У светильников, предназначенных для освещения производственных помещений, есть множество дополнительных требований. Например, если производство пыльное или с высокой влажностью, то степень защиты IP должна быть соответствующей. А если у вас проблемы с электросетью и наблюдаются скачки, то схемотехника светильников должна выдерживать подобный режим работы.
Что случится, если светильник подобран неправильно? Все просто — он выйдет из строя значительно раньше, чем заявляет производитель. А замена светильника может стать проблемой, поскольку многие промышленные помещения имеют высоту 10 метров и выше. Для демонтажа потребуется вызывать спецтехнику и монтажников с соответствующими допусками — это долго и дорого.
Ровно с этим столкнулся наш заказчик — производитель мощных насосов и компрессоров. И вот как мы помогли ему решить эти проблемы.
Проблема
Заказчик занимается производством насосного и компрессорного оборудования большой мощности — иногда до сотен киловатт, высотой до 4-5 метров. Для этого сборка ведется в двух цехах высотой 11 метров и площадью 800 квадратных метров каждый.
Изначально в производственных помещениях стояли купольные светодиодные светильники мощностью 150 Вт — порядка 200 штук. В процессе эксплуатации они иногда мерцали, а спустя год работы они начали периодически выходить из строя. Заказчик был вынужден заказывать специальные подъемники для их демонтажа. Это было дорого, да еще и техника имела ограничения по перемещениям из-за высокой плотности оборудования.
Чтобы оптимизировать процесс, заказчику приходилось ждать, когда из строя выйдет сразу несколько светильников, и менять их сразу по несколько штук. В это время часть производственной зоны оставалось плохо освещенной.
Через время заказчик понял, что ситуацию нужно как-то исправлять. Он обратился к нам и попросил подобрать более надежные светильники для цеха. Но сначала нужно было разобраться, в чем причина поломок освещения.
Нюансы
Мы начали с того, что изучили схемотехнику старых светильников и убедились, что причина выхода из строя — сгоревший блок питания внутри корпуса. Из-за чего это могло случиться? Отбросив первое предположение, что это — массовый брак, решили провести эксперимент на производстве заказчика.
Первоначальное предположение заключалось в том, что в электросети предприятия есть просадки напряжения. Когда оно меньше допустимого предела, схемотехника драйвера пытается компенсировать это повышением тока. Это приводило к работе в перегрузке, и как следствие — ускоренному выходу из строя.
Наш инженер выехал на объект заказчика вместе с необходимым оборудованием — монитором напряжение сети. Измерения проводились в течение нескольких часов, и результаты подтвердили наши опасения: просадки напряжения были ниже 150 В. А происходило это в моменты, когда проводились пусковые испытания мощных насосов — именно они и приводили к подобной картине.
Проблема заключалась в том, что драйверы в китайских светильниках допускали просадку только до 190 В. Теперь стало понятно, откуда у заказчика появлялись мерцание света на производстве.
Реализация
Мы решили не пытаться предложить что-то стандартное из ассортимента, а пойти дальше и разработать специальную версию для работы в условиях заказчика. Вот что мы учитывали:
1. Теплоотвод. Заказчику требовались светильники мощностью 150 Вт — это означало, что в процессе работы будет выделять много тепла. Кристаллы светодиодов не любят работу при повышенной температуре из-за ускоренной деградации.
Поэтому мы спроектировали корпус с нуля: за основу взяли алюминиевый профиль с дополнительными ребрами охлаждения, и провели компьютерное моделирование распределения тепла. После нескольких доработок создали прототип и испытали на практике. Так мы убедились, что температура корпуса в самых жестких условиях не превышает 40 градусов.
2. Расположение драйвера. Еще мы понимали, что основной источник тепла, драйвер, обычно располагается внутри корпуса. Чтобы исключить любой перегрев, решили вынести его и установить снаружи корпуса. Для этого подобрали модель, которая имела степень защиты IP65, как и весь корпус светильника.
3. Встроенные защиты. Сам драйвер должен был не только выдерживать сильные просадки напряжения, но и иметь дополнительные защиты: например, от импульсных помех. После нескольких подходов мы остановились на драйвере MOSO. Он имел рабочий диапазон входного напряжения от 100 В при температуре корпуса не выше 50 градусов. А наши испытания как раз показали, что это условие будет соблюдаться.
Дополнительно наши инженеры решили подстраховаться, и искусственно снизили мощность драйвера со 150 Вт до 120 Вт, подобрав под эти условия подходящие светодиодные модули. Это позволило еще сильнее снизить нагрев, при этом освещенность рабочих мест по-прежнему соответствовала нормативам.
Всего изготовление образца светильника заняло чуть больше 7 рабочих дней. Повезло, что у поставщиков были необходимые комплектующие.
Внедрение
Теперь нужно было проверить, как наша разработка покажет себя в ходе реальных испытаний на объекте. Мы изготовили несколько образцов, приехали и сами смонтировали. Дополнительно посоветовали заказчику использовать линзованную оптику с углом КСС 90 градусов. Это важно с учетом того, что насосное оборудование и станки достаточно большие — свет будет распространяться между ними.
Дальше оставалось ждать: испытания решили проводить в течение месяца, при этом образцы светильников специально не выключались и работали круглосуточно.
Спустя месяц заказчик позвонил и сказал, что все хорошо. А пока наши образцы работали, из строя вышло еще шесть старых светильников. Поэтому руководство предприятия решило полностью перейти на новую модификацию промышленных светодиодных светильников, которую мы после этого добавили в наш ассортимент — СЕВЕР ПРО.
Договорились, что замена светильников будет производиться постепенно, по мере выхода из строя. Так заказчику не придется сразу выделять значительный бюджет на модернизацию, да и производство не придется останавливать.
За последний год заказчик уже заменил более 40 светильников, и за следующие пару лет планирует модернизировать оставшиеся в обоих цехах.