Tecomat Foxtrot – řízení a dohled nad osvětlením průmyslových hal

Průmyslové haly v klasických strojírenských podnicích jsou velkými spotřebiteli umělého světla. Ač vybaveny velkými světlíky, svítí se v nich i přes den, protože pro práci v hale je u strojů i v prostorách mezi nimi zapotřebí dodržet normovanou úroveň osvětlení. Světelná rekonstrukce osvětlení velkých průmyslových hal tedy skýtá velký potenciál k úsporám. Nejen pouhým přechodem od klasických výbojek k moderním LED zdrojům s výrazně delším životem, ale i zavedením regulace intenzity osvětlení, kterou LED svítidla bez problémů zvládají. Tam, kde je svítidel instalováno větší množství, tedy v komerčních a průmyslových prostorách, je dnes dobré vyhnout se ručnímu ovládání, protože automatické řízení intenzity přináší další výrazné snížení spotřeby. Článek zmiňuje automatizované řízení osvětlovací soustavy na bázi systému Tecomat Foxtrot – zkráceně Foxtrot, kolínské firmy Teco a. s.

Ve společnosti SIGMA Pumpy v Hranicích na Moravě vybrali řešení se sadou LED svítidel firmy Hormen. Ta je dodala v různém provedení. Jde především o hlubokozářiče (High Bay) pro závěsnou montáž z tlakově litého hliníku s optikou z tvrzeného skla a s přisazeným hliníkovým reflektorem s vyzařovacím úhlem 90° v řadě s příkony 100, 150, 200, 240 W, dodávajícími světelný tok od 13 500 po 32 000 lm. Teplota chromatičnosti byla zvolena 4 000 K. Uvedená svítidla jsou umístěna pod stropem ve výši 10 m.

Obr. 1. Podívali jsme se na jednu z realizací osvětlení hal, konkrétně ve firmě Sigma Pumpy v Hranicích na Moravě

 
Obr. 2. Typický strop tovární haly s velkými světlíky zajišťujícími dostatek denního světla; přesto hraje umělé osvětlení významnou roli pro dosažení stabilní normované úrovně osvětlení; zde je výsledné osazení novými regulovatelnými LED svítidly firmy Hormen
Obr. 3. Sigma Pumpy Hranice je strojírenský podnik se všemi stroji, které si lze pod kovoobráběcími stroji a centry představit, haly mají vysoké stropy, umožňující pojezd portálových jeřábů; nutná výška a rozloha hal jsou parametry, které ovlivňují počet a výkon jednotlivých svítidel, a v součtu tedy i celkovou spotřebu elektřiny

Pro lokální a specializované osvětlení z menší výšky firma doplnila dodávku svítidly s trubicovými LED zdroji pro přisazenou montáž. Tato podlouhlá svítidla, odpovídající rozměry dřívějším zářivkovým svítidlům, jsou vyrobena ze sklolaminátu s reflektorem z ocelového bílého plechu, s opálovým krytem a s krytím IP66. Jsou v řadě od 30 do 64 W se světelnými toky od 4 500 po 6 500 lm, opět s teplotou chromatičnosti 4 000 K.

Doplňkem (v menší míře) jsou vestavné stropní panely ve standardním rozměru 60 × 60 cm s příkonem 40 W a přisazená asymetrická obdélníková reflektorová svítidla s vyzařovacím úhlem 55° × 110°.

Intenzita osvětlení v těchto průmyslových halách se může měnit jednak podle provozních požadavků – různé časové úseky během pracovních směn na základě plánu, kalendáře, jednak podle reakce na okamžité venkovní osvětlení či oslunění, v souvislosti s oblačností i s denní dobou. K této funkci je třeba mít svítidla vybavená stmívatelnými řiditelnými předřadníky, mít je propojená kabelem s komunikační sběrnicí s centralizovaným systémem a mít instalovaná čidla venkovního nebo i vnitřního osvětlení.

 
Obr. 4. Vlevo hlavní rozváděč haly s řídicí centrálou Tecomat Foxtrot (v prostřední řadě napravo) včetně masterů (řídicích jednotek) dvou linií DALI, jejichž prostřednictvím ovládá v hale 2krát 64 svítidel; vpravo je druhý rozváděč v hale, ve kterém je už pouze master (řídicí modul) DALI sběrnice pro přilehlé sekce

Všechna zde dodaná svítidla jsou vybavena DALI předřadníky a protažena kabeláží s DALI sběrnicí. Díky principu adresovatelnosti je možné výkon každého svítidla nastavit individuálně nebo ve skupinách. Skupiny svítidel a jejich intenzity jsou vytvořeny a přednastaveny v řídicím systému, zde ve Foxtrotu.

