Smart Industrial Lighting Solutions

En smart industribelysningsløsning bruker digitale kontrollsystemer, universell tilkobling og en plattform-basert strategi for å gjøre industrielle lysarmaturer til intelligente, interoperable belysningssystemer. Bruken av digital innsikt i lysstyring blir mer populær siden overgangen til solid state-belysning basert på LED-teknologi. Målet med den digitale transformasjonen i industrisektoren er å forbedre effektiviteten utover det LED-belysning alene kan gi, samtidig som det etableres trygge, effektive og produktive arbeidsforhold. Muligheten til å utvikle unike evner og implementere sofistikerte funksjoner er muliggjort av det sterke samspillet som en smart belysningsløsning etablerer mellom informasjonsteknologi (IT) og operasjonell teknologi (OT), samt mellom maskinvare og programvare. For å samle, dele, bestemme og handle, kombineres en homogen klasse av ulike enheter og systemer til et omfattende nettverk. Administrasjonen av industrianlegg vil måtte gjennomgå en betydelig endring i fremtiden på grunn av Industri 4.0. Denne digitale revolusjonen inkluderer smart industriell belysning.

Lysdesignet for industribygg er en unik tilnærming fordi disse rommene er verdener fra hverandre. Industrianlegg er alle steder hvor produksjon eller aktiviteter knyttet til produksjon foregår. Bil, tunge maskiner, enorme maskinverktøy, skipsbygging, fly, stål, kjemiske, petrokjemiske og farmasøytiske sektorer kan bruke disse tunge produksjonsanleggene. De kan også være lette produksjonsanlegg som lager forbrukerelektronikk, elektriske apparater, mat, papir, tekstiler, lær og tre, blant andre dagligdagse gjenstander.

I motsetning til andre typer infrastruktur tilbyr industrianlegg et bredt spekter av bruksområder. Disse stedene håndterer et bredt spekter av oppgaver, inkludert kvalitetskontroll, lagring, logistikk, produksjon, maskinering, montering, etterbehandling og pakking. Industrielle anleggs fysiske egenskaper og arkitektoniske utforming er basert på deres spesifikke systemer, prosedyrer, maskineri, material- og produktegenskaper, vedlikeholdsbehov og bekymringer for arbeidernes sikkerhet. Industrianlegg har et mer variert miljø i tillegg til unik infrastruktur på grunn av påvirkning fra primært lokale elementer som vibrasjon, temperatur og atmosfære.

Et moderne industrianleggs belysningsløsning skal muliggjøre et komfortabelt og behagelig miljø samtidig som de installerte lyssystemenes livssykluskostnader minimeres. Redusert fravær, færre produksjonsfeil og færre arbeidsulykker kan tilskrives en visuelt tiltalende arbeidsplass. Et selskap kan ha en konkurransemessig ulempe hvis belysningsinfrastrukturen ikke fungerer effektivt, selv om det er viktig å oppnå klar synlighet gjennom hensiktsmessig regulering av flere parametere (refleks, lysstyrke, ensartethet, belysningsstyrke, fargekvalitet, kontrast og tilpasning).

Dagslyshøsting er ikke foretrukket i mange industriområder, og belysningssystemer må kjøre kontinuerlig. Mengden lumen som en høyromsarmatur kan gi og antallet armaturer som trengs for å dekke hele anlegget er svært etterspurt av de ekspansive, høye takplassene som er vanlige i industrielle produksjonshaller. Over lengre driftstimer genererer det enorme antallet belysningssystemer med høy effekt et svært høyt belastningsbehov (kW) og forbruker en betydelig mengde elektrisk kraft (kWh).

Tre hovedfaktorer utgjør et belysningssystems livssykluskostnad: kapitalutgifter, energikostnader og vedlikeholdskostnader. Vedlikeholdskostnaden er X-faktoren som kan ha størst innflytelse på livssykluskostnaden, selv om energikostnaden ved drift av et belysningssystem ofte overgår kapitalkostnaden for belysningen.LED smart high bay lyskan være vanskelig å belyse mange industriområder. Det er vanskelig for belysningssystemene å overleve under disse tøffe forholdene på grunn av kaustiske kjemikalier, høy luftfuktighet, høye temperaturer, betydelige vibrasjoner, korrosive atmosfærer og/eller uren kraft. Tak som er vanskelige å nå øker personellutgifter og sikkerhetsproblemer når det gjelder rutinemessig vedlikehold eller utskifting av lamper.

