Soluții inteligente de iluminat industrial

O soluție inteligentă de iluminat industrial utilizează sisteme de control digital, conectivitate universală și o strategie bazată pe platformă-pentru a transforma corpurile de iluminat industriale în sisteme de iluminat inteligente, interoperabile. Utilizarea informațiilor digitale în controlul luminii devine din ce în ce mai populară de la trecerea la iluminarea în stare solidă bazată pe tehnologia LED. Scopul transformării digitale în sectorul industrial este să îmbunătățească eficiența dincolo de ceea ce poate oferi doar iluminatul cu LED-uri, stabilind și condiții de lucru sigure, eficiente și productive. Posibilitatea de a dezvolta capabilități unice și de a implementa caracteristici sofisticate este posibilă de interacțiunea puternică pe care o soluție de iluminat inteligent o stabilește între tehnologia informației (IT) și tehnologia operațională (OT), precum și între hardware și software. Pentru a aduna, partaja, decide și acționa, o clasă omogenă de diverse dispozitive și sisteme este combinată într-o rețea cuprinzătoare. Administrarea instalațiilor industriale va trebui să sufere o schimbare semnificativă în viitor datorită Industriei 4.0. Această revoluție digitală include iluminatul industrial inteligent.

Designul de iluminat pentru clădirile industriale este o abordare unică, deoarece aceste spații sunt între lumi. Instalațiile industriale sunt orice locații în care au loc producția sau activitățile legate de producție. Sectoarele auto, mașini grele, mașini-unelte uriașe, construcții navale, avioane, oțel, chimie, petrochimice și sectoarele farmaceutice pot folosi aceste unități de producție grele. Ele pot fi, de asemenea, fabrici ușoare de producție care produc electronice de larg consum, aparate electrice, alimente, hârtie, textile, piele și lemn, printre alte articole de zi cu zi.

Spre deosebire de alte tipuri de infrastructură, instalațiile industriale oferă o gamă largă de utilizări. Aceste locații se ocupă de o gamă largă de sarcini, inclusiv controlul calității, depozitarea, logistica, producția, prelucrarea, asamblarea, finisarea și ambalarea. Atributele fizice și structura arhitecturală ale unităților industriale se bazează pe sistemele, procedurile, mașinile, proprietățile materialelor și ale produselor specifice, nevoile de întreținere și preocupările privind siguranța lucrătorilor. Instalațiile industriale au un mediu mai variat, pe lângă infrastructura unică, din cauza influenței elementelor locale, cum ar fi vibrațiile, temperatura și atmosfera.

Soluția de iluminat a unei instalații industriale moderne ar trebui să permită asigurarea unui mediu confortabil și plăcut, reducând în același timp costurile ciclului de viață al sistemelor de iluminat instalate. Reducerea absenteismului, mai puține erori de producție și mai puține accidente industriale pot fi toate atribuite unui loc de muncă plăcut din punct de vedere vizual. O companie poate fi într-un dezavantaj competitiv dacă infrastructura sa de iluminat nu funcționează eficient, chiar dacă este esențial să se obțină o vizibilitate clară prin reglarea adecvată a mai multor parametri (strălucire, luminozitate, uniformitate, iluminare, calitate a culorii, contrast și adaptare).

Recoltarea la lumină naturală nu este preferată în multe locații industriale, iar sistemele de iluminat trebuie să funcționeze continuu. Cantitatea de lumeni pe care o poate oferi un corp de iluminat înalt și numărul de corpuri de iluminat necesare pentru a acoperi întregul șantier sunt foarte solicitate de spațiile expansive, înalte, care sunt comune în halele de producție industrială. Pe parcursul orelor de funcționare prelungite, numărul enorm de sisteme de iluminat de mare putere generează un necesar de sarcină foarte mare (kW) și consumă o cantitate substanțială de energie electrică (kWh).

Trei factori principali alcătuiesc costul ciclului de viață al unui sistem de iluminat: cheltuielile de capital, costurile cu energia și costurile de întreținere. Costul de întreținere este factorul X care ar putea avea cea mai mare influență asupra costului ciclului de viață, chiar dacă costul energiei de operare a unui sistem de iluminat depășește frecvent costul de capital al iluminatului.Lumină inteligentă cu LED-uripoate fi dificil de iluminat multe zone industriale. Este dificil pentru sistemele de iluminat să supraviețuiască în aceste condiții dure din cauza substanțelor chimice caustice, umidității ridicate, temperaturilor ridicate, vibrațiilor semnificative, atmosferelor corozive și/sau puterii necurate. Plafoanele care sunt greu de atins ridică cheltuielile cu personalul și problemele de siguranță atunci când vine vorba de întreținerea de rutină sau reluare.