Každá hala má svůj Foxtrot ve svém hlavním rozváděči. Několik řadičů DALI sběrnice má z důvodu úspory kabeláže v hlavním, ale i v podružném rozváděči. Dále jsou v hlavních rozváděčích elektroměry pro kontrolu skutečně spotřebované elektrické energie s časovým rozlišením.

Všechny tři systémy Foxtrot ze tří hal jsou vzájemně propojeny sítí LAN s tím, že v jednom z nich, který je nadřazený, jsou vytvořeny interaktivní webové stránky s vizualizací aktuálního stavu všech svítidel ve všech halách včetně archivu všech spotřeb odečítaných v hodinovém rastru. Hodnoty jsou pak v bargrafech zobrazeny na denní a týdenní bázi.

Interaktivita webových stránek uvnitř Foxtrotu je využita k sofistikovanému uživatelskému nastavení parametrů regulace. Zejména k sestavení kalendářů pro každou sekci v každé hale samostatně, dále k nastavení žádaných hodnot osvětlení a jejich limitů, při kterých je třeba programově měnit intenzity osvětlení jednotlivých adres svítidel prostřednictvím DALI sběrnice a DALI předřadníků.

 
Obr. 5. Vizualizace poskytovaná vnitřním webovým serverem Foxtrotu; zde na bázi tzv. floor plánu jednotlivých hal

 
Obr. 6. Každá hala má stránku s vizualizací aktuálního stavu, dále stránku nastavení parametrů regulace a ovládání a stránku s přehledem skutečně měřených spotřeb . Spotřeby lze exportovat do Excelu nebo příimo do firemního informačního systému. Systém Foxtrot detekuje i poruchu svítidla (červená) nebo umožňuje zapnout pouze vybraná svítidla - např. pro kontrolní pochůzku (modrá).

Na pár otázek týkajících se zmíněné realizace nám odpověděl Ing. Novák, který má provoz osvětlení v halách Sigma Pumpy na starost: Co bylo bezprostředním impulzem k přechodu na nové zdroje osvětlení?

Jednoznačně velká a těžko únosná spotřeba elektrické energie. A zastaralé, místy i zkorodované výbojkové reflektory za horizontem své životnosti, každý s 250 W příkonu.

Projevila se po třech čtyřech měsících provozu již nějaká úspora nebo další pozitiva?

Především se snížil počet potřebných zavěšených svítidel na polovinu: ze 400 na zhruba 200 v hale. A to při dodržení všech norem požadované intenzity osvětlení v hale. Dále máme přímo adresné měření energie spotřebované na svícení podružným elektroměrem v každém rozváděči osvětlení v každé hale. Spotřeby máme hned v grafech a úspory jsou viditelné. Přesnější procenta úspor budeme znát po ročním provozu.

Jak využíváte možnosti regulace intenzity?

V každé hale má mistr obrazovku a je jeho povinností operativně nastavit jednotlivé úseky podle denního rozvrhu práce v jednotlivých částech haly. Kalendář mistrům umožňuje přednastavit delší časový úsek.

Obr. 7. Portálový jeřáb v hale neumožňuje umístit světla níže, což si vynucuje vyšší výkon svítidel a tedy i vyšší spotřeb energie, aby do pracovní roviny všech strojů v hale dopadlo dost světla. (Světla ubývá se „čtvercem“ výšky). Tato LED svítidla mají ještě výkonovou rezervu pro kompenzaci postupného snižování účinnosti.

Závěr

V Sigma Pumpy v Hranicích na Moravě šlo o poměrně běžnou sestavu řídicího systému Tecomat Foxtrot pro provozní soubor osvětlení. Nasadily a oživily ho firmy RAMECO s.r.o. z Brna a Visi-on plus s.r.o. z Českého Těšína. Systém je však z principu univerzální, připravený na daleko složitější i rozsáhlejší kombinace nejen osvětlení, ale i dalších technologií, jako je současně stínění, regulace čtvrthodinového maxima, vytápění, chlazení nebo i monitorování chodu a stavu jednotlivých strojů. To je zpráva pro investory i projektanty, kteří uvažují a plánují digitalizaci infrastruktury a zefektivnění energetické náročnosti firmy.

Foto: Ing. Jana Kotková, Ing. Jaromír Klaban

Ing. Jaromír Klaban, klaban@tecomat.cz 
Teco a. s. 
Průmyslová zóna Šťáralka 984, 280 02 Kolín