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Alles im rechten Licht

Text: Markus Bregulla, Turck Foto: Turck
Der Glühbirne hat das letzte Stündchen geschlagen, bald verglühen die elektrischen Leiter für immer. Die Nachfolger stehen schon in den Startlöchern: Energiesparlampen und LED. Letztere eignen sich für den Einsatz im industriellen Umfeld ganz besonders.

Seit 2009 hat die Europäische Union durch die EG-Verordnung 244/2009 das stufenweise Ende der Glühlampe eingeläutet und den Ersatz durch alternative Leuchtquellen somit faktisch angeordnet. Die jüngste Stufe der Verordnung trat im September 2011 in Kraft. Seitdem müssen Leuchtkörper über 60 Watt die Energieeffizienzklasse C erfüllen, unter 60 Watt die Energieeffizienzklasse E. Alle Glühlampen über 40 Watt sind damit verboten. Das Erbe der Glühbirne treten neben Energiesparlampen vor allem LED-Leuchten an. Die LED-Technik ist inzwischen so ausgereift, dass sie sich in Nischenbereichen längst durchgesetzt hat und zunehmend Marktanteile erobert. Nach Ampeln, Straßenbeleuchtungen und medizintechnischen Anwendungen werden mittlerweile auch alltägliche Anwendungen wie Taschen- und Fahrradlampen mit LED realisiert. Ihre Vorteile: Energieeffizienz, präzise Lichtfarbe und eine lange Lebensdauer von rund 100000 Stunden. Im Industrieumfeld ist die LED-Technik seit längerem als Status- und Signalleuchte verbreitet. Anders als Glühlampen, sind Leuchtdioden keine thermischen Strahler. Sie emittieren nahezu monochromes Licht in einem begrenzten Spektralbereich. Deshalb sind sie beim Einsatz als Signallicht effizienter als andere Lichtquellen, bei denen zur Erzielung einer monochromen Farbcharakteristik Farbfilter den größten Teil des Spektrums herausfiltern müssen. Weil LED zudem robust und gegenüber Erschütterungen unempfindlich sind, eignen sie sich auch für den Einsatz in rauen Umgebungen.

Anwendung in der Industrie

Turck nutzt die Vorzüge der LED-Technik für ein umfangreiches Angebot an LED-Beleuchtungstechnik: Neben Leuchten für die Bildverarbeitung, Signalleuchten und Pick-to-Light-Systemen sind auch Industrieleuchten für Maschinen und Arbeitsplätze erhältlich. Die meisten Leuchten stammen von Turcks Optik-Partner Banner Engineering, die Maschinenleuchten hingegen werden von Turck selbst entwickelt und produziert.Signalleuchten werden üblicherweise zur Anzeige von System- oder Maschinenzuständen oder Prozessabschnitten eingesetzt. Bei solchen Start/Stopp-Anzeigen oder Ampelsignalen zahlt sich die hohe Lichtintensität der LED aus. Mit kleinen Bauformen lassen sich helle Signalleuchten auf kleinem Raum realisieren. Eine Variante der Signalleuchten sind die Pick-to-Light-Systeme. Bei diesen Lösungen werden Leuchten zur Anzeige von Montageabfolgen eingesetzt. In manuellen Produktions- und Konfektionierungsprozessen zeigen LED-Leuchten an Regalfächern oder Lagerkästen dem Monteur die spezifische Produktkonfiguration mit Lichtsignalen an. Der Monteur greift in das signalisierte Fach, entnimmt das entsprechende Teil und baut es ein. Um die Entnahme eines Teils zu garantieren, sind auch Signalleuchten mit integriertem Lichttaster verfügbar, die den Griff ins Fach automatisch quittieren. Über die I/O-Systeme BL20 oder BL67 von Turck werden die Signalleuchten angebunden und entweder im systemeigenen Codesys-programmierbaren Gateway oder von der übergeordneten SPS gesteuert. Um das System in die Automatisierungsinfrastruktur des Anwenders einzubinden, bieten die I/O-Systeme zahlreiche Gateways für die gängigen Feldbus- und Ethernet-Lösungen.Doch nicht nur als Signalleuchte eignet sich die LED im Industrieumfeld, auch als Beleuchtungsquelle kann sie ihre Vorteile gegenüber anderen Lichtquellen ausspielen. Seit kurzem ergänzen LED-Maschinen- und Arbeitsleuchten das Portfolio des Mülheimer Unternehmens. Die Gehäusematerialien und das Konstruktionsprinzip der Maschinenleuchten entsprechen denen von IP67-Verteilern und -Sensoren.