Utformingen av industriell belysning må ta hensyn til et bredt spekter av faktorer og bruke industrielle armaturer som fungerer effektivt, effektivt og pålitelig i krevende omgivelser. Det finnes to typer industriarmaturer beregnet for innendørs bruk: høy bukt og lav bukt. Når takhøyden eller takstolene overstiger 6,1 meter (20 fot), brukes høylukelys for å gi generell belysning. Opptil seks meter (20 fot) er den maksimale høyden som lavromslys kan installeres på. High bay lights er direkte belysningsenheter som sprer alt lyset de sender ut i retning av overflaten de er ment å lyse opp. For å gi tilstrekkelig belysning over en høy fri høyde, er de vanligvis laget for å generere en lyseffekt på mer enn 10 000 lumen i en regulert stråle. Armaturene som brukes i lavromsbelysningsapplikasjoner må vanligvis ha en bredere spredning for optimal dekning og avgir mindre enn 10 000 lumen. På grunn av deres lave monteringshøyder krever lys med lav bukt tettere blendingskontroll, noe som kan oppnås ved å bruke reflektorer for å blokkere høyvinkellys eller prismatiske refraktorer eller opale diffusorer for å dempe lysstyrken. For å belyse skygger skapt av hindringer over hodet eller for å tilby en belysning som er egnet for visuelt krevende jobber, brukes lokalisert arbeidsbelysning. Flomlys, som er siktbare armaturer med kontrollerte lysfordelinger, brukes vanligvis til å lyse opp utendørs produksjonsområder.

Behovet for armaturer som er egnet for bruk på steder med uvanlige klimatiske forhold er en annen måte å kategorisere industriarmaturer. Ekstremt høye omgivelsestemperaturer, frysende temperaturer, høy luftfuktighet, fuktige områder eller-slangeinnstillinger, korrosive atmosfærer og vibrasjoner fra store maskiner er alle utfordringer de må tåle. Industrielle belysningsarmaturer er laget, undersøkt og godkjent for bruk i områder kategorisert i henhold til deres farenivå. Farlige miljøer er definert som de som inneholder brennbare gasser eller damper, brennbart og/eller ledende støv, og lettantennelige fibre og fly. Anlegg som behandler olje og gass, kjemiske og petrokjemiske produkter, borerigger, offshore oljeplattformer, marine laste- og drivstoffoverføringsterminaler, offshore- og kaiinstallasjoner, tankanlegg, løsemiddelutvinningsanlegg, rørledningspumpestasjoner, avfalls- og kloakkbehandlingsanlegg, tremasse- og papirfabrikker, anlegg som produserer og lagrer ammunisjon og fyrverkeri, alle anlegg som pulver- og kollakkbehandlingsanlegg, anlegg, kull- og kullbehandlingsanlegg, av farlige steder.

LED-belysning har etablert sin dominans i industribelysningsmarkedet og blitt en standard i løpet av de siste ti årene. Tradisjonelle lyssystemer er avhengige av høy-utladning (HID) eller fluorescerende teknologi, som har alvorlige ulemper og begrensninger. LED gir stor effektivitet og pålitelig drift ved å bruke elektroluminescens generert ved rekombinasjon mellom elektroner og hull i det aktive området innenfor halvlederens p-n-kryss. Selv om det allerede er betydelige energibesparelser fra den utbredte bruken av LED-armaturer, er det fortsatt mange sjanser til å redusere livssykluskostnadene.

Ved å øke belysningsapplikasjonseffektiviteten (LAE), som tar hensyn til optisk leveringseffektivitet, intensitet og spektrumeffektivitet, kan SSL-teknologi resultere i betydelige ekstra energibesparelser. Sammenlignet med eldre belysningssystemer gjør LEDs iboende levetid, gnistfri drift og solid state holdbarhet det mulig å lage robuste belysningssystemer med mye lengre levetid. Disse systemene er også mer mekanisk robuste for å tåle tøffe miljøforhold og er betydelig sikrere å bruke på farlige steder. På grunn av de høye vedlikeholdskostnadene og avhengigheten av industrielle oppgaver på det opplyste miljøet, er feil-fri funksjon av lyssystemer gjennom en lang livssyklus avgjørende i industrielle applikasjoner.

