Edison öröksége

A ledek robusztusabbak, energiahatékonyab­bak és tartósabbak a többi fényforrásnál. Ez elég ok arra, hogy az automatizálási meg­oldásokat gyártó Turck cég bővítse a gépek és munkahelyek ledes megvilágítására szolgáló eszközeit, amelyeket – szabványos M12-csatlakozóikkal – közvetlenül a vezérlő- vagy terepbusz-csatlakozódobozok látnak el energiával.

Ha Edison örökségének az izzólámpát nevezzük, bátran mondhatjuk, hogy ennek életciklusa hanyatló periódusát éli. Ha viszont általánosabban, az elektromos energia világítási célú hasznosításaként tekintünk rá, épp napjainkban, a ledes világítás mindennapi gyakorlattá válásával kap új lendületet. Az iparban is – a jelzőfényektől a soron következő munkadarab fényjellel való kijelöléséig, a munkahelyi világítástól a gépvilágításig – egyre több alkalmazás számít a ledvilágítás előnyös tulajdonságaira.

Robusztus, energiahatékony és tartós: a ledes munkahely-világítás ideális megoldás az ipari környezetben

Az EU 244/2009 direktívája nemcsak az Edison-féle klasszikus izzószálas fényforrások kivezetésének adta meg a kezdő lökést, hanem egyben felkeltette vagy fokozta az igényt az izzólámpákat helyettesítő alternatív fényforrások iránt is. A 60 W-nál nagyobb teljesítményű fényforrásoknak az EU-irányelv által előírt folyamat utolsó lépéseként 2011 szeptembere óta meg kell felelniük a C-jelű energiahatékonysági kategóriabesorolásnak, a 60 W-os fényforrásnak pedig már az E-kategória követelményeit kell teljesítenie. Ez lényegében azt jelenti, hogy a 40 W-nál nagyobb teljesítményű izzólámpák a továbbiakban nem maradnak forgalomban.

A „hétköznapi” felhasználók persze nem örülnek ennek, ragaszkodnak a régi, jól bevált izzólámpáikhoz, elsősorban annak megszokott, meleg fényéhez, és idegenkednek az energiatakarékos lámpáktól, azok különféle hátrányai miatt. Ezek közé tartoznak a működésképtelen izzókra vonatkozó komplikált hulladékkezelési szabályok, továbbá az a késleltetés is, amíg a bekapcsolt energiatakarékos fényforrás eléri a teljes fényintenzitását. Ezek a hátrányok nem jelentkeznek Edison ősrégi, zseniális találmányánál, az izzólámpánál, amelyben egy elektromos vezetőn átfolyó áram hőhatása melegíti azt fel oly mértékben, hogy fényt bocsásson ki. Ez a fény akár meglehetősen intenzív is lehet, de semmiképpen nem energiahatékony az az eljárás, amely előállítja: az izzólámpa teljes energiafogyasztásának csak mintegy 5%-a alakul át látható fénnyé.

Ledes jelzőfények mutatják a „pick-to-light”-rendszerben a szerelőmunkásnak, hogy melyik tárolóedényből kell elvennie a szerelési sorrendben következő alkatrészt

Az új, energiatakarékos trendtől hajtva a ledes fényforrások gyorsan átveszik a klasszikus izzólámpák helyét a gyakorlatban. A ledtechnológa annyival „jobban tervezett” az Edison-féle megoldásnál, hogy már kezdi átvenni annak helyét, sőt egyre újabb alkalmazási területeket hódít meg a piacon. Ledeket használnak ma már a közlekedési lámpákban, a közvilágításban és az orvostechnikai berendezésekben éppúgy, mint a fotográfiai villanófények helyettesítőjeként és a kerékpárok megvilágításában. A ledek szinte minden tulajdonsága előnyös az alkalmazások számára: az energiahatékonyság, a fény precíz színspecifikációja és az akár 100 ezer órát is meghaladó élettartam „túlteljesíti” mindazt, amit a többi világítástechnikai megoldások kínálnak a felhasználóknak.

