Akıllı Endüstriyel Aydınlatma Çözümleri

Akıllı bir endüstriyel aydınlatma çözümü, endüstriyel aydınlatma armatürlerini akıllı, birlikte çalışabilen aydınlatma sistemlerine dönüştürmek için dijital kontrol sistemlerini, evrensel bağlantıyı ve platform-tabanlı bir stratejiyi kullanır. LED teknolojisine dayalı katı hal aydınlatmaya geçilmesinden bu yana aydınlatma kontrolünde dijital içgörülerin kullanımı daha popüler hale geliyor. Endüstriyel sektörde dijital dönüşümün hedefi, verimliliği tek başına LED aydınlatmanın sağlayabileceğinden daha fazla artırmak ve aynı zamanda güvenli, verimli ve üretken çalışma koşulları oluşturmaktır. Benzersiz yetenekler geliştirme ve gelişmiş özellikleri uygulama olanağı, akıllı aydınlatma çözümünün bilgi teknolojisi (IT) ile operasyonel teknoloji (OT) arasında ve ayrıca donanım ve yazılım arasında kurduğu güçlü etkileşim sayesinde mümkün olur. Çeşitli cihaz ve sistemlerden oluşan homojen bir sınıf, bir araya gelmek, paylaşmak, karar vermek ve harekete geçmek için kapsamlı bir ağda birleştirilir. Endüstri 4.0 nedeniyle gelecekte endüstriyel tesislerin yönetiminin önemli bir değişime uğraması gerekecek. Bu dijital devrim akıllı endüstriyel aydınlatmayı da içeriyor.

Endüstriyel binaların aydınlatma tasarımı benzersiz bir yaklaşımdır çünkü bu alanlar birbirinden çok farklıdır. Endüstriyel tesisler, üretimin veya imalatla ilgili faaliyetlerin gerçekleştiği yerlerdir. Otomobil, ağır makine, büyük takım tezgahları, gemi yapımı, uçak, çelik, kimya, petrokimya ve ilaç sektörleri bu ağır üretim tesislerini kullanabilir. Bunlar aynı zamanda diğer günlük eşyaların yanı sıra tüketici elektroniği, elektrikli aletler, gıda, kağıt, tekstil, deri ve ahşap üreten hafif üretim tesisleri de olabilir.

Endüstriyel tesisler diğer altyapı türlerinden farklı olarak geniş bir kullanım alanı sunar. Bu lokasyonlar kalite kontrol, depolama, lojistik, üretim, işleme, montaj, son işlem ve paketleme gibi çok çeşitli görevleri yerine getirir. Endüstriyel tesislerin fiziksel özellikleri ve mimari düzeni, kendilerine özgü sistemlere, prosedürlere, makinelere, malzeme ve ürün özelliklerine, bakım ihtiyaçlarına ve işçi güvenliği kaygılarına dayanmaktadır. Endüstriyel tesisler, öncelikle titreşim, sıcaklık ve atmosfer gibi yerel unsurların etkisiyle benzersiz bir altyapıya ek olarak daha çeşitli bir ortama sahiptir.

Modern bir endüstriyel tesisin aydınlatma çözümü, kurulu aydınlatma sistemlerinin yaşam döngüsü maliyetlerini en aza indirirken aynı zamanda konforlu ve keyifli bir ortam sağlanmasına olanak sağlamalıdır. Daha az devamsızlık, daha az üretim hatası ve daha az endüstriyel kaza, görsel olarak hoş bir işyerine atfedilebilir. Bir şirket, çeşitli parametrelerin (parlama, parlaklık, tekdüzelik, aydınlatma, renk kalitesi, kontrast ve adaptasyon) uygun şekilde düzenlenmesi yoluyla net bir görünürlük elde etmek gerekli olsa bile, aydınlatma altyapısı verimli bir şekilde çalışmıyorsa, rekabet açısından dezavantajlı durumda olabilir.

Birçok sanayi sitesinde gün ışığı hasadı tercih edilmemektedir ve aydınlatma sistemlerinin sürekli çalışması gerekmektedir. Yüksek tavanlı bir armatürün sağlayabileceği lümen miktarı ve tüm alanı kaplamak için gereken armatür sayısı, endüstriyel üretim salonlarında yaygın olan geniş, yüksek tavanlı alanlar tarafından oldukça talep edilmektedir. Uzun çalışma saatleri boyunca, çok sayıda yüksek güçlü aydınlatma sistemi, çok yüksek bir yük gereksinimi (kW) oluşturur ve önemli miktarda elektrik gücü (kWh) tüketir.

