Aldo Castro Automatización Procesos Industriales (2) Monitoreo y Modelación 3D en Línea en Acopios de Mineral

Transcripción

1 Aldo Castro Automatización Procesos Industriales (2) Monitoreo y Modelación 3D en Línea en Acopios de Mineral

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3 DESAFÍOS EN LA OPERACIÓN DE ACOPIOS

4 Contabilidad Productiva Medición Calibración Instrumentos Representatividad Muestras Fiabilidad Datos Compensación Variables Integración Datos

5 Reconciliación

6 Fuentes de Error

7 Proyecto AMIRA P754 Metal Accounting and Reconciliation Origen Cape Town Ago-2001 South African Institute of Mining and Metallurgy necesidad de contar con procedimientos estandarizados para la contabilidad metalúrgica Proyecto AMIRA P-754 Metal Accounting and Reconciliation, Abr-2003 Release 1, Oct-2005 Release 2, Dic-2005 Release 3, Feb-2007 Release 4, Jul-2009

8 Requerimientos Código P Factores Críticos

9 Desafíos Operacionales Alimentadores Descarga Sobrellenado Falla Sensores de Límite Nivel Insuficiente Tolvas Desmoronamientos Sin Control de Descarga Visibilidad en Sala Control Carguío Secuencial

10 TECNOLOGÍAS ACTUALES

11 Tilt Switches Operan por Inclinación Mecánica Sólo detección ON/OFF Alarmas Sobrellenado/Vaciado Frecuentemente atrapados No operan

12 Láser Alta Resolución Sensible a Polvo, Neblina, Gases, Lluvia, Nieve

13 Ultrasonido Pulso Sonido 40 Khz Afectado por Temperatura Humedad Relativa Características del Material Ruido Ambiente 4,000 Patrón Difuso (Ecos) [m 3 ] [m] 3, Ejemplo pila cónica 90 m x 50 m 3,000 2,500 2,000 1,500 1, [T C] Error [m3] Error [m]

14 Radar Pulso Electromagnético Ghz Longitud Onda mm Medición 1D (Distancia a un Punto) Dificultad en Ambientes Dinámicos Rango Ciego Dificultad Medición Perfiles

15 TECNOLOGÍA DUAL RANGE

16 Radar Dual Range Visión Radar Mejorada Haz 1 Ángulo: 17 ± 0,1 Rango: 100 m ± 0,05 m Haz 2 Ángulo: 60 ± 0,5 Rango: 50 m ± 0,2 m Frecuencia 77 Ghz Tasa Muestreo Max: 15 Hz (15 curvas/seg) Hasta 200 puntos/curva

17 Tecnología Detección Comparación Radar - Láser Partículas en suspensión Partículas precipitan Ejemplo Láser: λ=1 μm, d=2 μm Ejemplo Radar: λ=4 mm, d=3 mm

18 Tecnología Detección Comparación Radar - Láser

19 Tecnología Detección Comparación Radares Convencional Dual Range CRITERIO Frecuencia Medición Filtro Ruido & Señales Fantasma Latencia / Retardo Señal Dual Range 15 Hz 0,066 seg Radar Nivel Convencional 0,2-1 Hz 1-5 seg Relevancia Alta Importante Para Ambientes Dinámicos Sí No Alta Espacios Confinados Baja Alta Alta Tiempo Real Longitud de Onda 4 mm 12 mm Media Material Fino Medición 2D Sí No Media Niveles Irregulares Ajuste Electrónico del Haz Sí No Media Perfil y Modelo 3D

20 APLICACIONES FLUJO & ACOPIO

21 Acopio en Puerto Modelo 3D & Visualización idrr iatr iatr

22 Silo Cal Control Insumos Fiscalizados

23 Aplicación Rotopala Perfil de Corte Slope Length Mining Direction Side Slope Cutting Direction Slice Size Slice Height 2. Slice 1. Slice Block Width 3. Slice

24 Aplicación Apilador Posicionamiento & Nivel

25 Aplicación Tolvas Chancado Nivel & Volumen

26 Aplicación Stockpile Modelo 3D Tripper Car iatr idrr

27 Aplicación Vagones Mina Subteránea

28 Perfil de Carga Vagones Volumen & Alarma Llenado

29 Perfil de Carga Vagones Mina Subterránea Distance / Height [m] Flipper for Mass-Flow Guidance 2D Radar Scanner Overload Stripper Backloading Conveyor Measurement #

30 Flujo Correas Volumétrico idrr idrr idrr

31 Flujo Correas Comparación Radar - Láser idrr Radar Section for 10 Minutes Measurement Data: Laser in front Effect of Dust Sick LMS221 Outdoor Laser (red) and idrr Radar (blue) Data: Radar in front

32 Tolvas Chancador Nivel

33 Montaje Sensores Vista Superior Nota: 2 sensores en 90 de desfase para aumentar velocidad de captura de datos y visualización.

