Czujniki ruchu i obecności w przemyśle

© Fotolia - Kange Studio

Udostępnij:

Czujniki ruchu i obecności znajdują w obiektach przemysłowych zastosowanie głównie na dwóch polach: w systemach instalacji alarmowych oraz w systemach sterowania oświetleniem, w których powiązane zostają z oprawami oświetleniowymi bądź innymi urządzeniami przyłączonymi do nich w funkcji SLAVE. Żeby każda z tych instalacji wywiązywała się ze swoich zadań skutecznie, między jej wszystkimi elementami musi dochodzić do wzajemnej współpracy, czyli wymiany informacji, a następnie jej analizy i na koniec podejmowania zgodnej z algorytmem decyzji.

Najpowszechniej stosowane czujniki ruchu to urządzenia opierające się na detekcji promieniowania cieplnego wykrywanych obiektów – oznacza się je symbolem PIR (Passive Infra Red). Czujniki te reagują na źródła ciepła emitujące promieniowanie podczerwone, które jednocześnie są w ruchu. Głównym elementem tych czujników jest elektroniczny moduł współpracujący z tzw. multisoczewką (soczewką Fresnela), która dzieli obszar wykrywania na strefy promieniście rozchodzące się od czujnika i zwężające się ku niemu. Gdy ruchomy i ciepły obiekt przechodzi z jednej strefy do drugiej, wówczas w module następuje skok napięcia, przetwarzany przez system w impuls elektroniczny, który informuje centralkę o rejestracji ruchu. Warunkiem wystąpienia tej reakcji jest zaistnienie obu czynników jednocześnie: ciepła i jego aktywnego ruchu przecinającego strefy wykrywania.



Z czujnikami PIR łączy się często czujniki obecności oparte na falach ultradźwiękowych. W tym rozwiązaniu czujniki wysyłają fale (np. 40 kHz) obejmujące całe pomieszczenie po czym analizują ich odbicie w oparciu o zasadę Dopplera. Czujniki ultradźwiękowe reagują na bardzo niewielkie ruchy obiektów i są sprawne w zakresie temperatur od -30o C do nawet +50o C. Co więcej, potrafią wykryć ruch również wtedy, gdy od poruszającej się osoby dzieli je ścianka działowa. Niestety nie odróżniają obiektów żywych od przedmiotów martwych, dlatego często łączy się je z czujnikami PIR, aby optymalnie wykorzystać zalety obu technik.

Systemy sterowania oświetleniem korzystają też z bardzo czułych czujników ruchu i obecności opartych na emisji fal wysokiej częstotliwości (zakresy rzędu 5,8 GHz), które przechodzą przez szklane ściany bądź przez drewniane drzwi. W tej technologii echo fal, powracające do czujnika, przechodzi analizę w module elektronicznym i jeżeli wewnątrz obszaru wykrywania ruch obiektu zmieni obraz echa, wówczas czujnik wysyła impuls elektroniczny do centralki. Zaletą tych czujników – również łączonych z czujnikami na podczerwień – jest możliwość montażu za podwieszanym sufitem lub wewnątrz oprawy oświetleniowej, dzięki czemu są lepiej chronione i niewidoczne.

Rola czujników ruchu i obecności w systemach alarmowych obiektów przemysłowych

Każdy obiekt przemysłowy musi być chroniony przed wtargnięciem na jego teren osób nieuprawnionych. Chodzi tu nie tylko o ochronę mienia, ale też o zapewnienie bezpieczeństwa zarówno osobom przebywającym w obiekcie (osoby uprawnione), jak też intruzom, którzy mogą być nieświadomi tego na jakim terenie się poruszają. Czujniki ruchu i obecności mogą chronić zarówno teren wokół obiektu, jak też poszczególne pomieszczenia lub ciągi komunikacyjne wewnątrz budynków przemysłowych. Do zewnętrznych czujników ruchu często przyłącza się oświetlenie, jak też i sygnalizację akustyczną (alarm dźwiękowy), które uruchamiają się w momencie wykrycia obecności kogoś w bezpośredniej bliskości względem obiektu przemysłowego. Intruz zostaje wówczas ostrzeżony o fakcie wykrycia jego obecności, zaś administrator obiektu powiadomiony o zdarzeniu. Oświetlenie zewnętrzne, uruchomione czujnikami, umożliwia w godzinach nocnych rejestrację wizerunku intruza przy użyciu kamer wprzęgniętych w system monitoringu.

W obiektach przemysłowych często funkcjonują pomieszczenia lub strefy, do których w określonych przedziałach czasowych nikt nie powinien mieć wstępu, gdyż przebiegają tam np. niebezpieczne dla ludzi i ich zdrowia procesy produkcyjne, bądź przechowywane są w nich groźne substancje czy związki chemiczne. Czujniki ruchu i obecności znajdują również tutaj zastosowanie, uruchamiając natychmiastowy alarm w przypadku wykrycia czyjejś obecności w takich miejscach. Czujniki ruchu służące w systemach alarmowych mogą pełnić swoje zadania pod warunkiem prawidłowego montażu. Te oparte na detekcji podczerwieni montuje się najczęściej na suficie (wówczas kąt wykrywania najczęściej wynosi 360˚) lub naściennie (z reguły kąt wykrywania wynosi wtedy do 180˚). Zdarza się, że bywają wskutek błędu instalatora montowane tak, iż detekcja nie obejmuje całego obszaru wykrywania i wówczas możliwe jest dojście intruza do nich od strony nie objętej detekcją i manipulowanie przy nich celem wyłączenia lub dezaktywacji poprzez wymontowanie bądź wyrwanie z mocowania. Z pomocą przychodzi tu najczęściej wbudowany miniżyroskop, który wykrywa każde niewielkie drgnięcie samego czujnika i powoduje przesłanie sygnału do centralki, komputera lub telefonu (tabletu) administratora. Czujniki ruchu działające w oparciu o podczerwień nie powinny być montowane w miejscach, w których dochodzi do gwałtownych zmian temperatur, czyli w pobliżu pieców lub klimatyzatorów czy nagrzewnic, gdyż może to powodować zbyt częste nieuzasadnione uruchamianie alarmu. Identycznie jest jeśli chodzi o źródła silnych zakłóceń elektromagnetycznych – np. zasilacze świetlówek, duże silniki elektryczne czy silne magnesy – one też mogą spowodować nieprawidłowe działanie czujnika