Bir aydınlatma sisteminin yaşam döngüsü maliyetini üç ana faktör oluşturur: sermaye giderleri, enerji maliyetleri ve bakım maliyetleri. Bakım maliyeti, bir aydınlatma sistemini çalıştırmanın enerji maliyeti sıklıkla aydınlatmanın sermaye maliyetini aşsa bile, yaşam döngüsü maliyeti üzerinde en büyük etkiye sahip olabilecek X faktörüdür.LED akıllı yüksek defne ışığıBirçok endüstriyel alanın aydınlatılması zor olabilir. Yakıcı kimyasallar, yüksek nem, yüksek sıcaklıklar, belirgin titreşim, aşındırıcı atmosferler ve/veya kirli güç nedeniyle aydınlatma sistemlerinin bu zorlu koşullarda hayatta kalması zordur. Ulaşılması zor tavanlar, rutin bakım veya lamba yenileme söz konusu olduğunda personel masraflarını ve güvenlik sorunlarını artırır.

Endüstriyel aydınlatma tasarımında çok çeşitli faktörler dikkate alınmalı ve zorlu ortamlarda etkili, verimli ve güvenilir şekilde çalışan endüstriyel armatürler kullanılmalıdır. İç mekan kullanımına yönelik iki tip endüstriyel armatür vardır: yüksek tavanlı ve alçak tavanlı. Tavan yüksekliği veya çatı makasları 6,1 metreyi (20 feet) aştığında, genel aydınlatma sağlamak için yüksek tavan ışıkları kullanılır. Alçak tavan ışıklarının monte edilebileceği maksimum yükseklik altı metreye (20 feet) kadardır. Yüksek tavan lambaları, yaydıkları ışığın tamamını aydınlatmak istedikleri yüzey yönünde dağıtan doğrudan aydınlatma cihazlarıdır. Yüksek bir net yükseklikte yeterli aydınlatma sağlamak amacıyla, genellikle düzenlenmiş bir ışında 10.000 lümenden daha fazla bir ışık çıkışı üretecek şekilde yapılırlar. Alçak tavan aydınlatma uygulamalarında kullanılan armatürlerin genellikle optimum kapsama alanı için daha geniş bir dağılıma sahip olması ve 10.000 lümenden daha az ışık yayması gerekir. Düşük montaj yükseklikleri nedeniyle, alçak defne ışıkları daha sıkı parlama kontrolü gerektirir; bu, yüksek açılı ışığı engellemek için reflektörler veya parlaklığı yumuşatmak için prizmatik refraktörler veya opal difüzörler kullanılarak elde edilebilir. Baş üstü engellerin oluşturduğu gölgeleri aydınlatmak veya görsel açıdan zorlu işlere uygun bir aydınlatma sunmak için yerelleştirilmiş görev aydınlatması kullanılır. Kontrollü ışık dağılımına sahip hedeflenebilir armatürler olan projektörler genellikle dış mekan üretim alanlarını aydınlatmak için kullanılır.

Olağandışı iklim koşullarına sahip yerlerde kullanıma uygun armatürlere duyulan ihtiyaç, endüstriyel armatürlerin sınıflandırılmasının bir başka yoludur. Son derece yüksek ortam sıcaklıkları, dondurucu sıcaklıklar, yüksek nem, nemli alanlar veya hortum ayarları, aşındırıcı atmosferler ve büyük makinelerden kaynaklanan titreşimler, bunların hepsi katlanmak zorunda oldukları zorluklardır. Endüstriyel aydınlatma armatürleri, tehlike derecesine göre kategorize edilen alanlarda kullanılmak üzere oluşturulur, incelenir ve onaylanır. Tehlikeli ortamlar, yanıcı gazlar veya buharlar, yanıcı ve/veya iletken tozlar ve kolayca tutuşabilen lifler ve uçuşan maddeler içeren ortamlar olarak tanımlanır. Petrol ve gaz, kimyasal ve petrokimya ürünleri işleyen tesisler, sondaj kuleleri, açık deniz petrol platformları, deniz yükleme ve yakıt transfer terminalleri, açık deniz ve liman tesisleri, tank çiftlikleri, solvent ekstraksiyon tesisleri, boru hattı pompa istasyonları, atık ve kanalizasyon arıtma tesisleri, kağıt hamuru ve kağıt fabrikaları, mühimmat ve havai fişek üreten ve depolayan tesisler, toz ve cila üreten tesisler, kömür hazırlama tesisleri ve kömür elleçleme tesislerinin tümü tehlikeli bölgelere örnektir.