led high bay fixtures

Selv om LED-teknologi alltid har vært i forkant av operasjonell effektivitet, har nyere utviklinger og innovasjoner gått utover for å maksimere belysningssystemenes energieffektivitet og skape mer produktive arbeidsområder. Å utnytte LEDs bedre kontrollerbarhet, som er det som i hovedsak skiller teknologien fra konkurrentene, er grunnlaget for disse prestasjonene. LED-er er elektroluminescerende enheter som tåler kontinuerlig på/av-svitsjing, tilbyr full dimming og reagerer raskt og nøyaktig på kontrollsignaler. Med denne graden av kontrollerbarhet kan LED-lyseffekten moduleres automatisk som svar på sensorinnganger eller forhåndsprogrammerte algoritmer.

LED high bay belysninger kompatibel med alle lyskontrollsystemer som er utviklet for å møte energistyringskravene til industrielle anleggseiere eller operatører, inkludert beleggsdeteksjon, tidsplanlegging, høsting av dagslys, institusjonell justering, etterspørselsresponser og adaptiv kompensasjon. Utover å bare øke driftseffektiviteten, kan programvarebasert-kontroll låse opp en rekke andre verdifulle funksjoner. Et fargeblandingssystems spektrum og følgelig fargen på lyset det sender ut kan justeres dynamisk ved å dimme hver LED-primærlys uavhengig. På et biologisk nivå tillater dynamisk styring av farge og intensitet manipulering av produksjonen av essensielle hormoner for å fremkalle positive reaksjoner hos mennesker. Bruken av menneskelig-sentrisk belysning (HCL) for forbedret produktivitet, mental velvære og fysisk helse på arbeidsplassen drives frem av denne teknologien.

Den enkleste typen smart belysning er intelligent LED-belysning basert på innebygd programmerbarhet og/eller lokalisert sensing. Det er upraktisk å distribuere frittstående smarte belysningssystemer i industrianlegg med mange armaturinstallasjoner på grunn av kostnadene og kompleksiteten som øker med sofistikering. Avhengig av den visuelle oppgaven, tiden som kreves for å fullføre den, arbeideren som utfører den, og betydningen av de forskjellige oppgavekarakteristikkene for å fullføre arbeidet, endres ofte lysmengden (belysningsstyrken) og dens spektrale sammensetning i disse fasilitetene. Lysstyringer implementert på kretsnivå i sentralstyrte lysarmaturer er ikke responsive eller fleksible nok til å møte spesifikke behov eller tilpasse seg fremtidige layout- og formålsendringer.

Industrielle lysarmaturer bør forenes i hele anlegget slik at de kan fungere sammen samtidig som de beholder individualiteten for å tilpasse belysningen til et bestemt rom. Lyssystemer bør samarbeide og dele kunnskap for å utvikle et høyere nivå av kollektiv intelligens som gjør dem mer kapable enn de ville vært hvis de opererte uavhengig.

En idé i utvikling, smart industriell belysning sentrerer om å bygge et digitalt økosystem for å automatisere lys, forbedre rom og til slutt maksimere et selskaps verdi. LED-belysning og digitalt nettverk av intelligente kontrollenheter er nøkkelkomponenter i det digitale økosystemet. Digitalt nettverk muliggjør kommunikasjon mellom belysningssystemer og kontrollenheter ved hjelp av digitale binære meldinger i stedet for kontrolldirektiver basert på spenningsendringer, selv om LEDs digitale natur muliggjør enkel integrasjon med elektroniske kretser.

Digitale kontrollsystemer basert på myke ledningsavslutninger erstatter belysningskretser basert på harde analoge termineringer som de grunnleggende byggesteinene for kontrollsoning. To-kommunikasjon, dataprogrammering og implementering av sonering og omsoning gjennom programvare rettet mot individuelle armaturer eller grupper av armaturer på tvers av ulike lyskretser er alle muliggjort ved bruk av digitale kontrollsystemer. En enkelt armatur kan allokeres til mange soner for å implementere ulike kontrollteknikker under ulike forhold takket være digital adresserbarhet på armatur-nivå. Mer fleksibilitet og, følgelig, mer nøyaktighet i lyslevering er muliggjort av kapasiteten til å designe en kontrollsone i enhver skala. I tillegg gjør programvareadressering det enkelt å resonere mellomrom for å imøtekomme skiftende behov. For å forbedre driften av anlegget og ta bedre forretningsbeslutninger, muliggjør toveiskommunikasjon innsamling av ytelsesdata, for eksempel energibruk og sjåførstatus, for senere behandling ved hjelp av en rekke statistiske og optimaliseringsteknikker. Lysarmaturer kan integreres i industrielle automasjonssystemer for sentralisert kontroll og anlegg{9}}vid datadeling gjennom digitalt nettverk.

