití lidského-centrického osvětlení (HCL) pro zlepšení produktivity, duševní pohody a fyzického zdraví na pracovišti.

Nejjednodušším typem chytrého osvětlení je inteligentní LED osvětlení založené na vestavěné programovatelnosti a/nebo lokalizovaném snímání. Nasazení samostatných systémů inteligentního osvětlení v průmyslových zařízeních s četnými instalacemi svítidel je nepraktické kvůli nákladům a složitosti, které se zvyšují se sofistikovaností. V závislosti na vizuálním úkolu, době potřebné k jeho dokončení, pracovníkovi, který jej provádí, a významu různých charakteristik úkolu při dokončení práce se v těchto zařízeních často mění množství světla (osvětlení) a jeho spektrální složení. Ovládací prvky osvětlení implementované na úrovni okruhu v centrálně ovládaných svítidlech nejsou dostatečně citlivé nebo flexibilní, aby vyhovovaly konkrétním potřebám nebo se přizpůsobily budoucím změnám uspořádání a účelu.

Průmyslová svítidla by měla být v celém objektu sjednocena, aby mohla spolupracovat a zároveň si zachovat individualitu pro přizpůsobení osvětlení konkrétnímu prostoru. Osvětlovací systémy by měly spolupracovat a sdílet znalosti s cílem vyvinout vyšší úroveň kolektivní inteligence, která je činí schopnějšími, než by byly, kdyby fungovaly nezávisle.

Rozvíjející se nápad, inteligentní průmyslové osvětlení, se soustředí na budování digitálního ekosystému pro automatizaci světel, zlepšení prostorů a nakonec maximalizaci hodnoty společnosti. LED osvětlení a digitální propojení inteligentních řídicích zařízení jsou klíčovými součástmi digitálního ekosystému. Digitální síť umožňuje komunikaci mezi osvětlovacími systémy a řídicími zařízeními pomocí digitálních binárních zpráv spíše než řídicích směrnic založených na změnách napětí, i když digitální povaha LED umožňuje jejich snadnou integraci s elektronickými obvody.

Digitální řídicí systémy založené na měkkých zakončeních vodičů nahrazují osvětlovací obvody založené na pevných analogových zakončeních jako základní stavební kameny zónování řízení. Použití digitálních řídicích systémů umožňuje obou-komunikaci, počítačové programování a implementaci zón a změn zón prostřednictvím softwaru zaměřeného na jednotlivá svítidla nebo skupiny svítidel v různých osvětlovacích okruzích. Jedno svítidlo lze alokovat do mnoha zón pro implementaci různých řídicích technik za různých podmínek díky digitální adresnosti na úrovni svítidel-. Větší flexibilita a následně i větší přesnost při dodání světla je umožněna schopností navrhnout kontrolní zónu v jakémkoli měřítku. Softwarové adresování navíc usnadňuje rezonaci prostorů, aby vyhovovaly potřebám řazení. Za účelem zlepšení provozu zařízení a lepších obchodních rozhodnutí umožňuje obousměrná komunikace-shromažďovat údaje o výkonu, jako je spotřeba energie a stav řidiče, pro pozdější zpracování pomocí různých statistických a optimalizačních technik. Svítidla lze začlenit do průmyslových automatizačních systémů pro centralizované řízení a sdílení dat-v celém zařízení prostřednictvím digitální sítě.

Průmyslové svítidlo se stává digitálním osvětlovacím uzlem, který lze nezávisle ovládat a asistovat mu kolektivní inteligence digitálního ekosystému, když technologie LED a digitální ovládání spolupracují. Vzájemně závislé subsystémy pro řízení teploty, regulaci proudu měniče, optické řízení a mechanickou integraci musí spolupracovat, aby zaručily nejlepší možný výkon průmyslových LED svítidel, což jsou integrované systémy. Ovladač LED, který nabízí konverzi napájení pod napájecím napětím nebo kolísáním zátěže pro řízení LED s konstantním zatížením stejnosměrným proudem, je jednou ze základních součástí, která je obzvláště důležitá. Ovladač LED je nyní aktivní komponentou, která je nezbytná pro efektivní implementaci ovládacích prvků v inteligentním osvětlovacím systému, spíše než jen přímý zdroj konstantního proudu.

Budicí proud určuje, jak se svítící LED budou chovat. Rozmístění různých řídicích technik je proto usnadněno tím, že řidič provádí řídicí příkazy spínání a stmívání. V situacích, kdy mnoho LED kanálů nebo světelných vrstev vyžaduje pečlivé vyvážení světelných kontrastních poměrů, je nepřetržité stmívání životně důležitou funkcí potřebnou k zajištění bezproblémových změn ovládání a proměnných scénářů osvětlení. Ovladač LED plní tento účel pomocí integrované pulsní-šířkové modulace (PWM) nebo stmívacího obvodu s konstantním proudovým omezením (CCR).

Vytváření plně funkčních systémů inteligentního osvětlení je umožněno řadou možností, které mohou být začleněny do LED ovladače. Pro tyto systémy je nezbytný správce, který nabízí místní zpracování dat a rozhodování-, vytváří směrnice pro ovladač LED a komunikuje s centrálním řídicím systémem prostřednictvím brány. Integrovaný obvod (IC) nebo systém-na{4}}čipu (SoC) s mikrokontrolérem a transceiverem na desce se nazývá ovladač světla. Mikrokontrolér také obsahuje paměť, I/O a centrální procesorovou jednotku (CPU). Flash paměť obsahuje vestavěný software, často známý jako firmware. Programovatelná povaha systému LED založeného na mikrokontroléru- umožňuje přidat inteligentní funkce osvětlení, jako je nastavení scény, míchání barev, snížení zachování světelného toku a pokročilé plánování.

Inteligentní průmyslové osvětlení v zásadě zahrnuje začlenění systémů osvětlení do počítačových{0}}sítí, které se vyvíjejí v očekávání internetu věcí (IoT). Interoperabilita je umožněna při obrovské velikosti sítě založené na IP-internetu věcí, který také rozšiřuje konektivitu internetového protokolu (IP) na koncové body s omezenými prostředky. Architektura internetu věcí (IoT) poskytuje širokou škálu služeb a aplikací pro řešení problémů, které jsou příliš složité na správu v uzavřené síti.

Není nutné, aby osvětlovací systémy fyzicky ukrývaly výpočetní výkon v rámci ekosystému internetu věcí. Součástí cloudové infrastruktury mohou být servery a software, které umožňují cloud computing, analýzu velkých-dat, umělou inteligenci a strojové učení. Pomocí těchto funkcí lze zefektivnit zpracování dat, vizualizaci dat, ukládání dat a příjem dat. Provozovatelé zařízení mohou zlepšit automatizaci osvětlení a provozní efektivitu pomocí užitečných poznatků z dat IoT.

Vše mezi zařízeními IoT a aplikacemi IoT je koordinováno a spravováno platformou IoT. Nabízí kolekci softwarových prvků pro správu zařízení IoT, správu dat, vývoj aplikací a aktivaci. Průmyslový internet věcí (IIoT), který je nastaven na zahájení nové éry průmyslových aplikací, může být propojen s chytrým průmyslovým osvětlením.