A ledtechnológia az állapotjelzések és fényjelek területén már egy ideje használatban van az ipari környezetben. Az izzólámpák és a ledek közötti különbség az, hogy az utóbbiak nem bocsátanak ki számottevő hőt működésük közben, hanem szinte monokromatikus, szűk spektrumú fényt állítanak elő. Ezért olyan nagy a hatásfokuk a többi fényforrásokéhoz képest, amelyekben – ha monokromatikus fényt akarunk előállítani – színszűrőkkel kell az energiaspektrum jelentős részét elnyeletni. Rögtön ezt követően kell kiemelni azt az előnyt, hogy a ledek különösen jól ellenállnak a mostoha környezeti feltételeknek, mivel rendkívül robusztus felépítésük miatt jól tűrik a vibrációt.

Erőteljes világítástechnikai portfólió

A Turck egy átfogó, ledes világítástechnikai portfólióban használja ki a ledek említett előnyeit, mégpedig a ledes ipari világítótestek (munkahely- és és gépmegvilágítás) területén. A legtöbb ilyen fényforrás a Turck partnercégétől, a Banner Engineeringtől származik, de vannak olyan gépvilágítási megoldások, amelyet maga a Turck fejlesztett ki és gyártja is egyben.

A jelzőfényeket általában egy rendszer, gép vagy folyamat állapotának megjelenítésére használják. Az ilyen start-stop vagy közlekedési fényjelzőknél jól hasznosítható a ledek nagy fényintenzitása, továbbá a nagy fényerejű jelzőfényeket minimális helyigényű eszköz valósíthatja meg. A jelzőfények egyik típusa az a fényjelző, amellyel egy manuális összeszerelési vagy csomagolási folyamatnál a dolgozó számára megjelölik a műveletsorban soron következő alkatrészt (pick to light). Ezekben az alkalmazásokban a Turck a piacvezetők egyike. A ledes fényjelző mutatja az összeszerelőnek az adott termékkonfigurációnak megfelelő és a szerelési vagy csomagolási sorrendben soron következő terméket a felhasználásra váró részegységek tárolójában. A szerelőmunkás egyszerűen elveszi az alkatrészt arról a tárolóról, amelynek a fényjelzője világít, és beszereli azt a megfelelő helyre. A jelzőfény egyben egy fényérzékelőt is tartalmaz, amellyel ellenőrizhető, hogy a fényjellel megjelölt alkatrészt elvették-e a tárolóról. Ezeket a jelzőfényeket a Turck BL20 vagy BL67 I/O-rendszereihez lehet csatlakoztatni, és az integrált CoDeSys programozású átjáró (gateway) vagy a magasabb szintű PLC vezérelheti. Ahhoz, hogy a rendszert a felhasználó automatizálási struktúrájához lehessen csatlakoztatni, az I/O-rendszer számos átjárót kínál a közös terepbusz vagy az ethernetes ipari hálózat felé.

A ledes gépvilágítás

A led nemcsak jelzőfényként, hanem fényforrásként is alkalmazható az ipari környezetben. E célra a Turck termékválasztékában megtalálhatók a ledes munkahelyi és gépmegvilágító világítótestek is. Ezek tokozásának anyaga és felépítésének elve azonos azzal, amit a szenzoroknál alkalmaznak. A lámpák fröccsöntött tokba vannak szerelve, és ellenállnak az általánosan használt hűtő- és kenőfolyadékoknak, az olajoknak és agresszív tisztítószereknek. Ez a technológia csökkenti a fényforrások környezetérzékenységét, és hosszabb élettartamot tesz lehetővé.

Alkalmazási példa egy megmunkálóközpont esetében: a ledes gépvilágítás garantálja a megfelelő megvilágítást a fúróberendezés ellenőrző ablakán át történő megfigyeléshez

A ledes gépvilágítás M12-es szabványcsatlakozóval közvetlenül PLC-kimenetről, terepbuszállomásról vagy passzív csatlakozópontról táplálható. A tápfeszültség 24 V, az áramfelvétel kevesebb 0,5 A-nél. PLC-s vagy a Turck által gyártott, programozható terepbusz-gateway-ről történő táplálásnál a megvilágítás kívülről vezérelhető, más vezérlési változók függvényében. Ez a lehetőség megkönnyíti a telepítést, és új lehetőségeket kínál az energiatakarékosságra. Az állandó, 100%-os bekapcsolási idejű megvilágítás helyett a működéstől függő megvilágítási forgatókönyveket lehet megvalósítani a gyártási folyamat soron következő lépésétől a terméktől, a szükséges megvilágítástól függően, programozható módon. Az M12-csatlakozóból adódó kisebb kábelezési munka szinte csak „ráadás”. A gépmegvilágítás vonalsugárzó vagy felületre szerelt kivitelben, helymegjelölő fényként vagy „kockalámpaként”, a pontos beállítást megkönnyítő hattyúnyakkal vagy anélkül is megrendelhető.