 



Rola czujników ruchu i obecności w systemach sterowania oświetleniem i całym obiektem

 Czujniki ruchu i obecności znajdują zastosowanie w przemyśle również przy systemach sterowania oświetleniem. Na tym polu rola czujników ruchu sprowadza się do wykrycia osoby poruszającej się w danym ciągu komunikacyjnym lub wchodzącej do określonego pomieszczenia i załączenia oświetlenia właśnie w momencie gdy jest ono potrzebne. Następnie pałeczkę przejmują czujniki obecności – one mają za zadanie podtrzymać oświetlenie przez cały czas obecności pracownika w danym pomieszczeniu lub strefie, nawet gdy wykonuje bardzo nikłe ruchy. Oba rodzaje czujników decydują też o wyłączeniu oświetlenia, gdy w pomieszczeniu lub strefie nikogo już nie ma.

Dzięki czujnikom łatwo jest stworzyć system podążania światła za pracownikiem, a właściwie wyprzedzania go – tak by kolejne strefy zostały oświetlone w miarę przemieszczania się wykrytej osoby – we wszystkich ciągach komunikacyjnych wydzielonych wewnątrz hal produkcyjnych. Takie rozwiązania uwalniają pracowników od konieczności ręcznego uruchamiania oświetlenia, gdyż wyręcza ich w tym automatyka. Opisane wyżej rozwiązania opierają się na uniwersalnych systemach (protokołach) inteligentnego sterowania oświetleniem, czy wręcz całym budynkiem, takich jak DALI i KNX, przy czym ten pierwszy jest chyba najpopularniejszym obecnie systemem - regularnie spotykanym w obiektach przemysłowych – wykorzystywanym do sterowania oświetleniem.

Możliwości DALI są bardzo duże, gdyż jest on uniwersalnym interfejsem dla wszystkich składników: sterowników oświetleniowych, czujników ruchu i obecności, cyfrowych ściemniaczy, układów zasilających i samych opraw. Instalacje oparte na DALI pozwalają oprzeć się na czujnikach, które załączają światło gdy – jak już to zostało wyjaśnione – zostaną tam wykryte osoby, ale też dają możliwość zdalnego sterowania światłem bez oglądania się na czujniki, poprzez programowanie powtarzalnych cykli lub programowanie algorytmów sterujących oświetleniem warunkowo.

W odróżnieniu od DALI, system KNX to sposób na sterowanie pomieszczeniami lub budynkiem w sposób całościowy – jest to system, w którym oświetlenie to tylko jeden z elementów układanki, na którą składają się również wentylacja, klimatyzacja, instalacja alarmowa, ogrzewanie, sterowanie roletami i oknami itp. Liczba producentów oferujących wyroby gotowe do włączenia ich w strukturę KNX rośnie na świecie w tempie zawrotnym. Wśród nich prym wiodą producenci czujników ruchu, którzy już od dawna oferują swoje produkty w wersjach zwykłych i w wersjach przygotowanych dla systemu KNX. Należy zauważyć, że w strukturze KNX czujniki ruchu i obecności nie tylko uruchamiają algorytmy odpowiedzialne za zapewnienie oświetlenia, ale też pozwalają sterować wentylacją, roletami w oknach czy klimatyzacją, a więc wykorzystywane są na wielu polach istotnych dla obiektów przemysłowych.

Z powyższego wynika jeszcze jedna rola czujników ruchu i obecności: uruchamiając podległe im urządzenia i systemy wtedy, gdy rzeczywiście ich działanie jest potrzebne, wpływają na poprawę efektywności energetycznej całego obiektu przemysłowego. Najczęściej ich „energooszczędny” wpływ na koszty utrzymania obiektu uwidocznia się w sferze oświetlenia, lecz na dobrą sprawę można je powiązać z jakimikolwiek urządzeniami bądź systemami, więc wpływ ten może być odczuwalny niemal na dowolnym polu.

Podsumowanie

 Rola czujników ruchu i czujników obecności ewoluuje. Już nie tylko strzegą bezpieczeństwa i uruchamiają alarm, nie tylko aktywują oświetlenie na potrzeby pracowników – uruchamiają wszystko, czym w obiekcie przemysłowym można i warto sterować, uwalniając administratora od wielu obowiązków. Możliwość włączenia ich w inteligentne systemy sterowania oświetleniem i / lub całym budynkiem daje dodatkowe korzyści, m.in. w postaci zaoszczędzonej energii elektrycznej.

 Autor: Łukasz Lewczuk

Na podstawie materiałów publikowanych m.in. przez: Steinel Vertrieb GmbH, LŁ Sp. z o.o. sp.k., Zamel Sp. z o.o.,

Finder Polska Sp. z o.o. oraz RS Components Sp.z o.o.,

Udostępnij:

Drukuj



Łukasz Lewczuk




TOP w kategorii






Chcesz otrzymać nasze czasopismo?
Zamów prenumeratę
Zobacz również