스마트 산업용 조명 솔루션

스마트 산업용 조명 솔루션은 디지털 제어 시스템, 범용 연결 및 플랫폼 기반 전략을 사용하여{0}} 산업용 조명 기구를 상호 운용 가능한 지능형 조명 시스템으로 전환합니다. LED 기술을 기반으로 한 고체 조명으로 전환한 이후 조명 제어에 디지털 통찰력을 사용하는 것이 점점 더 대중화되고 있습니다. 산업 부문의 디지털 전환의 목표는 LED 조명만으로는 제공할 수 없는 효율성을 향상시키는 동시에 안전하고 효율적이며 생산적인 작업 환경을 구축하는 것입니다. 고유한 기능을 개발하고 정교한 기능을 구현할 수 있는 가능성은 스마트 조명 솔루션이 정보 기술(IT)과 운영 기술(OT), 하드웨어와 소프트웨어 간에 구축하는 강력한 상호 작용을 통해 가능해집니다. 수집하고, 공유하고, 결정하고, 행동하기 위해 동종의 다양한 장치와 시스템이 하나의 포괄적인 네트워크로 결합됩니다. 앞으로는 인더스트리 4.0으로 인해 산업시설 관리에도 큰 변화가 필요할 것이다. 이러한 디지털 혁명에는 스마트 산업용 조명이 포함됩니다.

산업용 건물의 조명 디자인은 공간이 서로 다르기 때문에 독특한 접근 방식입니다. 산업 시설은 제조와 관련된 생산이나 활동이 이루어지는 모든 장소입니다. 자동차, 중장비, 대형공작기계, 조선, 항공기, 철강, 화학, 석유화학, 제약 분야에서는 이러한 중공업 설비를 사용할 수 있습니다. 또한 가전제품, 전기제품, 식품, 종이, 직물, 가죽, 목재 등 일상용품을 만드는 경공업 공장일 수도 있습니다.

다른 유형의 인프라와 달리 산업 시설은 다양한 용도를 제공합니다. 이러한 위치에서는 품질 관리, 보관, 물류, 생산, 가공, 조립, 마무리 및 포장을 포함한 광범위한 작업을 처리합니다. 산업 시설의 물리적 속성과 건축 레이아웃은 특정 시스템, 절차, 기계, 자재 및 제품 속성, 유지 관리 요구 사항, 작업자 안전 문제를 기반으로 합니다. 산업시설은 주로 진동, 온도, 대기 등 국부적 요소의 영향을 받기 때문에 고유한 기반시설과 함께 더욱 다양한 환경을 갖고 있습니다.

현대 산업 시설의 조명 솔루션은 설치된 조명 시스템의 수명주기 비용을 최소화하면서 편안하고 쾌적한 환경을 제공할 수 있어야 합니다. 결근 감소, 생산 오류 감소, 산업 재해 감소는 모두 시각적으로 즐거운 작업장 덕분이라고 할 수 있습니다. 여러 매개변수(눈부심, 밝기, 균일성, 조도, 색상 품질, 대비 및 적응)의 적절한 규제를 통해 명확한 가시성을 달성하는 것이 필수적이더라도 조명 인프라가 효율적으로 작동하지 않으면 회사는 경쟁에서 불리할 수 있습니다.

일광 수확은 많은 산업 현장에서 선호되지 않으며 조명 시스템은 지속적으로 작동해야 합니다. 높은 베이 조명기구가 제공할 수 있는 루멘의 양과 전체 현장을 덮는 데 필요한 조명기구의 수는 산업 생산 홀에서 흔히 볼 수 있는 넓고 높은 천장 공간에서 매우 요구됩니다. 연장된 작동 시간 동안 엄청난 수의 고출력 조명 시스템은 매우 높은 부하 요구 사항(kW)을 발생시키고 상당한 양의 전력(kWh)을 소비합니다.

조명 시스템의 수명주기 비용을 구성하는 세 가지 주요 요소는 자본 비용, 에너지 비용 및 유지 관리 비용입니다. 조명 시스템을 운영하는 데 드는 에너지 비용이 조명의 자본 비용을 초과하는 경우가 종종 있더라도 유지 관리 비용은 수명주기 비용에 가장 큰 영향을 미칠 수 있는 X 요소입니다.LED 스마트 하이 베이 조명많은 산업 분야를 조명하는 것은 어려울 수 있습니다. 부식성 화학 물질, 높은 습도, 고온, 심각한 진동, 부식성 대기 및/또는 불결한 전력으로 인해 조명 시스템이 이러한 열악한 조건에서 생존하기가 어렵습니다. 도달하기 어려운 천장은 일상적인 유지 관리 또는 재점등 시 인건비 및 안전 문제를 증가시킵니다.