LED aydınlatma, son on yılda endüstriyel aydınlatma pazarında hakimiyetini kurmuş ve bir standart haline gelmiştir. Geleneksel aydınlatma sistemleri, ciddi dezavantajları ve kısıtlamaları olan yüksek-yoğunluklu deşarj (HID) veya floresan teknolojisine dayanır. LED'ler, yarı iletken p-n bağlantılarındaki aktif bölgedeki elektronlar ve delikler arasındaki rekombinasyonla üretilen elektrolüminesanstan yararlanarak büyük verimlilik ve güvenilir çalışma sunar. Her ne kadar LED armatürlerin yaygın kullanımı sayesinde halihazırda önemli miktarda enerji tasarrufu sağlanmış olsa da, kullanım ömrü maliyetlerini azaltmak için hala birçok fırsat bulunmaktadır.

SSL teknolojisi, optik dağıtım verimliliği, yoğunluk ve spektrum etkinliğini dikkate alan aydınlatma uygulaması verimliliğini (LAE) artırarak önemli ölçüde ekstra enerji tasarrufu sağlayabilir. Eski aydınlatma sistemleriyle karşılaştırıldığında, LED'lerin doğal uzun ömürlülüğü, kıvılcım-sız çalışması ve katı hal dayanıklılığı, çok daha uzun ömürlü sağlam aydınlatma sistemlerinin oluşturulmasına olanak tanır. Bu sistemler aynı zamanda zorlu çevre koşullarına dayanacak şekilde mekanik olarak daha sağlamdır ve tehlikeli yerlerde kullanımları önemli ölçüde daha güvenlidir. Yüksek bakım maliyetleri ve endüstriyel görevlerin aydınlatılmış ortama bağlı olması nedeniyle, aydınlatma sistemlerinin uzun bir yaşam döngüsü boyunca- hatasız çalışması endüstriyel uygulamalarda çok önemlidir.

led high bay fixtures

Her ne kadar LED teknolojisi operasyonel verimliliğin her zaman ön saflarında yer alsa da, son gelişmeler ve yenilikler aydınlatma sistemlerinin enerji verimliliğini en üst düzeye çıkarmak ve daha verimli çalışma alanları yaratmak için çok daha ileri gitti. Bu başarıların temelini, teknolojiyi rakiplerinden ayıran LED'lerin daha iyi kontrol edilebilirliğinden yararlanmak oluşturuyor. LED'ler, sürekli açma/kapamaya dayanabilen, tam aralıkta karartma sunan ve kontrol sinyallerine hızlı ve doğru tepki veren elektrominesanslı cihazlardır. Bu kontrol edilebilirlik derecesi ile LED ışık çıkışı, sensör girişlerine veya önceden programlanmış algoritmalara yanıt olarak otomatik olarak modüle edilebilir.

LED yüksek tavan aydınlatmasıdoluluk tespiti, zaman planlama, gün ışığından yararlanma, kurumsal ayarlama, talep yanıtları ve uyarlanabilir telafi dahil olmak üzere endüstriyel tesis sahiplerinin veya operatörlerinin enerji yönetimi gereksinimlerini karşılamak üzere geliştirilmiş tüm aydınlatma kontrol sistemleriyle uyumludur. Yazılım-tabanlı kontrol, yalnızca operasyonel verimliliği artırmanın ötesinde, diğer birçok değerli özelliğin kilidini açabilir. Bir renk karıştırma sisteminin spektrumu ve dolayısıyla yaydığı ışığın rengi, her bir birincil LED'in bağımsız olarak karartılmasıyla dinamik olarak ayarlanabilir. Biyolojik düzeyde, renk ve yoğunluğun dinamik yönetimi, insanlarda olumlu tepkiler ortaya çıkarmak için gerekli hormonların üretiminin manipülasyonuna olanak tanır. İşyerinde üretkenliğin, zihinsel sağlığın ve fiziksel sağlığın iyileştirilmesi için insan-merkezli aydınlatmanın (HCL) kullanımı bu teknoloji tarafından desteklenmektedir.

