Smart Industrial Lighting Solutions

En smart industriel belysningsløsning bruger digitale kontrolsystemer, universel tilslutning og en platforms-baseret strategi til at omdanne industrielle lysarmaturer til intelligente, interoperable belysningssystemer. Brugen af digital indsigt i lysstyring er blevet mere populær siden skiftet til solid state-belysning baseret på LED-teknologi. Målet med den digitale transformation i industrisektoren er at forbedre effektiviteten ud over, hvad LED-belysning alene kan give og samtidig etablere sikre, effektive og produktive arbejdsforhold. Muligheden for at udvikle unikke muligheder og implementere sofistikerede funktioner er muliggjort af det stærke samspil, som en smart belysningsløsning etablerer mellem informationsteknologi (IT) og operationel teknologi (OT), samt mellem hardware og software. For at samle, dele, beslutte og handle, kombineres en homogen klasse af forskellige enheder og systemer til et omfattende netværk. Administrationen af industrianlæg vil skulle undergå en væsentlig ændring i fremtiden på grund af Industri 4.0. Denne digitale revolution inkluderer smart industriel belysning.

Lysdesignet til industribygninger er en unik tilgang, fordi disse rum er verdener fra hinanden. Industrielle faciliteter er ethvert sted, hvor produktion eller aktiviteter relateret til fremstilling finder sted. Bil-, tunge maskiner, enorme værktøjsmaskiner, skibsbygning, fly, stål, kemiske, petrokemiske og farmaceutiske sektorer kan bruge disse tunge produktionsfaciliteter. De kan også være lette produktionsanlæg, der fremstiller forbrugerelektronik, elektriske apparater, fødevarer, papir, tekstiler, læder og træ, blandt andre hverdagsting.

I modsætning til andre typer infrastruktur tilbyder industrianlæg en bred vifte af anvendelser. Disse lokationer håndterer en bred vifte af opgaver, herunder kvalitetskontrol, opbevaring, logistik, produktion, bearbejdning, montage, efterbehandling og pakning. Industrielle faciliteters fysiske egenskaber og arkitektoniske layout er baseret på deres specifikke systemer, procedurer, maskineri, materiale- og produktegenskaber, vedligeholdelsesbehov og bekymringer om arbejdssikkerhed. Industrielle faciliteter har et mere varieret miljø ud over unik infrastruktur på grund af påvirkningen af primært lokale elementer som vibrationer, temperatur og atmosfære.

Et moderne industrianlægs belysningsløsning bør muliggøre tilvejebringelse af et behageligt og behageligt miljø, samtidig med at de installerede belysningssystemers livscyklusomkostninger minimeres. Reduceret fravær, færre produktionsfejl og færre arbejdsulykker kan alt sammen tilskrives en visuelt tiltalende arbejdsplads. En virksomhed kan være i en konkurrencemæssig ulempe, hvis dens belysningsinfrastruktur ikke fungerer effektivt, selvom det er vigtigt at opnå klar synlighed gennem passende regulering af flere parametre (blænding, lysstyrke, ensartethed, belysningsstyrke, farvekvalitet, kontrast og tilpasning).

Dagslyshøst foretrækkes ikke i mange industriområder, og belysningssystemer skal køre kontinuerligt. Mængden af lumen, som et højtliggende armatur kan give, og antallet af armaturer, der skal til for at dække hele stedet, er meget efterspurgt af de ekspansive, højloftede rum, der er almindelige i industrielle produktionshaller. Over længere driftstimer genererer det enorme antal belysningssystemer med høj effekt et meget højt belastningsbehov (kW) og forbruger en betydelig mængde elektrisk strøm (kWh).

Tre hovedfaktorer udgør et belysningssystems livscyklusomkostninger: kapitaludgifter, energiomkostninger og vedligeholdelsesomkostninger. Vedligeholdelsesomkostningerne er den X-faktor, der kan have størst indflydelse på livscyklusomkostningerne, selvom energiomkostningerne ved drift af et belysningssystem ofte overstiger kapitalomkostningerne ved belysningen.LED smart high bay lyskan være svært at belyse mange industriområder. Det er svært for belysningssystemerne at overleve under disse hårde forhold på grund af de ætsende kemikalier, høj luftfugtighed, høje temperaturer, betydelige vibrationer, ætsende atmosfærer og/eller uren strøm. Lofter, der er svære at nå, øger personaleudgifter og sikkerhedsproblemer, når det kommer til rutinemæssig vedligeholdelse eller udskiftning af lamper.