산업용 조명 설계에서는 다양한 요소를 고려해야 하며 까다로운 환경에서도 효과적이고 효율적이며 안정적으로 작동하는 산업용 조명기구를 사용해야 합니다. 실내용 산업용 등기구에는 하이 베이와 로우 베이의 두 가지 유형이 있습니다. 천장 높이나 지붕 트러스가 6.1미터(20피트)를 초과하는 경우 높은 베이 조명을 사용하여 일반적인 조명을 제공합니다. 낮은 베이 조명을 설치할 수 있는 최대 높이는 6미터(20피트)입니다. 하이 베이 조명은 조명하려는 표면 방향으로 방출되는 모든 빛을 분산시키는 직접 조명 장치입니다. 높은 투명 높이에 걸쳐 충분한 조명을 제공하기 위해 일반적으로 조정된 빔에서 10,000루멘 이상의 광 출력을 생성하도록 만들어집니다. 낮은 베이 조명 용도에 사용되는 등기구는 일반적으로 최적의 적용 범위를 위해 더 넓은 분산을 가져야 하며 10,000루멘 미만을 방출해야 합니다. 장착 높이가 낮기 때문에 낮은 베이 조명은 더 엄격한 눈부심 제어가 필요합니다. 이는 반사경을 사용하여 높은 각도의 빛을 차단하거나 프리즘 굴절기 또는 오팔 디퓨저를 사용하여 밝기를 부드럽게함으로써 달성할 수 있습니다. 머리 위 장애물로 인해 생성된 그림자를 밝히거나 시각적으로 까다로운 작업에 적합한 조명을 제공하기 위해 국지적 작업 조명이 활용됩니다. 제어된 배광 분포를 갖춘 조준 가능한 조명 기구인 투광 조명은 일반적으로 실외 생산 영역을 조명하는 데 사용됩니다.

특이한 기후 조건이 있는 장소에서 사용하기에 적합한 등기구에 대한 필요성은 산업용 등기구를 분류하는 또 다른 방법입니다. 극도로 높은 주변 온도, 영하의 온도, 높은 습도, 습한 지역 또는 호스- 환경, 부식성 대기, 대형 기계의 진동 등은 모두 견뎌야 하는 과제입니다. 산업용 조명 기구는 위험 수준에 따라 분류된 지역에서 사용하도록 제작, 검사 및 승인됩니다. 위험한 환경은 인화성 가스나 증기, 가연성 및/또는 전도성 먼지, 쉽게 발화될 수 있는 섬유질과 날아가는 물질을 포함하는 환경으로 정의됩니다. 석유 및 가스를 처리하는 시설, 화학 및 석유화학 제품, 시추 장비, 해양 석유 플랫폼, 해양 선적 및 연료 이송 터미널, 해양 및 부둣가 시설, 탱크 팜, 용매 추출 공장, 파이프라인 펌프장, 폐기물 및 하수 처리 공장, 펄프 및 제지 공장, 탄약 및 불꽃놀이를 제조 및 저장하는 시설, 분말 및 래커 시설, 석탄 준비 공장, 석탄 취급 시설은 모두 위험 장소의 예입니다.

LED 조명은 산업용 조명 시장에서 지배력을 확립했으며 지난 10년 동안 표준이 되었습니다. 기존 조명 시스템은-고휘도 방전(HID) 또는 형광 기술을 사용하는데 이는 심각한 단점과 제한 사항이 있습니다. LED는 반도체 p-n 접합 내의 활성 영역에서 전자와 정공 사이의 재결합에 의해 생성된 전계발광을 활용하여 뛰어난 효율성과 안정적인 작동을 제공합니다. LED 조명 기구의 광범위한 사용으로 이미 상당한 에너지 절감 효과가 있지만 수명 주기 비용을 줄일 수 있는 기회는 여전히 많습니다.

SSL 기술은 광학 전달 효율성, 강도 및 스펙트럼 효율성을 고려하여 조명 적용 효율성(LAE)을 높임으로써 상당한 추가 에너지 절감 효과를 가져올 수 있습니다. 레거시 조명 시스템과 비교할 때 LED 고유의 수명, 스파크 없는 작동 및 솔리드 스테이트 내구성 덕분에 수명이 훨씬 더 긴 견고한 조명 시스템을 만들 수 있습니다. 또한 이러한 시스템은 가혹한 환경 조건을 견딜 수 있도록 기계적으로 더욱 견고하며 위험한 장소에서 사용하기에 훨씬 더 안전합니다. 높은 유지 관리 비용과 조명 환경에 대한 산업 작업의 의존성으로 인해 산업 응용 분야에서는 오랜 수명 주기 동안 조명 시스템이 고장 없이 작동하는 것이{4}}매우 중요합니다.

led high bay fixtures

LED 기술은 항상 운영 효율성의 최전선에 있었지만, 최근의 개발과 혁신은 조명 시스템의 에너지 효율성을 극대화하고 보다 생산적인 작업 공간을 만드는 수준을 넘어섰습니다. 경쟁사와 본질적으로 차별화되는 LED의 향상된 제어성을 활용하는 것이 이러한 성과의 기초입니다. LED는 지속적인 켜기/끄기 전환을 견딜 수 있고 전체 범위 조도 조절을 제공하며 제어 신호에 빠르고 정확하게 반응할 수 있는 전계발광 장치입니다. 이러한 수준의 제어 가능성을 통해 LED 조명 출력은 센서 입력 또는 사전 프로그래밍된 알고리즘에 따라 자동으로 변조될 수 있습니다.

