Connected Miningc2mining.com/uploads/tx_downloadlist/Seminario_2009_Lima... · Monitoreo Alineamiento. ... •Planillas Excel, Reportes Manuales •Validación de Datos / Calibración

Connected Mining

Aldo Castro

Gerente Soluciones Información & Automatización

Procesos Industriales

C2 Mining Solutions

[email protected]

www.c2mining.com

Conceptos

ConnectedMining

Beneficios

Enfoque

Impactos

Inicio

Soluciones

Cambio de ParadigmasEjemplo Evolución Tecnológica en Minería

Integración del Negocio MineroConnected Mining

Eficiencia & Sustentabilidad

Visibilidad & Colaboración

Conectividad & Interoperabilidad

Convergencia Tecnologías & Estándares

Infraestructura & OrganizaciónInfraestructura & Organización

Infraestructura & OrganizaciónVariables de Impacto (Caso Estudio)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Gestión Operacional

Justificación Tecnologías

Gestión Proyectos

Capacidad Mantenimiento

Nivel Estandarización

Competencia RRHH Operación

Control Avanzado Procesos

Mantenimiento

Redes & Conectividad

Instrumentación

Eficiencia Energética

Medio Ambiente

Seguridad

Gestión Activos

Actual

Objetivo






Infraestructura & Organización


Convergencia TecnológicaDigitalización

Datos

Audio

Video

Convergencia TecnológicaAncho Banda Redes

Digitalización

STM-1/OC-3: 150 Mb/s STM-4/OC-12: 622 Mb/sSTM-16/OC-48: 2.5 Gb/s STM-64/OC-192: 10Gb/s

http://en.wikipedia.org/wiki/STM-1



http://en.wikipedia.org/wiki/OC-3



http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_Carrier















EstándaresEj.: Comunicaciones Inalámbricas










Conectividad Redes PlantaColaboración & Gestión

Desafíos• Multiplicidad de Redes

• Confiabilidad Infraestructura

• Disponibilidad de Datos

• Seguridad de Acceso

• Arquitecturas Cerradas

• Sistemas Aislados

• Pobre Flujo de Información

Carreteras de InformaciónHabilitador de Integración

Terreno

Procesos

Producción

Negocio

¿Arquitecturas Abiertas?Conectividad

Los “protocolos abiertos” de los distintos grupos de fabricantes no conversan nativamente entre sí.

Device Net, Control Net

Profibus

Foundation Fieldbus

Los “protocolos Ethernet” de los distintos grupos de fabricantes no conversan nativamente entre sí.

Modbus/TCP

Ethernet/IP

ProfiNet

FF H2

InteroperabilidadIntegrando Sistemas vía Interfaces

9 Custom

Interfaces








Información AccionableVisibilidad & Colaboración

¿Cuántas detenciones no planificadas hubo el mes pasado?¿Cuáles fueron las causas?¿Cómo se corrigieron?¿Dónde es factible optimizar energía eléctrica?¿Por qué aumentó el consumo de combustibles?¿En qué condición se encuentran las bombas de concentrado?¿Cuánto tiempo más puede durar el revestimiento del horno?¿Por qué se cambió la parametrización del sistema de control?¿Cuáles son los principales problemas en la nave EW?¿Cómo podemos disminuir el rechazo de cátodos?¿Podemos retrasar la detención programada?¿Cuál ha sido la disponibilidad promedio de los camiones?¿Cuánto inventario en proceso tenemos en la planta A?¿Con qué ley estamos enviando a los botaderos?¿Cuánta agua estamos recuperando del tranque?¿Cuál fue el rendimiento del molino SAG?¿Cuál ha sido el rendimiento de la pila norte?¿Por qué el turno A produjo menos que el B?¿Por qué disminuyó la producción del tajo?¿Cuál fue la utilización de las palas 3 y 5?¿Cómo se pudo evitar el accidente fatal?¿Hay personal operando en la rampa 23?¿Por qué la correa 21 no arranca con carga?¿Podemos disminuir el reactivo de flotación?¿etc., etc.?¿etc.?¿…?¿?

Flujo de InformaciónEjes de Conectividad

Fuente: “Collaborative Manufacturing Management Strategies”ARC Advisory Group






Eficiencia & Utilidades






Connected MiningFoco en Desafíos Claves


Seguimiento & Trazabilidad

Activos, Personas

Automatización & Optimización

Procesos

Connected

Mining

Efi

cie

nc

ia &

Su

ste

nta

bilid

ad

Foco en tres desafíos clavesCreando una visión hacia la minería inteligente del futuro