Proiectarea iluminatului industrial trebuie să țină cont de o gamă largă de factori și să utilizeze corpuri de iluminat industriale care funcționează eficient, eficient și sigur în setări solicitante. Există două tipuri de corpuri de iluminat industriale destinate utilizării în interior: high bay și low bay. Când înălțimea tavanului sau fermele acoperișului depășesc 6,1 metri (20 picioare), se utilizează lumini înalte pentru a oferi iluminare generală. Până la șase metri (20 de picioare) este înălțimea maximă la care pot fi instalate lumini joase. Luminile înalte sunt dispozitive de iluminare directă care dispersează toată lumina pe care o emit în direcția suprafeței pe care sunt destinate să o ilumineze. Pentru a asigura o iluminare suficientă pe o înălțime clară mare, acestea sunt de obicei realizate pentru a genera o putere de lumină de peste 10.000 de lumeni într-un fascicul reglat. Corpurile de iluminat utilizate în aplicațiile de iluminare a golfului scăzut trebuie de obicei să aibă o dispersie mai largă pentru o acoperire optimă și să emită mai puțin de 10.000 de lumeni. Datorită înălțimii lor reduse de montare, luminile joase necesită un control mai strict al strălucirii, care poate fi realizat prin utilizarea reflectorilor pentru a bloca lumina cu unghi înalt sau a refractorilor prismatici sau a difuzoarelor opal pentru a diminua luminozitatea. Pentru a ilumina umbrele create de impedimentele deasupra capului sau pentru a oferi o iluminare potrivită pentru locuri de muncă solicitante din punct de vedere vizual, este utilizată iluminarea locală. Luminile de inundație, care sunt corpuri de iluminat orientate cu distribuție controlată a luminii, sunt de obicei folosite pentru a ilumina zonele de producție în aer liber.

Necesitatea corpurilor de iluminat adecvate pentru utilizare în locații cu condiții climatice neobișnuite este o altă modalitate de clasificare a corpurilor de iluminat industriale. Temperaturile ambientale extrem de ridicate, temperaturile de îngheț, umiditatea ridicată, zonele umede sau setările furtunului-de jos, atmosferele corozive și vibrațiile de la mașinile mari sunt toate provocările pe care trebuie să le poată îndura. Corpurile de iluminat industrial sunt create, examinate și aprobate pentru utilizare în zone clasificate în funcție de nivelul lor de pericol. Mediile periculoase sunt definite ca fiind cele care conțin gaze sau vapori inflamabili, praf combustibil și/sau conductiv și fibre și zburătoare ușor de aprindere. Facilități care procesează petrol și gaze, produse chimice și petrochimice, platforme de foraj, platforme petroliere offshore, terminale maritime de încărcare și transfer de combustibil, instalații offshore și de docare, ferme de rezervoare, instalații de extracție a solvenților, stații de pompare prin conducte, stații de tratare a deșeurilor și a apelor uzate, fabrici de celuloză și hârtie, instalații care produc și depozitează muniție și artificii și instalații de preparare, fabrici de lac, coal și coal. toate exemplele de locații periculoase.

Iluminatul cu LED și-a stabilit dominația pe piața iluminatului industrial și a devenit un standard în ultimii zece ani. Sistemele tradiționale de iluminat se bazează pe-descărcare de intensitate ridicată (HID) sau tehnologie fluorescentă, care au dezavantaje și restricții serioase. LED-urile oferă o eficiență mare și o funcționare sigură prin utilizarea electroluminiscenței generate de recombinarea dintre electroni și găurile din regiunea activă din joncțiunile p-n semiconductoare. Deși există deja economii semnificative de energie din utilizarea pe scară largă a corpurilor de iluminat LED, există încă o mulțime de șanse de a reduce costurile ciclului de viață.

Prin creșterea eficienței aplicației de iluminat (LAE), care ia în considerare eficiența livrării optice, intensitatea și eficacitatea spectrului, tehnologia SSL poate duce la economii suplimentare semnificative de energie. În comparație cu sistemele de iluminat vechi, longevitatea inerentă a LED-urilor, funcționarea fără scântei-și durabilitatea în stare solidă permit crearea unor sisteme de iluminat robuste, cu o durată de viață mult mai lungă. Aceste sisteme sunt, de asemenea, mai robuste din punct de vedere mecanic pentru a rezista la condiții dure de mediu și sunt semnificativ mai sigure de utilizat în locații periculoase. Datorită costurilor ridicate de întreținere și a dependenței sarcinilor industriale de mediul iluminat, funcționarea fără defecțiuni a sistemelor de iluminat pe parcursul unui ciclu de viață lung este crucială în aplicațiile industriale.