LED 하이베이 조명점유 감지, 시간 예약, 일광 수확, 기관 조정, 수요 반응 및 적응형 보상을 포함하여 산업 시설 소유자 또는 운영자의 에너지 관리 요구 사항을 충족하기 위해 개발된 모든 조명 제어 시스템과 호환됩니다. 단순히 운영 효율성을 높이는 것 이상으로 소프트웨어- 기반 제어를 통해 기타 다양한 유용한 기능을 활용할 수 있습니다. 색상 혼합 시스템의 스펙트럼과 결과적으로 방출되는 빛의 색상은 각 LED 기본 밝기를 독립적으로 조절하여 동적으로 조정할 수 있습니다. 생물학적 수준에서 색상과 강도의 동적 관리를 통해 필수 호르몬 생산을 조작하여 인간에게 긍정적인 반응을 이끌어낼 수 있습니다. 이 기술은 작업장에서 생산성 향상, 정신 건강 및 신체 건강 개선을 위한 인간{5}}중심 조명(HCL)의 사용을 촉진하고 있습니다.

가장 간단한 유형의 스마트 조명은 내장된 프로그래밍 기능 및/또는 국지적 감지를 기반으로 하는 지능형 LED 조명입니다. 수많은 고정 장치가 설치된 산업 시설에 독립형 스마트 조명 시스템을 배포하는 것은 정교함에 따라 증가하는 비용과 복잡성으로 인해 비현실적입니다. 시각적 작업, 완료하는 데 필요한 시간, 작업을 실행하는 작업자, 작업 완료 시 다양한 작업 특성의 중요성에 따라 이러한 시설에서는 빛의 양(조도)과 스펙트럼 구성이 자주 변경됩니다. 중앙 제어 조명 설비의 회로 수준에서 구현된 조명 제어는 특정 요구 사항을 충족하거나 향후 레이아웃 및 목적 변경에 적응할 만큼 반응이 빠르거나 유연하지 않습니다.

산업용 조명기구는 특정 공간에 맞게 조명을 맞춤화할 수 있는 개성을 유지하면서 함께 작동할 수 있도록 시설 전체에서 통합되어야 합니다. 조명 시스템은 독립적으로 작동할 때보다 더 많은 능력을 발휘할 수 있는 더 높은 수준의 집단 지성을 개발하기 위해 협력하고 지식을 공유해야 합니다.

발전 중인 아이디어인 스마트 산업용 조명은 조명을 자동화하고 공간을 개선하며 궁극적으로 회사의 가치를 극대화하기 위한 디지털 생태계 구축에 중점을 두고 있습니다. LED 조명과 지능형 제어 장치의 디지털 네트워킹은 디지털 생태계의 핵심 구성 요소입니다. LED의 디지털 특성으로 인해 전자 회로와 쉽게 통합될 수 있더라도 디지털 네트워킹을 사용하면 전압 변화에 따른 제어 지시문이 아닌 디지털 바이너리 메시지를 사용하여 조명 시스템과 제어 장치 간의 통신이 가능해집니다.

소프트 배선 종단을 기반으로 하는 디지털 제어 시스템은 제어 구역 설정의 기본 구성 요소인 하드 아날로그 종단을 기반으로 하는 조명 회로를 대체합니다. 양방향 통신, 컴퓨터 프로그래밍, 개별 조명기구 또는 다양한 조명 회로의 조명기구 그룹을 대상으로 하는 소프트웨어를 통한 구역 지정 및 재구역 지정 구현은 모두 디지털 제어 시스템을 사용하여 가능해졌습니다. 조명기구-수준의 디지털 주소 지정 기능 덕분에 단일 조명기구를 여러 구역에 할당하여 다양한 조건에서 다양한 제어 기술을 구현할 수 있습니다. 어떤 규모로든 제어 영역을 설계할 수 있는 능력을 통해 유연성이 향상되고 결과적으로 광 전달의 정확성이 향상됩니다. 또한 소프트웨어 주소 지정 기능을 사용하면 변화하는 요구 사항을 수용하기 위해 공간의 구역을 간단하게 조정할 수 있습니다. 시설 운영을 개선하고 더 나은 비즈니스 결정을 내리기 위해 양방향 통신을 통해 에너지 사용량, 운전자 상태 등의 성능 데이터를 수집하고 나중에 다양한 통계 및 최적화 기술을 사용하여 처리할 수 있습니다. 조명 기구는 디지털 네트워킹을 통한 중앙 집중식 제어 및 시설 전반의 데이터 공유를 위해 산업 자동화 시스템에 통합될 수 있습니다.{9}}