Designet af industriel belysning skal tage højde for en lang række faktorer og anvende industrielle armaturer, der fungerer effektivt, effektivt og pålideligt i krævende omgivelser. Der findes to typer industrielle armaturer beregnet til indendørs brug: high bay og low bay. Når loftshøjden eller tagspærene overstiger 6,1 meter (20 fod), bruges høje karmlys til at give generel belysning. Op til seks meter (20 fod) er den maksimale højde, hvor lavbay-lys kan installeres. High Bay-lys er direkte belysningsenheder, der spreder alt det lys, de udsender, i retning af den overflade, de er beregnet til at belyse. For at give tilstrækkelig belysning over en høj fri højde, er de typisk lavet til at generere et lysoutput på mere end 10.000 lumen i en reguleret stråle. De armaturer, der bruges i lavbøjningsbelysningsapplikationer, skal normalt have en bredere spredning for optimal dækning og udsende færre end 10.000 lumen. På grund af deres lave monteringshøjder kræver lavblændingslys strammere blændingskontrol, hvilket kan opnås ved at bruge reflektorer til at blokere højvinklet lys eller prismatiske refraktorer eller opale diffusorer for at blødgøre lysstyrken. For at belyse skygger skabt af overliggende forhindringer eller for at tilbyde en belysning, der er egnet til visuelt krævende job, anvendes lokaliseret arbejdsbelysning. Projektørlys, som er målbare armaturer med kontrollerede lysfordelinger, bruges typisk til at oplyse udendørs produktionsområder.

Behovet for armaturer, der er egnede til brug på steder med usædvanlige klimatiske forhold, er en anden måde, hvorpå industriarmaturer kategoriseres. Ekstremt høje omgivelsestemperaturer, frysende temperaturer, høj luftfugtighed, fugtige områder eller-slangeindstillinger, korrosive atmosfærer og vibrationer fra store maskiner er alle udfordringer, de skal kunne klare. Industrielle belysningsarmaturer er skabt, undersøgt og godkendt til brug i områder, der er kategoriseret efter deres fareniveau. Farlige miljøer er defineret som dem, der indeholder brændbare gasser eller dampe, brændbart og/eller ledende støv og letantændelige fibre og flyvende. Faciliteter, der behandler olie og gas, kemiske og petrokemiske produkter, borerigge, offshore olieplatforme, marine lastnings- og brændstofoverførselsterminaler, offshore- og havneinstallationer, tankfarme, opløsningsmiddeludvindingsanlæg, rørledningspumpestationer, affalds- og spildevandsbehandlingsanlæg, pulp- og papirfabrikker, faciliteter, der fremstiller og opbevarer ammunition og fyrværkeri, er alle faciliteter til pulver- og kulhåndteringsanlæg, pulver- og kulbehandlingsanlæg, eksempler af farlige steder.

LED-belysning har etableret sin dominans på det industrielle belysningsmarked og blevet en standard i løbet af de sidste ti år. Traditionelle belysningssystemer er afhængige af høj-intensiv udladning (HID) eller fluorescerende teknologi, som har alvorlige ulemper og begrænsninger. LED'er tilbyder stor effektivitet og pålidelig drift ved at bruge elektroluminescens genereret ved rekombination mellem elektroner og huller i det aktive område inden for halvlederens p-n-kryds. Selvom der allerede er betydelige energibesparelser ved den udbredte brug af LED-armaturer, er der stadig masser af muligheder for at reducere livscyklusomkostningerne.

Ved at øge belysningsapplikationseffektiviteten (LAE), som tager hensyn til optisk leveringseffektivitet, intensitet og spektrumeffektivitet, kan SSL-teknologi resultere i betydelige ekstra energibesparelser. Sammenlignet med ældre belysningssystemer giver LED'ers iboende levetid, gnistfri drift og solid state-holdbarhed mulighed for at skabe robuste belysningssystemer med en meget længere levetid. Disse systemer er også mere mekanisk robuste til at modstå barske miljøforhold og er betydeligt sikrere at bruge på farlige steder. På grund af de høje vedligeholdelsesomkostninger og industrielle opgavers afhængighed af det oplyste miljø, er den fejlfrie funktion af belysningssystemer gennem en lang livscyklus afgørende i industrielle applikationer.