Akıllı aydınlatmanın en basit türü, yerleşik programlanabilirliğe ve/veya yerelleştirilmiş algılamaya dayalı akıllı LED aydınlatmadır. Çok sayıda armatür kurulumunun bulunduğu endüstriyel tesislerde bağımsız akıllı aydınlatma sistemlerinin kullanılması, karmaşıklık arttıkça artan maliyet ve karmaşıklık nedeniyle pratik değildir. Görsel göreve, onu tamamlamak için gereken süreye, onu yürüten işçiye ve farklı görev özelliklerinin işin tamamlanmasındaki önemine bağlı olarak bu tesislerde ışık miktarı (aydınlık) ve spektral bileşimi sıklıkla değişmektedir. Merkezi olarak kontrol edilen aydınlatma armatürlerinde devre düzeyinde uygulanan aydınlatma kontrolleri, belirli ihtiyaçları karşılayacak veya gelecekteki düzen ve amaç değişikliklerine uyum sağlayacak kadar duyarlı veya esnek değildir.

Endüstriyel aydınlatma armatürleri, belirli bir alan için aydınlatmayı kişiselleştirmek için bireyselliği korurken birlikte çalışabilmeleri için tesis genelinde birleştirilmelidir. Aydınlatma sistemleri, kendilerini bağımsız olarak çalıştıklarında olabileceklerinden daha yetenekli hale getirecek daha yüksek düzeyde bir kolektif zeka geliştirmek için işbirliği yapmalı ve bilgiyi paylaşmalıdır.

Gelişmekte olan bir fikir olan akıllı endüstriyel aydınlatma, ışıkları otomatikleştirmek, alanları iyileştirmek ve sonuçta bir şirketin değerini en üst düzeye çıkarmak için dijital bir ekosistem oluşturmaya odaklanıyor. LED aydınlatma ve akıllı kontrol cihazlarının dijital ağı, dijital ekosistemin temel bileşenleridir. Dijital ağ, LED'lerin dijital doğası onların elektronik devrelerle kolay entegrasyonunu mümkün kılsa bile, voltaj değişikliklerine dayalı kontrol direktifleri yerine dijital ikili mesajlar kullanan aydınlatma sistemleri ile kontrol cihazları arasındaki iletişimi sağlar.

Yumuşak kablo sonlandırmalarına dayalı dijital kontrol sistemleri, kontrol bölgeleri oluşturmanın temel yapı taşları olarak sert analog sonlandırmalara dayalı aydınlatma devrelerinin yerini alır. İki yönlü iletişim, bilgisayar programlama ve çeşitli aydınlatma devrelerindeki tek tek armatürlere veya armatür gruplarına yönelik yazılım aracılığıyla imar ve yeniden bölgelendirmenin uygulanması, dijital kontrol sistemlerinin kullanımıyla mümkün olmaktadır. Armatür-seviyesindeki dijital adreslenebilirlik sayesinde, çeşitli koşullar altında çeşitli kontrol tekniklerini uygulamak için tek bir armatür birçok bölgeye tahsis edilebilir. Daha fazla esneklik ve dolayısıyla ışık dağıtımında daha fazla doğruluk, herhangi bir ölçekte bir kontrol bölgesi tasarlama kapasitesi sayesinde mümkün olmaktadır. Ek olarak, yazılım adresleme, alanların değişen ihtiyaçlara uyum sağlayacak şekilde yeniden düzenlenmesini kolaylaştırır. İki yönlü iletişim, tesis operasyonlarını iyileştirmek ve daha iyi iş kararları vermek amacıyla, çeşitli istatistiksel ve optimizasyon teknikleri kullanılarak daha sonra işlenmek üzere enerji kullanımı ve sürücü durumu gibi performans verilerinin toplanmasını- mümkün kılar. Aydınlatma armatürleri, merkezi kontrol ve dijital ağ üzerinden tesis genelinde-veri paylaşımı için endüstriyel otomasyon sistemlerine dahil edilebilir.