Foco en Desafíos OperacionalesFábrica de Soluciones & Innovación

Desafíos

Soluciones

Innovación

I+D

Monitoreo OperacionesRemotas &

Balance Aguas

Posicionamiento &Sistemas de Accionamiento

Trazabilidad deProductos

Optimización Energía

Consumo Combustible& Signos Vitales

Visibilidad deInformación

Seguridad

Ámbitos de AlcanceInformación Conectada

Energía

Demanda

Regulaciones

Calidad

Contingencias

Planificación & Proyección

Activos

Disponibilidad

Utilización

Rendimiento

Seguimiento

Programación

Condición

SO S&MA

Uso Recursos Naturales

Accidentabilidad

Emisiones

Regulaciones

Producción

Contabilidad

Integración Procesos

Desempeño de Plantas

Planificación

Productividad

Beneficios al NegocioValor Económico & Estratégico

Minimizar Riesgos &Maximizar Seguridad

Maximizar Productividadde Trabajadores

MejorarGestión Operacional

Aumentar VisibilidadHacia las Operaciones

Apoyar CumplimientoRegulaciones &Medio Ambiente

Aumentar Utilizaciónde Activos

Connected MiningImpacto en Costo de Producción

Fuente: Informe Económico 2007, Consejo Minero Chile

Remuneraciones Directas

19%

Contratistas y Consultores

16%

Servicios Generales y Mantención

14%

Energía13%

Partes y Piezas8%

Combustibles y Lubricantes

8%

Otros Gastos22%

Valores EstratégicosImpacto en Seguridad

Fuente: Anuario de la Minería Chilena 2007, Sernageomin - Chile

Uso inadecuado de partes del

cuerpo14%

Falta conciencia sobre el

ambiente20%

Omisión procedimientos

seguridad36%

Sin EPP7%

Otras causas23%

CONNECTED MINING

Soluciones

Desafíos OperacionalesAnálisis por Proceso

Minería Subterránea

Minas RajoChancado

Fundición Refinería

Hidrometalurgia

Suministros

Concentración

Área MinaUso Eficiente de los Activos

Minas RajoChancado

MinasSubterráneas

Desafíos OperacionalesÁrea Mina Chancado

Minas Rajo

Mina:Coordinación recursos para cumplimiento plan de extracciónProductividad de palas y camionesIntegración de información geológicaTríada pala, camión, chancadorProductividad operadoresVariabilidad del proceso

MinasSubterráneas

Process+

Comunicaciones Unificadas MinaSeguimiento Activos & Producción

De

sa

fío

s Múltiples sistemas de comunicación

Posicionamiento, coordinación despacho, condición camiones

Voz/Datos/Video

Planificación mina

Arquitecturas cerradas

So

lució

n Cisco Secure WirelessMesh

Cámaras análogas e IP

Almacenamiento video

Conectividad a sistema despacho

Be

ne

ficio

s Una sola red

Otras aplicaciones (cámara a bordo, control combustible, etc.)

Mejoras de producción

Source: Energy Consumption Report – Copper Mining 2001-2007

Cochilco

MJ/TMF

Gestión RecursosImpacto en Optimización de Energía

Control Uso CombustiblesOptimización Energía & Visibilidad

Desafíos

• Prácticas de carga combustibles

• Medición consumos reales

• Prácticas de conducción

• Control convenio suministros

Solución

• Medición en tiempo real en punto surtidor

• Medición en tiempo real en CAEX’s

• Conexión a base datos centralizada

Beneficios

• Herramienta Mejores Prácticas

• Visibilidad hacia la operación

• Ahorros de combustible

• Información consistente

Concepto de SoluciónFlujo de Proceso

RFID

Identificación CAEX

Información Consumo

Información Recorrido

Detección CAEX en Punto Surtidor

Información Carga Combustible

Cruce Información Bases Datos

Suministro Combustibles

Sistema Despacho

Desafíos OperacionalesÁrea Chancado

Chancado:Continuidad operativa correas y buzones traspasoGranulometríaVariabilidad del mineral procesadoAnticipación fallas

Contabilidad producción

Aplicación CorreasMonitoreo Alineamiento

Aplicación CorreasDetección Corte Longitudinal

Monitoreo CargaChancador Primario

Monitoreo Niveles LlenadoTolvas & Buzones

Descarga Chancador

Buzones Traspaso

Contabilidad de ProducciónGestión Operacional & Visibilidad

Desafíos

• Planillas Excel, Reportes Manuales

• Validación de Datos / Calibración Instrumentos

• Información Inconsistente

• Falta de instrumentación

• Nuevas Regulaciones (Amira P754)

• Medición de acopios en proceso

• Identificación y colección de fuentes de datos desde sistemas de control

• Datos de producción correctos

• Único repositorio de información operacional

• Información pública a traves de la organización

• Datos consistentes

Contabilidad de ProducciónCapas del Modelo

MediciónCalibración Instrumentos

Representatividad MuestrasFiabilidad Datos

Compensación VariablesIntegración Datos

Perfil de LlenadoContabilidad Producción

Desafíos OperacionalesÁrea Molienda Flotación

Concentración

Molienda:Cumplimiento metas procesamientoRendimiento de molinosDureza y características del mineralIntegración con área mina-chancadoProductividad operadoresDisponibilidad de molinos, bombas, ciclonesConsumo de energíaAnticipación de fallas molinosVariabilidad del proceso