led high bay fixtures

Selvom LED-teknologi altid har været på forkant med operationel effektivitet, er den seneste udvikling og innovationer gået ud over for at maksimere belysningssystemernes energieffektivitet og skabe mere produktive arbejdsområder. Udnyttelse af LED'ers bedre kontrollerbarhed, hvilket er det, der i det væsentlige adskiller teknologien fra dens konkurrenter, er grundlaget for disse præstationer. LED'er er elektroluminescerende enheder, der kan modstå kontinuerlig tænd/sluk-switch, tilbyder fuld dæmpning og reagerer hurtigt og præcist på styresignaler. Med denne grad af kontrollerbarhed kan LED-lysoutput automatisk moduleres som svar på sensorinput eller forudprogrammerede algoritmer.

LED high bay belysninger kompatibel med alle lysstyringssystemer, der er udviklet til at imødekomme energistyringskravene fra industrianlægsejere eller -operatører, herunder registrering af belægning, tidsplanlægning, høst af dagslys, institutionel tuning, efterspørgselsrespons og adaptiv kompensation. Ud over blot at øge driftseffektiviteten kan software-baseret kontrol låse op for en række andre værdifulde funktioner. Et farveblandingssystems spektrum og dermed farven på lyset, det udsender, kan justeres dynamisk ved uafhængigt at dæmpe hver primære LED. På et biologisk plan giver dynamisk styring af farve og intensitet mulighed for manipulation af produktionen af essentielle hormoner for at fremkalde positive reaktioner hos mennesker. Brugen af menneskelig-centreret belysning (HCL) til forbedret produktivitet, mentalt velvære og fysisk sundhed på arbejdspladsen drives frem af denne teknologi.

Den enkleste form for smart belysning er intelligent LED-belysning baseret på indlejret programmerbarhed og/eller lokaliseret sansning. Det er upraktisk at implementere selvstændige smarte belysningssystemer i industrielle faciliteter med adskillige armaturer på grund af omkostningerne og kompleksiteten, der stiger med sofistikering. Afhængigt af den visuelle opgave, den tid, der kræves for at fuldføre den, den arbejder, der udfører den, og betydningen af de forskellige opgavekarakteristika for udførelsen af arbejdet, ændres mængden af lys (belysningsstyrke) og dets spektrale sammensætning ofte i disse faciliteter. Lysstyringer implementeret på kredsløbsniveau i centralt styrede lysarmaturer er ikke lydhøre eller fleksible nok til at opfylde specifikke behov eller tilpasse sig fremtidige layout- og formålsændringer.

Industrielle lysarmaturer bør forenes i hele anlægget, så de kan arbejde sammen, samtidig med at de bevarer individualiteten til at tilpasse belysningen til et bestemt rum. Belysningssystemer bør samarbejde og dele viden for at udvikle et højere niveau af kollektiv intelligens, der gør dem mere dygtige, end de ville være, hvis de fungerede uafhængigt.

En udviklende idé, smart industriel belysning centrerer sig om at opbygge et digitalt økosystem for at automatisere lys, forbedre rum og i sidste ende maksimere en virksomheds værdi. LED-belysning og digitalt netværk af intelligente kontrolenheder er nøglekomponenter i det digitale økosystem. Digitalt netværk muliggør kommunikation mellem belysningssystemer og styreenheder ved hjælp af digitale binære meddelelser i stedet for kontroldirektiver baseret på spændingsændringer, selvom LED'ers digitale karakter muliggør deres nemme integration med elektroniske kredsløb.

Digitale styresystemer baseret på bløde ledningsafslutninger erstatter belysningskredsløb baseret på hårde analoge afslutninger som de grundlæggende byggesten i kontrolzonering. To-kommunikation, computerprogrammering og implementering af zoneinddeling og rezoneinddeling gennem software rettet mod individuelle armaturer eller grupper af armaturer på tværs af forskellige lyskredsløb er alle muliggjort ved brugen af digitale kontrolsystemer. Et enkelt armatur kan allokeres til mange zoner for at implementere forskellige styringsteknikker under forskellige forhold takket være armatur-digital adresserbarhed. Mere fleksibilitet og følgelig mere nøjagtighed i lyslevering er muliggjort af kapaciteten til at designe en kontrolzone i enhver skala. Derudover gør softwareadressering det nemt at omjustere rum for at imødekomme skiftende behov. For at forbedre faciliteternes drift og træffe bedre forretningsbeslutninger, muliggør to{7}}kommunikation indsamling af ydeevnedata, såsom energiforbrug og chaufførstatus, til senere behandling ved hjælp af en række statistiske og optimeringsteknikker. Lysarmaturer kan inkorporeres i industrielle automationssystemer til centraliseret styring og facilitet-dækkende datadeling via digitalt netværk.