산업용 조명기구는 LED 기술과 디지털 제어가 함께 작동할 때 디지털 생태계의 집단 지성에 의해 독립적으로 제어되고 지원될 수 있는 디지털 조명 노드가 됩니다. 열 관리, 구동 전류 조절, 광학 제어 및 기계 통합을 위한 상호 의존적인 하위 시스템은 통합 시스템인 산업용 LED 조명기구에서 가능한 최고의 성능을 보장하기 위해 협력해야 합니다. DC 전원의 일정한 부하로 LED를 구동하기 위해 공급 전압 또는 부하 변동 시 전력 변환을 제공하는 LED 드라이버는 특히 중요한 구성 부품 중 하나입니다. LED 드라이버는 이제 단순한 정전류 전원이 아니라 스마트 조명 시스템에서 제어를 효과적으로 구현하는 데 필수적인 활성 구성 요소입니다.

구동 전류는 발광 LED의 작동 방식을 결정합니다. 따라서 운전자가 스위칭 및 디밍 제어 명령을 실행하면 다양한 제어 기술의 배포가 더 쉬워집니다. 많은 LED 채널 또는 조명 레이어가 광명암비의 균형을 신중하게 유지해야 하는 상황에서 연속 조광은 원활한 제어 변경 및 가변 조명 시나리오를 제공하는 데 필요한 필수 기능입니다. LED 드라이버는 통합 펄스{3}}폭 변조(PWM) 또는 정전류 감소(CCR) 조광 회로를 사용하여 이러한 목적을 수행합니다.

LED 드라이버에 통합할 수 있는 다양한 옵션을 통해 완전한 기능을 갖춘 스마트 조명 시스템을 만드는 것이 가능합니다. 로컬 데이터 처리 및 의사 결정을 제공하고-LED 드라이버에 대한 명령을 생성하고 게이트웨이를 통해 중앙 관리 시스템과 통신하는 컨트롤러는 이러한 시스템에 필수적입니다. 마이크로컨트롤러와 트랜시버가 탑재된 집적 회로(IC) 또는 시스템{3}}온-칩(SoC)을 조명 컨트롤러라고 합니다. 마이크로컨트롤러에는 메모리, I/O 및 중앙 처리 장치(CPU)도 통합되어 있습니다. 플래시 메모리에는 흔히 펌웨어라고 알려진 소프트웨어가 내장되어 있습니다. 마이크로컨트롤러- 기반 LED 시스템의 프로그래밍 가능 특성을 통해 장면 설정, 색상 혼합, 광속 유지 관리 낮추기, 고급 예약과 같은 지능형 조명 기능을 추가할 수 있습니다.

기본적으로 스마트 산업용 조명에는 사물 인터넷(IoT)을 예상하여 개발 중인 컴퓨터{0} 기반 네트워크에 조명 시스템을 통합하는 작업이 포함됩니다. IoT를 통해 IP{2}}기반 네트워크의 엄청난 규모에서 상호 운용성이 가능해지며, 제한된 리소스를 사용하는 엔드포인트까지 인터넷 프로토콜(IP) 연결도 확장됩니다. 사물인터넷(IoT) 아키텍처는 폐쇄형 네트워크에서 관리하기에는 너무 복잡한 문제를 해결하기 위해 광범위한 서비스와 애플리케이션을 제공합니다.

조명 시스템이 IoT 생태계 내에서 처리 능력을 물리적으로 수용할 필요는 없습니다. 클라우드 컴퓨팅, 빅{1}}데이터 분석, 인공 지능, 기계 학습을 지원하는 서버와 소프트웨어는 클라우드 인프라의 일부일 수 있습니다. 데이터 처리, 데이터 시각화, 데이터 저장 및 데이터 수집은 모두 이러한 기능을 통해 더욱 효율적으로 이루어질 수 있습니다. 시설 운영자는 IoT 데이터에서 얻은 실행 가능한 통찰력을 활용하여 조명 자동화 및 운영 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

IoT 장치와 IoT 앱 사이의 모든 것은 IoT 플랫폼에 의해 조정되고 관리됩니다. IoT 장치 관리, 데이터 관리, 애플리케이션 개발 및 활성화를 위한 소프트웨어 요소 모음을 제공합니다. 새로운 산업 응용 시대를 열어갈 산업용 사물 인터넷(IIoT)이 스마트 산업용 조명과 연결될 수 있습니다.