Solusi Penerangan Industri Cerdas

Solusi pencahayaan industri yang cerdas menggunakan sistem kontrol digital, konektivitas universal, dan strategi berbasis platform-untuk mengubah perlengkapan lampu industri menjadi sistem pencahayaan yang cerdas dan dapat dioperasikan. Penggunaan wawasan digital dalam pengendalian pencahayaan menjadi lebih populer sejak peralihan ke pencahayaan solid state berbasis teknologi LED. Tujuan transformasi digital di sektor industri adalah untuk meningkatkan efisiensi lebih dari sekedar pencahayaan LED, sekaligus menciptakan kondisi kerja yang aman, efisien, dan produktif. Kemungkinan untuk mengembangkan kemampuan unik dan menerapkan fitur-fitur canggih dimungkinkan oleh interaksi kuat yang dibangun oleh solusi pencahayaan cerdas antara teknologi informasi (TI) dan teknologi operasional (OT), serta antara perangkat keras dan perangkat lunak. Untuk berkumpul, berbagi, memutuskan, dan bertindak, kelas homogen dari berbagai perangkat dan sistem digabungkan menjadi jaringan yang komprehensif. Administrasi fasilitas industri perlu mengalami perubahan signifikan di masa depan karena Industri 4.0. Revolusi digital ini mencakup pencahayaan industri cerdas.

Desain pencahayaan untuk bangunan industri adalah pendekatan yang unik karena ruang-ruang ini sangat berbeda. Fasilitas industri adalah setiap lokasi di mana produksi atau kegiatan yang berkaitan dengan manufaktur terjadi. Sektor mobil, mesin berat, peralatan mesin besar, pembuatan kapal, pesawat terbang, baja, kimia, petrokimia, dan farmasi dapat menggunakan fasilitas manufaktur berat ini. Mereka mungkin juga merupakan pabrik ringan yang membuat barang elektronik konsumen, peralatan listrik, makanan, kertas, tekstil, kulit, dan kayu, serta barang sehari-hari lainnya.

Tidak seperti jenis infrastruktur lainnya, fasilitas industri menawarkan berbagai kegunaan. Lokasi ini menangani berbagai tugas, termasuk kendali mutu, penyimpanan, logistik, produksi, permesinan, perakitan, penyelesaian akhir, dan pengepakan. Atribut fisik dan tata letak arsitektur fasilitas industri didasarkan pada sistem spesifik, prosedur, mesin, sifat material dan produk, kebutuhan pemeliharaan, dan masalah keselamatan pekerja. Fasilitas industri memiliki lingkungan yang lebih bervariasi selain infrastruktur yang unik karena pengaruh unsur-unsur lokal seperti getaran, suhu, dan atmosfer.

Solusi pencahayaan fasilitas industri modern harus memungkinkan penyediaan lingkungan yang nyaman dan menyenangkan sekaligus meminimalkan biaya siklus hidup sistem pencahayaan yang terpasang. Berkurangnya tingkat ketidakhadiran, lebih sedikit kesalahan produksi, dan lebih sedikit kecelakaan industri semuanya dapat dikaitkan dengan tempat kerja yang menyenangkan secara visual. Suatu perusahaan mungkin berada pada posisi yang tidak menguntungkan jika infrastruktur pencahayaannya tidak beroperasi secara efisien, meskipun penting untuk mencapai visibilitas yang jelas melalui pengaturan beberapa parameter yang tepat (silau, kecerahan, keseragaman, pencahayaan, kualitas warna, kontras, dan adaptasi).

Pemanenan pada siang hari tidak disukai di banyak lokasi industri, dan sistem pencahayaan harus dijalankan terus menerus. Jumlah lumen yang dapat diberikan oleh luminer teluk tinggi dan jumlah luminer yang diperlukan untuk menutupi seluruh lokasi sangat dibutuhkan oleh ruang langit-langit tinggi dan luas yang umum terjadi di ruang produksi industri. Selama jam pengoperasian yang diperpanjang, banyaknya sistem penerangan berdaya tinggi menghasilkan kebutuhan beban (kW) yang sangat tinggi dan mengonsumsi daya listrik (kWh) dalam jumlah besar.