Et industriarmatur bliver en digital belysningsknude, der kan styres uafhængigt og assisteres af det digitale økosystems kollektive intelligens, når LED-teknologi og digitale kontroller arbejder sammen. De indbyrdes afhængige delsystemer til termisk styring, drivstrømregulering, optisk styring og mekanisk integration skal samarbejde for at garantere den bedst mulige ydeevne fra industrielle LED-armaturer, som er integrerede systemer. LED-driveren, som tilbyder strømkonvertering under forsyningsspænding eller belastningsudsving for at drive LED'erne med en konstant belastning af jævnstrøm, er en af de bestanddele, der er særligt afgørende. LED-driveren er nu en aktiv komponent, der er afgørende for den effektive implementering af kontroller i et smart belysningssystem i stedet for blot en ligetil konstant strømkilde.

Kørestrømmen bestemmer, hvordan lysende LED'er opfører sig. Derfor bliver udbredelsen af forskellige styreteknikker nemmere ved, at føreren udfører koblings- og dæmpningskontrolordrer. I situationer, hvor mange LED-kanaler eller belysningslag kræver omhyggelig afbalancering af lyskontrastforhold, er kontinuerlig dæmpning en vital funktion, der kræves for at give problemfri kontrolændringer og variable lysscenarier. Ved at bruge integreret puls-breddemodulation (PWM) eller konstant strømreduktion (CCR) dæmpningskredsløb udfører en LED-driver dette formål.

At skabe fuldt funktionelle smarte belysningssystemer er gjort muligt af de mange muligheder, der kan være indbygget i en LED-driver. Controlleren, som tilbyder lokal databehandling og beslutningstagning-, udsender direktiver til LED-driveren og kommunikerer med et centralt administrationssystem via en gateway, er afgørende for disse systemer. Et integreret kredsløb (IC) eller system-på-chip (SoC) med en mikrocontroller og transceiver ombord kaldes en lyscontroller. Mikrocontrolleren indeholder også hukommelse, I/O og en central processing unit (CPU). Flash-hukommelsen indeholder indlejret software, ofte kendt som firmware. Et mikrocontroller-baseret LED-systems programmerbare natur gør det muligt at tilføje intelligente lysfunktioner som sceneopsætning, farveblanding, sænkning af lumenvedligeholdelse og avanceret planlægning.

Grundlæggende involverer smart industriel belysning inkorporering af belysningssystemer i computer-baserede netværk, der udvikler sig i forventning om tingenes internet (IoT). Interoperabilitet er muliggjort ved den enorme størrelse af det IP-baserede netværk af IoT, som også udvider Internet Protocol (IP)-forbindelse til slutpunkter med begrænsede ressourcer. Internet of Things (IoT)-arkitekturen giver en bred vifte af tjenester og applikationer til at løse problemer, der er for komplekse til at håndtere i et lukket netværk.

Det er ikke nødvendigt for belysningssystemerne fysisk at rumme processorkraften i IoT-økosystemet. Servere og software, der muliggør cloud computing, big-dataanalyse, kunstig intelligens og maskinlæring, kan være en del af cloud-infrastrukturen. Databehandling, datavisualisering, datalagring og dataindtag kan alle gøres mere effektive ved hjælp af disse funktioner. Facilitetsoperatører kan forbedre belysningsautomatisering og driftseffektivitet ved hjælp af praktisk indsigt fra IoT-data.

Alt mellem IoT-enheder og IoT-apps koordineres og administreres af en IoT-platform. Det tilbyder en samling af softwareelementer til IoT-enhedsstyring, datastyring, applikationsudvikling og aktivering. Industrial Internet of Things (IIoT), som skal indlede en ny æra af industrielle applikationer, kan være forbundet med smart industriel belysning.