En industriarmatur blir en digital lysnode som kan styres uavhengig og assisteres av den kollektive intelligensen til det digitale økosystemet når LED-teknologi og digitale kontroller fungerer sammen. De gjensidig avhengige undersystemene for termisk styring, drivstrømregulering, optisk styring og mekanisk integrasjon må samarbeide for å garantere best mulig ytelse fra industrielle LED-armaturer, som er integrerte systemer. LED-driveren, som tilbyr strømkonvertering under forsyningsspenning eller lastsvingninger for å drive lysdiodene med konstant belastning av likestrøm, er en av komponentene som er spesielt avgjørende. LED-driveren er nå en aktiv komponent som er avgjørende for effektiv implementering av kontroller i et smart belysningssystem i stedet for bare en enkel, konstant strømkilde.

Kjørestrømmen bestemmer hvordan lysende LED-er oppfører seg. Derfor blir utplasseringen av ulike kontrollteknikker lettere ved at sjåføren utfører koblings- og dimmekontrollordrer. I situasjoner der mange LED-kanaler eller belysningslag krever nøye balansering av lyskontrastforhold, er kontinuerlig dimming en viktig egenskap som kreves for å gi sømløse kontrollendringer og variable lysscenarier. Ved å bruke integrert puls-breddemodulasjon (PWM) eller konstant strømreduksjon (CCR) dimmekretser, utfører en LED-driver dette formålet.

Å lage fullt funksjonelle smarte belysningssystemer er gjort mulig av de mange alternativene som kan være integrert i en LED-driver. Kontrolleren, som tilbyr lokal databehandling og{1}}beslutningstaking, oppretter direktiver for LED-driveren og kommuniserer med et sentralt administrasjonssystem via en gateway, er avgjørende for disse systemene. En integrert krets (IC) eller system-på-brikke (SoC) med en mikrokontroller og transceiver om bord kalles en lyskontroller. Mikrokontrolleren har også minne, I/O og en sentral prosesseringsenhet (CPU). Flash-minnet inneholder innebygd programvare, ofte kjent som fastvare. Et mikrokontrollerbasert- LED-systems programmerbare natur gjør det mulig å legge til intelligente lysfunksjoner som sceneoppsett, fargemiksing, senking av lumenvedlikehold og avansert planlegging.

I bunn og grunn innebærer smart industriell belysning inkorporering av belysningssystemer i-databaserte nettverk som utvikler seg i påvente av tingenes internett (IoT). Interoperabilitet er gjort mulig med den enorme størrelsen på det IP-baserte nettverket av IoT, som også utvider Internet Protocol (IP)-tilkobling til endepunkter med begrensede ressurser. Internet of Things (IoT)-arkitekturen gir et bredt spekter av tjenester og applikasjoner for å løse problemer som er for komplekse til å håndtere i et lukket nettverk.

Det er ikke nødvendig for belysningssystemene å fysisk huse prosessorkraften i IoT-økosystemet. Servere og programvare som muliggjør cloud computing, stor-dataanalyse, kunstig intelligens og maskinlæring kan være en del av skyinfrastrukturen. Databehandling, datavisualisering, datalagring og datainntak kan alle gjøres mer effektive ved hjelp av disse funksjonene. Anleggsoperatører kan forbedre belysningsautomatisering og driftseffektivitet ved hjelp av praktisk innsikt fra IoT-data.

Alt mellom IoT-enheter og IoT-apper koordineres og administreres av en IoT-plattform. Den tilbyr en samling programvareelementer for IoT-enhetsadministrasjon, dataadministrasjon, applikasjonsutvikling og aktivering. Industrial Internet of Things (IIoT), som er satt til å innlede en ny æra av industrielle applikasjoner, kan kobles til smart industriell belysning.