Endüstriyel bir armatür, LED teknolojisi ve dijital kontroller birlikte çalıştığında, bağımsız olarak kontrol edilebilen ve dijital ekosistemin kolektif zekası tarafından desteklenebilen bir dijital aydınlatma düğümüne dönüşür. Entegre sistemler olan endüstriyel LED armatürlerden mümkün olan en iyi performansı garanti etmek için termal yönetim, sürücü akımı düzenlemesi, optik kontrol ve mekanik entegrasyona yönelik birbirine bağımlı alt sistemler işbirliği yapmalıdır. LED'leri sabit bir DC gücü yüküyle sürmek için besleme voltajı veya yük dalgalanmaları altında güç dönüşümü sunan LED sürücüsü, özellikle önemli olan bileşen parçalarından biridir. LED sürücüsü artık basit bir sabit akım güç kaynağı olmaktan ziyade, akıllı bir aydınlatma sistemindeki kontrollerin etkili bir şekilde uygulanması için gerekli olan aktif bir bileşendir.

Sürüş akımı, parlak LED'lerin nasıl davranacağını belirler. Bu nedenle, çeşitli kontrol tekniklerinin uygulanması, sürücünün anahtarlama ve karartma kontrol emirlerini uygulamasıyla kolaylaştırılır. Birçok LED kanalının veya aydınlatma katmanının, ışık kontrast oranlarının dikkatli bir şekilde dengelenmesini gerektirdiği durumlarda, kesintisiz kontrol değişiklikleri ve değişken aydınlatma senaryoları sağlamak için sürekli karartma, hayati bir yetenektir. Entegre darbe-genişlik modülasyonu (PWM) veya sabit akım azaltma (CCR) karartma devresini kullanan bir LED sürücüsü, bu amacı yerine getirir.

Tamamen işlevsel akıllı aydınlatma sistemleri oluşturmak, bir LED sürücüsüne dahil edilebilecek çeşitli seçeneklerle mümkün olur. Yerel veri işleme ve karar verme-verme olanağı sunan, LED sürücüsü için yönergeler oluşturan ve bir ağ geçidi aracılığıyla merkezi yönetim sistemiyle iletişim kuran denetleyici, bu sistemler için çok önemlidir. Üzerinde bir mikro denetleyici ve alıcı-verici bulunan bir entegre devre (IC) veya çip üzerindeki{-sistem (SoC), ışık denetleyicisi olarak adlandırılır. Mikrodenetleyici ayrıca bellek, G/Ç ve merkezi işlem birimi (CPU) içerir. Flash bellek, genellikle ürün yazılımı olarak bilinen gömülü yazılımı içerir. Mikrokontrolör-tabanlı bir LED sisteminin programlanabilir yapısı, sahne kurulumu, renk karıştırma, lümen bakımını azaltma ve gelişmiş planlama gibi akıllı aydınlatma özelliklerinin eklenmesini mümkün kılar.

Temel olarak akıllı endüstriyel aydınlatma, aydınlatma sistemlerini Nesnelerin İnterneti'nin (IoT) öngörülmesiyle gelişen bilgisayar tabanlı ağlara dahil etmeyi içerir-. Birlikte çalışabilirlik, IP-tabanlı ağın muazzam boyutunda IoT tarafından mümkün kılınıyor; bu da İnternet Protokolü (IP) bağlantısını sınırlı kaynaklara sahip uç noktalara kadar genişletiyor. Nesnelerin İnterneti (IoT) mimarisi, kapalı bir ağda yönetilemeyecek kadar karmaşık olan sorunları çözmek için geniş bir hizmet ve uygulama yelpazesi sunar.

Aydınlatma sistemlerinin IoT ekosistemi içerisinde işlem gücünü fiziksel olarak barındırması gerekli değildir. Bulut bilişimi,-büyük veri analitiğini, yapay zekayı ve makine öğrenimini mümkün kılan sunucular ve yazılımlar, bulut altyapısının bir parçası olabilir. Veri işleme, veri görselleştirme, veri depolama ve veri alımı bu özelliklerin yardımıyla daha verimli hale getirilebilir. Tesis operatörleri, IoT verilerinden elde edilen eyleme geçirilebilir içgörülerin yardımıyla aydınlatma otomasyonunu ve operasyonel verimliliği iyileştirebilir.

IoT cihazları ve IoT uygulamaları arasındaki her şey bir IoT platformu tarafından koordine edilir ve yönetilir. IoT cihaz yönetimi, veri yönetimi, uygulama geliştirme ve etkinleştirme için bir dizi yazılım öğesi sunar. Endüstriyel uygulamalarda yeni bir çağ başlatacak olan Endüstriyel Nesnelerin İnterneti (IIoT), akıllı endüstriyel aydınlatmaya bağlanabilir.