34 Visualización Zaldivar Tolva Chancador Primario Nivel Actual Max: 82% Nivel Actual Min: 39% ALARMA TOLVA LLENA : ON ALARMA TOLVA VACIA : OFF 73% 82% 78% 63% 39% 62% 58% 48% 59% 48% 63% 78% 82% 73%

35 Otras Aplicaciones Anticolisión Camión - Pala

36 Otras Aplicaciones Autonomía LHDs down 12 down 8 down 4 down Left Siderock 15 m y 10 m 2 1 5m -2m..x.. 2m

37 CONSIDERACIONES GENERALES

38 Aplicación Estimación de Capacidad (m 3 v/s Tons) Var Descripción Valor Unidades h Altura Acopio 15 mts D Densidad Aparente 1.6 Tons/m3 R Radio 15 mts β Angulo Reposo Mineral 45 L Longitud Sección Central 85 mts Q1 Capacidad Pila Cónica 8,836 Tons Q2 Capacidad Sección Central 47,813 Tons Q1+Q2Capacidad Total Acopio 56,648 Tons V1 Volumen Pila Cónica 3,534 m3 V2 Volumen Sección Central 19,125 m3 V1+V2 Volumen Total Acopio 22,659 m3 Densidad Aparente

39 Diseño & Implementación Precisión Error de Medición del Sensor : ± 5cm Visibilidad del Sensor: 2x altura x tan(30)

40 Aplicación Silo Precisión

41 Diseño & Implementación Montaje de Sensores Haz perpendicular a la superficie Vibraciones Polvo Geometría Punto Red & Alimentación Eléctrica

42 High level Tank 02 Temp.: 123deg Press.: 12Pa Level: 4,5m Waste F1 F7 Tank 02 F2 F8 ON ON F3 F9 ON ON ON F4 F10 ON M PLANT J45 F5 F11 ON P OFF P ON P Temp.: 123 gr Speed: 56 m/s Converter F6 F12 P P P QUALITY Na H2O Ca Li Pb Cu Allen-Bradley Level H234 Start/Stop Output: Tank 01 Tank 02 Tank 03 Tank 04 Auto Manual Force Setpoint Output LL L H HH React. A React. B React. C React. D React. E POWER RUN BAT RUN Logix5550 REM I/O Rs232 OK PROG ST ST ST ST DC INPUT O K ST ST ST ST DC INPUT O K ST ST DC OUTPUT O K Diseño & Implementación Interfaces & Conectividad a Redes Planta Montaje en estructura soportante del carro tripper Fijación por pernos Sensor Radar idrr Cable Bus CAN Canalización Conduit Disponibilidad Red Inalámbrica Wi-Fi Estándar (802.11) Unidad de Procesamiento de Sensores Radar irpu (ver especificaciones) Instalación a bordo carro Tripper Alimentación Eléctrica Disponible 24 VDC/110 VAC/220VAC, 50 Hz Gabinete Protección IP67 Sensor Radar iatr para posicionamiento del carro Cable Bus CAN Canalización Conduit Sensor Radar idrr Red Inalámbrica Wi-Fi Estándar (802.11) Tráfico estimado kb/s Conectividad Wi-Fi Disponible Montaje en estructura soportante del carro tripper Fijación por pernos Opcional Punto Acceso a Red Planta (Router) Estación Operador. Información disponible vía OPC Red Ethernet Planta Cliente PI/OSISoft Navegador Web Red Sistema Control Serrvidor PI/ OSISoft Estación Cliente Mantenimiento Estación Cliente Navegador Web Modelo 3D Stockpile e Información de Volumen (vía Webserver)

43 Diseño & Implementación Mantenimiento Suciedad en Ventanilla del Sensor Acceso Remoto

44 Aplicación Factores Claves Criticidad de falla Impacto de la detención del acopio en el proceso. Costo económico de la detención y reparaciones. Balance Metalúrgico / Reconciliación Inventarios en proceso base para el cálculo de balance metalúrgico. Producto recibido desde otra área de planta (ej. mina chancado, chancado molienda, planta filtros fundición). Seguridad a Personas Trabajos en altura (arneses) para realizar levantamiento, espacios confinados (tolvas, silos) con baja visibilidad y riesgo de caída a su interior. Medioambiente Operación de carga y descarga que genera alto impacto medioambiental. Falla Tecnologías Dónde otros medios de sensado (láser, ultrasonido, radar, etc.) no han tenido éxito. Costo Beneficio

45 BENEFICIOS

46 Beneficios Maximizar utilización de instalaciones Automatización de carros repartidores Mejorar prácticas de operación Reducir detenciones no planificadas Reconciliación automatizada Contabilización en Línea Medir productividad diaria, por turno, área y línea de proceso Desarrollar estrategias de control integrado Controlar insumos fiscalizados (cal)

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