Tiga faktor utama yang menentukan biaya siklus hidup sistem pencahayaan: biaya modal, biaya energi, dan biaya pemeliharaan. Biaya pemeliharaan merupakan faktor X yang mempunyai pengaruh terbesar terhadap biaya siklus hidup, meskipun biaya energi pengoperasian sistem pencahayaan seringkali melebihi biaya modal pencahayaan.Lampu teluk tinggi pintar LEDmungkin sulit untuk menerangi banyak kawasan industri. Sulit bagi sistem pencahayaan untuk bertahan dalam kondisi sulit ini karena bahan kimia kaustik, kelembapan tinggi, suhu tinggi, getaran signifikan, atmosfer korosif, dan/atau aliran listrik yang tidak bersih. Langit-langit yang sulit dijangkau meningkatkan biaya personel dan masalah keselamatan ketika melakukan pemeliharaan rutin atau penggantian lampu.

Desain pencahayaan industri harus mempertimbangkan berbagai faktor dan menggunakan luminer industri yang berfungsi secara efektif, efisien, dan dapat diandalkan dalam lingkungan yang menuntut. Ada dua jenis luminer industri yang ditujukan untuk penggunaan di dalam ruangan: high bay dan low bay. Jika tinggi langit-langit atau rangka atap melebihi 6,1 meter (20 kaki), lampu high bay digunakan untuk memberikan penerangan umum. Hingga enam meter (20 kaki) adalah ketinggian maksimum dimana lampu teluk rendah dapat dipasang. Lampu teluk tinggi adalah perangkat penerangan langsung yang menyebarkan semua cahaya yang dipancarkannya ke arah permukaan yang ingin disinari. Untuk memberikan penerangan yang cukup pada ketinggian jernih, lampu ini biasanya dibuat untuk menghasilkan keluaran cahaya lebih dari 10.000 lumen dalam sinar yang diatur. Luminer yang digunakan dalam aplikasi pencahayaan ruangan rendah biasanya harus memiliki dispersi yang lebih luas untuk cakupan optimal dan memancarkan kurang dari 10.000 lumen. Karena ketinggian pemasangannya yang rendah, lampu teluk rendah memerlukan kontrol silau yang lebih ketat, yang dapat dicapai dengan menggunakan reflektor untuk memblokir cahaya sudut tinggi atau refraktor prismatik atau penyebar opal untuk memperhalus kecerahan. Untuk menerangi bayangan yang diciptakan oleh hambatan di atas kepala atau untuk memberikan pencahayaan yang sesuai untuk pekerjaan yang menuntut visual, pencahayaan tugas lokal digunakan. Lampu sorot, yaitu luminer yang dapat diarahkan dengan distribusi cahaya terkendali, biasanya digunakan untuk menerangi area produksi luar ruangan.

Kebutuhan akan luminer yang sesuai untuk digunakan di lokasi dengan kondisi iklim yang tidak biasa merupakan cara lain untuk mengkategorikan luminer industri. Suhu lingkungan yang sangat tinggi, suhu beku, kelembapan tinggi, area lembab atau pengaturan-selang, atmosfer korosif, dan getaran dari mesin besar merupakan tantangan yang harus mampu mereka tanggung. Perlengkapan penerangan industri dibuat, diperiksa, dan disetujui untuk digunakan di area yang dikategorikan menurut tingkat bahayanya. Lingkungan berbahaya didefinisikan sebagai lingkungan yang mengandung gas atau uap yang mudah terbakar, debu yang mudah terbakar dan/atau bersifat konduktif, serta serat dan serpihan yang mudah terbakar. Fasilitas yang memproses minyak dan gas, produk kimia dan petrokimia, rig pengeboran, anjungan minyak lepas pantai, terminal pemuatan dan pemindahan bahan bakar di laut, instalasi lepas pantai dan dermaga, peternakan tangki, pabrik ekstraksi pelarut, stasiun pompa pipa, pabrik pengolahan limbah dan limbah, pabrik pulp dan kertas, fasilitas yang memproduksi dan menyimpan amunisi dan kembang api, fasilitas pembuatan bubuk dan pernis, pabrik persiapan batubara, dan fasilitas penanganan batubara merupakan contoh lokasi berbahaya.