led high bay fixtures

Deși tehnologia LED a fost întotdeauna în fruntea eficienței operaționale, evoluțiile și inovațiile recente au mers mai presus și dincolo pentru a maximiza eficiența energetică a sistemelor de iluminat și pentru a crea spații de lucru mai productive. Utilizarea controlabilității mai bune a LED-urilor, care este ceea ce în esență distinge tehnologia de concurenții săi, este fundamentul acestor realizări. LED-urile sunt dispozitive electroluminiscente care pot rezista la pornirea/oprirea continuă, oferă o reglare completă a luminii și reacționează rapid și precis la semnalele de control. Cu acest grad de controlabilitate, ieșirea luminii LED poate fi modulată automat ca răspuns la intrările senzorului sau la algoritmi preprogramați.

Iluminare LED high bayeste compatibil cu toate sistemele de control al luminii care au fost dezvoltate pentru a satisface cerințele de gestionare a energiei ale proprietarilor sau operatorilor de instalații industriale, inclusiv detectarea ocupării, programarea timpului, recoltarea luminii de zi, reglarea instituțională, răspunsurile la cerere și compensarea adaptivă. Dincolo de simpla creștere a eficienței operaționale, controlul bazat pe software-poate debloca o varietate de alte funcții valoroase. Spectrul unui sistem de amestecare a culorilor și, în consecință, culoarea luminii pe care o emite pot fi ajustate dinamic prin reglarea independentă a fiecărui LED primar. La nivel biologic, gestionarea dinamică a culorii și a intensității permite manipularea producției de hormoni esențiali pentru a provoca reacții pozitive la oameni. Utilizarea-iluminării centrate pe om (HCL) pentru o productivitate îmbunătățită, bunăstare mentală și sănătate fizică la locul de muncă este propulsată de această tehnologie.

Cel mai simplu tip de iluminare inteligentă este iluminarea inteligentă cu LED-uri bazată pe programabilitate încorporată și/sau detecție localizată. Implementarea sistemelor de iluminat inteligente de sine stătătoare în unitățile industriale cu numeroase instalații de corpuri de iluminat este nepractică din cauza costului și complexității care cresc odată cu sofisticarea. În funcție de sarcina vizuală, timpul necesar pentru a o finaliza, lucrătorul care o execută și semnificația diferitelor caracteristici ale sarcinii în finalizarea lucrării, cantitatea de lumină (iluminanță) și compoziția sa spectrală se schimbă frecvent în aceste instalații. Controalele de iluminare implementate la nivel de circuit în corpurile de iluminat controlate central nu sunt suficient de receptive sau flexibile pentru a răspunde nevoilor specifice sau a se adapta la schimbările viitoare de aspect și scop.

Corpurile de iluminat industriale ar trebui să fie unificate în întreaga unitate, astfel încât să poată lucra împreună, păstrând, de asemenea, individualitatea de a personaliza iluminarea pentru un anumit spațiu. Sistemele de iluminat ar trebui să colaboreze și să împărtășească cunoștințele pentru a dezvolta un nivel mai mare de inteligență colectivă care să le facă mai capabile decât ar fi dacă ar funcționa independent.

O idee în curs de dezvoltare, iluminatul industrial inteligent se concentrează pe construirea unui ecosistem digital pentru a automatiza luminile, a îmbunătăți spațiile și, în cele din urmă, a maximiza valoarea unei companii. Iluminarea cu LED-uri și rețeaua digitală a dispozitivelor de control inteligente sunt componente cheie ale ecosistemului digital. Rețeaua digitală permite comunicarea între sistemele de iluminat și dispozitivele de control folosind mesaje binare digitale, mai degrabă decât directive de control bazate pe schimbări de tensiune, chiar dacă natura digitală a LED-urilor permite integrarea lor ușoară cu circuitele electronice.

Sistemele de control digital bazate pe terminații de cablare soft înlocuiesc circuitele de iluminat bazate pe terminații analogice dure ca elemente fundamentale ale zonei de control. Comunicarea bidirecțională, programarea computerelor și implementarea zonelor și rezonării prin software direcționat către corpuri de iluminat individuale sau grupuri de corpuri de iluminat din diferite circuite de iluminat sunt toate posibile prin utilizarea sistemelor de control digital. Un singur corp de iluminat poate fi alocat mai multor zone pentru a implementa diferite tehnici de control în diferite condiții datorită adresei digitale la nivel de corp de iluminat-. Mai multă flexibilitate și, în consecință, mai multă acuratețe în livrarea luminii sunt posibile prin capacitatea de a proiecta o zonă de control la orice scară. În plus, adresarea prin software simplifică rezonarea spațiilor pentru a se potrivi nevoilor în schimbare. Pentru a îmbunătăți operațiunile unității și pentru a lua decizii de afaceri mai bune, comunicarea bi-permite colectarea de date de performanță, cum ar fi consumul de energie și starea șoferului, pentru procesarea ulterioară folosind o varietate de tehnici statistice și de optimizare. Corpurile de iluminat pot fi încorporate în sistemele de automatizare industrială pentru control centralizat și partajarea-de date la scară largă prin intermediul rețelelor digitale.