A ledes munkahelyi világítás

Ha ön nem szívesen alkalmazna költséges védőházat a munkahelyi világításhoz, gyakran a ledes világítás az egyetlen megoldás, amelyet a gép közvetlen közelében is alkalmazhat, ahol szennyezés, por, pára vagy agresszív tisztítószerek hatása érheti. A led gyártási környezetben igen jól alkalmazható robusztussága (IP67-es védettsége és ütés-rázásállósága) miatt. A ledek színhőmérséklete a nappali világítású területeken 5000 és 10 000 K közötti értékű lehet. A fényáram – típustól függően – 65 és 1800 lumen. Összehasonlításul: egy 100 W-os izzólámpa nagyjából 1400, egy 60 W-os pedig 700 lumen fényáramot állít elő. A ledes fényforrás be/kikapcsolása a 10…30 VDC feszültségű tápegység kapcsolásával, vagy ahol állandó tápfeszültség-ellátás van, a ledes világítótestbe integrált kapcsolóval történik.

A fényforrásoknak három fajtája van: kompakt spotvilágítás, vonalsugárzó és a nagyobb területi megvilágítási igényekhez használható négyzetes felületi sugárzó. A munkaterületek optimális megvilágítása 65…1800 lumen. A spotlámpákban hat led található, kapcsolóval vagy anélkül. A vonalsugárzók nyolc különböző változatban, 3…24 db, egyvonalban elhelyezett ledet tartalmaznak, kapcsolóval vagy anélkül. A nagyobb munkaterületekhez szükséges, kiterjedt megvilágításhoz a Turck négyféle szögletes világítótestet ajánl, 12…48 leddel.

Összefoglalás

A közel 100 000 órás élettartamú ledes fényforrások alkalmazása az ipari környezetben növeli a gépek rendelkezésre állását, és csökkenti a karbantartási költségeiket. A gép- és létesítménytervezők a jövőben várhatóan a ledes világítást részesítik előnyben, különösen a nehezen hozzáférhető helyekre telepített világítótesteknél. A ledes világítás várhatóan a magánhasználatban is elterjed. Az alkalmazások döntő tényezői: a világítótest formája, a fény színe, a beszerzési ár, de mindenekelőtt a teljesítményfelvétel és a hatásfok.

2016-ban az Európai Unió direktívájának utolsó fázisa is hatályba lép: néhány speciális alkalmazású halogén fényforrás kivételével minden fényforrásnak a B-kategóriájú energiahatékonysági osztályba kell tartoznia. A közönséges izzólámpák és a normál halogénizzók gyártását ekkor teljesen befejezik. Az őket követő energiatakarékos fényforrások között a led kiemelkedően előnyös technológiát képvisel. Az majd még kiderül, hogy az OLED^[1]-alapú „világító falak” megvalósulnak-e vagy sem. Az OLED-ekkel „a kör bezárul”: a szerves anyagok visszatérnek a világítástechnikába egy olyan folyamat végén, amelynek kiindulási pontját az elszenesített bambuszrostból kialakított Edison-féle szénszálas izzólámpa alkotta.

Szerző:

Markus Bregulla – termékmenedzser, opto- és ultrahangos szenzor üzletág – Hans Turck GmbH&KG, Mülheim

Turck Hungary Kft.

1117 Budapest, Infopark,

Neumann János u. 1/E

Tel.: +36 1 477 0740

Fax: +36 1 477 0741

E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.

www.turck.hu

^[1] Organic Light Emitting Diode: a ledek működési elvét megvalósító, szerves alapanyagú fényforrás.