Pencahayaan LED telah mendominasi pasar pencahayaan industri dan menjadi standar selama sepuluh tahun terakhir. Sistem pencahayaan tradisional mengandalkan teknologi-pelepasan intensitas tinggi (HID) atau teknologi fluoresen, yang memiliki kelemahan dan keterbatasan serius. LED menawarkan efisiensi tinggi dan pengoperasian yang dapat diandalkan dengan memanfaatkan elektroluminesensi yang dihasilkan oleh rekombinasi antara elektron dan lubang di wilayah aktif dalam sambungan p-n semikonduktor. Meskipun sudah terdapat penghematan energi yang signifikan dari meluasnya penggunaan luminer LED, masih terdapat banyak peluang untuk mengurangi biaya siklus hidup.

Dengan meningkatkan efisiensi aplikasi pencahayaan (LAE), yang mempertimbangkan efisiensi pengiriman optik, intensitas, dan kemanjuran spektrum, teknologi SSL dapat menghasilkan penghematan energi ekstra yang signifikan. Jika dibandingkan dengan sistem pencahayaan lama, umur panjang LED,-pengoperasian bebas percikan api, dan daya tahan solid state memungkinkan terciptanya sistem pencahayaan tangguh dengan masa pakai lebih lama. Sistem ini juga lebih kuat secara mekanis untuk tahan terhadap kondisi lingkungan yang keras dan jauh lebih aman untuk digunakan di lokasi berbahaya. Karena tingginya biaya pemeliharaan dan ketergantungan tugas-tugas industri pada lingkungan penerangan,-fungsi sistem pencahayaan yang bebas kegagalan sepanjang siklus hidup yang panjang sangat penting dalam aplikasi industri.

led high bay fixtures

Meskipun teknologi LED selalu menjadi yang terdepan dalam efisiensi operasional, perkembangan dan inovasi terkini telah melampaui batas untuk memaksimalkan efisiensi energi sistem pencahayaan dan menciptakan ruang kerja yang lebih produktif. Memanfaatkan kemampuan pengendalian LED yang lebih baik, yang pada dasarnya membedakan teknologi ini dari para pesaingnya, adalah fondasi pencapaian ini. LED adalah perangkat electroluminescent yang tahan terhadap penyalaan/penonaktifan terus menerus, menawarkan peredupan jangkauan penuh, dan bereaksi dengan cepat dan akurat terhadap sinyal kontrol. Dengan tingkat pengendalian ini, keluaran lampu LED dapat dimodulasi secara otomatis sebagai respons terhadap masukan sensor atau algoritma yang telah diprogram sebelumnya.

Pencahayaan LED teluk tinggikompatibel dengan semua sistem kontrol pencahayaan yang telah dikembangkan untuk memenuhi persyaratan manajemen energi pemilik atau operator fasilitas industri, termasuk deteksi hunian, penjadwalan waktu, pemanenan cahaya matahari, penyesuaian kelembagaan, respons permintaan, dan kompensasi adaptif. Selain meningkatkan efisiensi operasional, kontrol berbasis perangkat lunak-dapat membuka berbagai fitur berharga lainnya. Spektrum sistem pencampuran warna dan, akibatnya, warna cahaya yang dipancarkannya dapat disesuaikan secara dinamis dengan meredupkan setiap primer LED secara independen. Pada tingkat biologis, pengelolaan warna dan intensitas yang dinamis memungkinkan manipulasi produksi hormon penting untuk memperoleh reaksi positif pada manusia. Penggunaan pencahayaan-yang berpusat pada manusia (HCL) untuk meningkatkan produktivitas, kesehatan mental, dan kesehatan fisik di tempat kerja didorong oleh teknologi ini.