Robust und resistent

Die Leuchten sind vergossen und resistent gegen herkömmliche Kühlschmierstoffe, Öle oder aggressive Reinigungsmittel. Sie sind deshalb weniger reparaturanfällig und die Austauschzyklen der Leuchten sind länger. Da die LED-Maschinenleuchten mit 24 VDC versorgt werden und eine Stromaufnahme unter 0,5 A haben, lassen sie sich direkt über M12-Steckverbinder an einen Standard-SPS-Ausgang, Passivverteiler oder Feldbusstationen anschließen. Über eine SPS oder ein programmierbares Feldbus-Gateway kann die Beleuchtung abhängig von anderen Steuerungsvariablen extern geschaltet werden. Diese Option erleichtert die Installation und bietet neue Möglichkeiten der Energieeinsparung. So könnten statt dauerhafter 100-Prozent-Beleuchtung individuelle Beleuchtungsszenarien in Abhängigkeit von Produktionsabschnitt, Produkt, Helligkeit vor Ort oder anderen Parametern programmiert werden. Die Maschinenleuchten sind als Einbau-Längsleuchte sowie als Aufbau-Rund- und Kubusleuchten verfügbar, letztere auch mit Schwanenhals zur leichteren Ausrichtung.

Beleuchtung am Arbeitsplatz

In unmittelbarer Maschinenumgebung, wo es nicht immer sauber ist, wo es bisweilen dampft, staubt und aggressive Reinigungsmittel anderen Leuchtkörpern den Einsatz erschweren, sind LED-Leuchten oft eine widerstandsfähige Möglichkeit zur Beleuchtung, wenn man auf aufwändige Schutzgehäuse verzichten will. Die Farbtemperatur der LED liegt im Tageslichtbereich zwischen 5000 und 10000 Kelvin. Der Lichtstrom beträgt je nach Modell zwischen 65 und 1800 Lumen. Zum Vergleich: Eine 100W-Glühlampe hat einen Lichtstrom von rund 1400 Lumen, eine 60W-Lampe etwa 700. Das Ein- und Ausschalten der Leuchten erfolgt entweder über die Zuschaltung der nötigen Versorgungsspannung (10...30 VDC) oder - bei konstanter Spannungsversorgung - über den bei einigen Varianten integrierten Schalter direkt an der LED-Leuchte. Die Leuchten sind in drei verschiedenen Bauformgruppen erhältlich: als kompakte Spot-Leuchte, als Linienleuchtleiste und als quadratische LED-Lampe für flächige Beleuchtungsanforderungen. So kann jeder Arbeitsbereich nach Bedarf ausgeleuchtet werden. Die Spotleuchten mit sechs LED sind mit oder ohne Schalter verfügbar. Die Linienleuchten werden in acht Versionen von drei bis zu 24 LED ebenfalls mit oder ohne integriertem Schalter angeboten. Zur vollflächigen Ausleuchtung größerer Arbeitsbereiche bietet Turck vier Flächenleuchten mit zwölf bis 48 LED an. Mit einer Lebensdauer von typischerweise 100000 Stunden erhöhen LED-Leuchten die Maschinenverfügbarkeit und reduzieren die Instandhaltungskosten. Insbesondere bei schwer zugänglichen Leuchtkörpern dürften Konstrukteure und Anlagenplaner daher in Zukunft die Installation von LED-Leuchten favorisieren. Ab 2016 steht die letzte Stufe der EU-Verordnung an: Alle Lampen (mit Ausnahme weniger Halogenlampen) müssen Energieeffizienzklasse B erfüllen. Glühbirnen und herkömmliche Halogenlampen sind dann endgültig verboten. Neben den Energiesparlampen wird bis dahin ein breites Angebot an LED-Strahlern zur Verfügung stehen. Abzuwarten bleibt, ob sich Szenarien von leuchtenden Wänden bewahrheiten, wie OLEDs (Organic Light Emitting Diodes) sie möglich machen sollen.

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