Un aparat de iluminat industrial devine un nod de iluminat digital care poate fi controlat independent și asistat de inteligența colectivă a ecosistemului digital atunci când tehnologia LED și comenzile digitale lucrează împreună. Subsistemele interdependente pentru managementul termic, reglarea curentului de antrenare, controlul optic și integrarea mecanică trebuie să coopereze pentru a garanta cea mai bună performanță posibilă a corpurilor de iluminat LED industriale, care sunt sisteme integrate. Driverul LED-ului, care oferă conversie a puterii sub tensiune de alimentare sau fluctuații de sarcină pentru a conduce LED-urile cu o sarcină constantă de curent continuu, este una dintre părțile constitutive care este deosebit de crucială. Driverul LED este acum o componentă activă care este esențială pentru implementarea eficientă a controalelor într-un sistem de iluminat inteligent, mai degrabă decât o simplă sursă de curent constant.

Curentul de conducere determină modul în care se comportă LED-urile luminoase. Prin urmare, desfășurarea diferitelor tehnici de control este ușoară prin executarea de către șofer a comenzilor de control de comutare și luminozitate. În situațiile în care multe canale LED sau straturi de iluminare necesită o echilibrare atentă a raporturilor de contrast luminos, reglarea continuă a luminii este o capacitate vitală necesară pentru a oferi schimbări de control fără întreruperi și scenarii de iluminare variabile. Folosind circuite integrate de modulare a lățimii de impuls-(PWM) sau de reducere a curentului constant (CCR), un driver LED îndeplinește acest scop.

Crearea unor sisteme de iluminare inteligentă complet funcționale este posibilă prin varietatea de opțiuni care pot fi încorporate într-un driver LED. Controlorul, care oferă prelucrarea locală a datelor și luarea-de decizie, emite directive pentru driverul LED și comunică cu un sistem central de management printr-un gateway, este esențial pentru aceste sisteme. Un circuit integrat (IC) sau un sistem-pe-cip (SoC) cu un microcontroler și un transceiver la bord se numește controler de lumină. Microcontrolerul încorporează, de asemenea, memorie, I/O și o unitate centrală de procesare (CPU). Memoria flash conține software încorporat, adesea cunoscut sub numele de firmware. Caracterul programabil al unui sistem LED bazat pe microcontroler- face posibilă adăugarea de funcții inteligente de iluminare, cum ar fi configurarea scenei, amestecarea culorilor, reducerea întreținerii lumenului și programarea avansată.

În principiu, iluminatul industrial inteligent implică încorporarea sistemelor de iluminat în rețele bazate pe computer-care se dezvoltă în anticiparea Internetului obiectelor (IoT). Interoperabilitatea este posibilă la dimensiunea enormă a rețelei bazate pe IP-de IoT, care extinde, de asemenea, conectivitatea Internet Protocol (IP) la punctele finale cu resurse limitate. Arhitectura Internet of Things (IoT) oferă o gamă largă de servicii și aplicații pentru a rezolva probleme prea complexe pentru a fi gestionate într-o rețea închisă.

Nu este necesar ca sistemele de iluminat să găzduiască fizic puterea de procesare în ecosistemul IoT. Serverele și software-ul care permit cloud computing, analiza big-datelor, inteligența artificială și învățarea automată pot face parte din infrastructura cloud. Procesarea datelor, vizualizarea datelor, stocarea datelor și aportul de date pot fi făcute mai eficiente cu ajutorul acestor caracteristici. Operatorii instalațiilor pot îmbunătăți automatizarea iluminatului și eficiența operațională cu ajutorul informațiilor acționabile din datele IoT.

Totul dintre dispozitivele IoT și aplicațiile IoT este coordonat și gestionat de o platformă IoT. Oferă o colecție de elemente software pentru gestionarea dispozitivelor IoT, gestionarea datelor, dezvoltarea de aplicații și activare. Internetul Industrial al Lucrurilor (IIoT), care este setat să inaugureze o nouă eră a aplicațiilor industriale, poate fi conectat la iluminatul industrial inteligent.