Jenis pencahayaan cerdas yang paling sederhana adalah pencahayaan LED cerdas berdasarkan kemampuan program tertanam dan/atau penginderaan lokal. Menerapkan sistem pencahayaan pintar mandiri di fasilitas industri dengan banyak instalasi perlengkapan tidak praktis karena biaya dan kompleksitas yang meningkat seiring dengan kecanggihan. Tergantung pada tugas visual, waktu yang diperlukan untuk menyelesaikannya, pekerja yang melaksanakannya, dan pentingnya karakteristik tugas yang berbeda dalam menyelesaikan pekerjaan, jumlah cahaya (iluminasi) dan komposisi spektralnya sering berubah di fasilitas ini. Kontrol pencahayaan yang diterapkan pada tingkat sirkuit pada perlengkapan lampu yang dikontrol secara terpusat tidak responsif atau cukup fleksibel untuk memenuhi kebutuhan spesifik atau beradaptasi dengan perubahan tata letak dan tujuan di masa mendatang.

Perlengkapan lampu industri harus disatukan di seluruh fasilitas sehingga dapat bekerja sama sekaligus mempertahankan individualitas untuk menyesuaikan pencahayaan pada ruangan tertentu. Sistem penerangan harus berkolaborasi dan berbagi pengetahuan untuk mengembangkan tingkat kecerdasan kolektif yang lebih tinggi sehingga menjadikannya lebih mampu dibandingkan jika dioperasikan secara mandiri.

Sebuah ide yang berkembang, pencahayaan industri cerdas berpusat pada pembangunan ekosistem digital untuk mengotomatisasi lampu, meningkatkan ruang, dan pada akhirnya memaksimalkan nilai perusahaan. Pencahayaan LED dan jaringan digital pada perangkat kontrol cerdas merupakan komponen kunci ekosistem digital. Jaringan digital memungkinkan komunikasi antara sistem pencahayaan dan perangkat kontrol menggunakan pesan biner digital daripada arahan kontrol berdasarkan perubahan tegangan, meskipun sifat digital LED memungkinkan integrasi yang mudah dengan sirkuit elektronik.

Sistem kontrol digital berdasarkan terminasi kabel lunak menggantikan sirkuit penerangan berdasarkan terminasi analog keras sebagai blok bangunan dasar zonasi kontrol. Komunikasi dua-arah, pemrograman komputer, dan penerapan zonasi dan rezonasi melalui perangkat lunak yang ditujukan pada masing-masing luminer atau kelompok luminer di berbagai sirkuit pencahayaan, semuanya dimungkinkan melalui penggunaan sistem kontrol digital. Sebuah luminer dapat dialokasikan ke banyak zona untuk menerapkan berbagai teknik kontrol dalam berbagai kondisi berkat kemampuan pengalamatan digital tingkat-luminer. Fleksibilitas yang lebih tinggi dan, akibatnya, akurasi yang lebih tinggi dalam penyaluran cahaya dimungkinkan oleh kemampuan merancang zona kontrol pada skala apa pun. Selain itu, penanganan perangkat lunak memudahkan penzonaan ulang ruang untuk mengakomodasi kebutuhan yang berpindah-pindah. Untuk meningkatkan pengoperasian fasilitas dan mengambil keputusan bisnis yang lebih baik, komunikasi dua arah memungkinkan pengumpulan data kinerja, seperti penggunaan energi dan status pengemudi, untuk kemudian diproses menggunakan berbagai teknik statistik dan pengoptimalan. Perlengkapan lampu dapat dimasukkan ke dalam sistem otomasi industri untuk kontrol terpusat dan berbagi data di seluruh fasilitas melalui jaringan digital.

Luminer industri menjadi simpul pencahayaan digital yang dapat dikontrol secara independen dan dibantu oleh kecerdasan kolektif ekosistem digital ketika teknologi LED dan kontrol digital bekerja sama. Subsistem yang saling bergantung untuk manajemen termal, pengaturan arus penggerak, kontrol optik, dan integrasi mekanis harus bekerja sama untuk menjamin kinerja terbaik dari luminer LED industri, yang merupakan sistem terintegrasi. Driver LED, yang menawarkan konversi daya di bawah tegangan suplai atau fluktuasi beban untuk menggerakkan LED dengan beban daya DC yang konstan, merupakan salah satu bagian penyusun yang sangat penting. Driver LED kini menjadi komponen aktif yang penting untuk penerapan kontrol yang efektif dalam sistem pencahayaan cerdas, bukan sekadar sumber daya arus konstan.

Arus penggerak menentukan bagaimana perilaku LED bercahaya. Oleh karena itu, penerapan berbagai teknik kontrol menjadi lebih mudah dengan pelaksanaan perintah kontrol peralihan dan peredupan oleh pengemudi. Dalam situasi di mana banyak saluran LED atau lapisan pencahayaan memerlukan keseimbangan rasio kontras cahaya yang cermat, peredupan terus-menerus adalah kemampuan penting yang diperlukan untuk memberikan perubahan kontrol yang mulus dan skenario pencahayaan yang bervariasi. Menggunakan sirkuit peredupan-lebar pulsa (PWM) atau pengurangan arus konstan (CCR) terintegrasi, driver LED melakukan tujuan ini.

Menciptakan sistem pencahayaan cerdas yang berfungsi penuh dimungkinkan oleh beragam pilihan yang dapat dimasukkan ke dalam driver LED. Pengontrol, yang menawarkan pemrosesan data lokal dan-pengambilan keputusan, memberikan arahan untuk driver LED, dan berkomunikasi dengan sistem manajemen pusat melalui gateway, sangat penting bagi sistem ini. Sirkuit terpadu (IC) atau sistem-pada-chip (SoC) dengan mikrokontroler dan transceiver terpasang disebut pengontrol lampu. Mikrokontroler juga menggabungkan memori, I/O, dan unit pemrosesan pusat (CPU). Memori flash berisi perangkat lunak tertanam, yang sering disebut firmware. Sifat sistem LED berbasis mikrokontroler yang dapat diprogram memungkinkan penambahan fitur pencahayaan cerdas seperti pengaturan pemandangan, pencampuran warna, penurunan pemeliharaan lumen, dan penjadwalan lanjutan.

Pada dasarnya, pencahayaan industri cerdas melibatkan penggabungan sistem pencahayaan ke dalam jaringan-berbasis komputer yang berkembang sebagai antisipasi Internet of Things (IoT). Interoperabilitas dimungkinkan pada jaringan berbasis IP-yang berukuran sangat besar oleh IoT, yang juga memperluas konektivitas Protokol Internet (IP) ke titik akhir dengan sumber daya terbatas. Arsitektur Internet of Things (IoT) menyediakan berbagai layanan dan aplikasi untuk memecahkan masalah yang terlalu rumit untuk dikelola dalam jaringan tertutup.

Sistem pencahayaan tidak perlu secara fisik menampung kekuatan pemrosesan dalam ekosistem IoT. Server dan perangkat lunak yang memungkinkan komputasi awan,-analisis data besar, kecerdasan buatan, dan pembelajaran mesin dapat menjadi bagian dari infrastruktur awan. Pemrosesan data, visualisasi data, penyimpanan data, dan pengambilan data semuanya dapat dilakukan lebih efisien dengan bantuan fitur-fitur tersebut. Operator fasilitas dapat meningkatkan otomatisasi pencahayaan dan efisiensi operasional dengan bantuan wawasan yang dapat ditindaklanjuti dari data IoT.

Segala sesuatu antara perangkat IoT dan aplikasi IoT dikoordinasikan dan dikelola oleh platform IoT. Ini menawarkan kumpulan elemen perangkat lunak untuk manajemen perangkat IoT, manajemen data, pengembangan aplikasi, dan pemberdayaan. Industrial Internet of Things (IIoT), yang siap mengantarkan era baru aplikasi industri, dapat dihubungkan dengan pencahayaan industri pintar.