Flotación:RecuperaciónReactivos de flotaciónVariabilidad del mineral procesadoAnticipación fallas celdas

Rendimiento Máquinas/ProcesosAdministración Activos

Desafíos• Visibilidad de la condición de maquinarias

• Fallas recurrentes

• Variación de producción por turnos

• Indicador unificado de desempeño

Solución• Implementación OEE

• Validación Automática de Datos (Herramientas Estadísticas)

• Instrumentación de Terreno

• Paneles de Informaciónen Tiempo Real

• Despacho a Dispositivos Móviles (PDA)

Beneficios• Reducción de Detenciones No Planificadas

• Mejoras a Planificación de la Producción

• Mejoras a Planificación de la Mantención

• Análisis de Causa Raíz de Problemas Recurrentes

• Información Pública y en Tiempo Real

Problema: Densidad de alimentación a ciclones difícil de controlar a mayores tasas de alimentación molinos de barra

Objetivo: Estabilizar tamaño partícula a la máxima tasa de alimentación de molinos de barra

Rod Mill Feedrate (actual) Rod Mill Feedrate (simulated)

Estimadas 8 a 10 tph

aumento en tasa

alimentación molino

barras

15 días

Variable Dominante:

Carga Recirculación

Modelación & Análisis:

Identificar Oportunidad

Simulación: Cuantificar la

oportunidad

Rendimiento ProcesosEj.: Circuito Molienda

Disponibilidad de MáquinasCausas de Falla

Monitoreo Tranque RelavesVisibilidad & Medio Ambiente

Desafíos

• Alimentación Eléctrica

• Comunicaciones

• Vigilancia

• Reacción Temprana a Incidentes

• Regulaciones (Sernageomin)

Solución

• ETTF + Controles Automatización

• Monitoreo status válvulas descarga

• Monitoreo nivel de agua

• Registro auditable

Beneficios

• Reacción temprana a incidentes

• Monitoreo en tiempo real variables del proceso

• Mejora recuperación de agua del tranque

Desafíos OperacionalesHidrometalurgia

Hidrometalurgia

Lixiviación (LX):Tasa recuperaciónCiclo de procesamientoControl de flujos / Balance metalúrgicoIntegración con área mina-chancadoProductividad operadoresFallas apiladores y rotopalasFiltracionesVariabilidad del proceso

Extracción por Solventes (SE):RecuperaciónControl reactivos químicosVariabilidad del mineral procesadoCorrosión

Electro-obtención (EW):CortocircuitosEnergíaCalidad cátodos

Desafíos Operacionales LXUniformidad Riego

Factores Críticos:Factor constructivo emisoresFactor hidráulico (presiones, niveles, pérdidas, velocidad)Control de las líneas de riegoEnvejecimiento y obstruccionesDiferencias de temperatura

HidrometalurgiaImpacto al Negocio

Operating and Design Parameters for

the Leaching Process (P. Schmidt)

Annual operating time 365 d

Utilization 95%

Actual operating time 347 d

Average density stacked ore 1.5 - 1.6 t/m³

Stack height 2,5 - 8 m

Irrigation time 20 - 80 d

Irrigation rate 6 a 30 L/h/m²

Sulfuric acid leaching solution 6 - 20 gplCopper input 0.3 - 1 gpl

Copper increase in solution 1.5 - 8 gpl

Rich Copper solution 2 - 10 gpl

Moisture in leached ore 15 - 18 %

Drained dynamic mositure 3 - 5 %

Remaining mositure in steriles 11 - 13 %

Evaporation in quiet water 6 - 12 mm/d

Evaporation in stacks, drop irrigation 3 - 7

mm/d

Evaporation in stacks, sprinkling irrigation

12 - 20 mm/d

Automatización Riego Pilas LXControl & Optimización de Procesos

Desafíos• Irrigación manual

• No uniforme

• Acumulación de solución

• Ambiente no seguro de trabajo

• Recuperación Cu

Solución• Cisco Wireless + Controles Automatización

• Micro PLC’s + Instrumentos y válvulas

• Estación remota operador

• Estación ingeniería

Beneficios• Mejora proceso de recuperación Cu

• Mayor producción

• Mejora la seguridad

Inventarios en ProcesoContabilidad de Producción

Telecomando Equipos MóvilesVoz, Datos, Video

DatosPLC ControlVideo Correa

Alimentación &Descarga

PLC InterfazSala Eléctrica

Sala ControlRemota

Red Inalámbrica

Wi-Fi

5,8 Ghz

ReproducciónAmbiente

Optimización Proceso EWEnergía, Calidad, Seguridad & Trazabilidad

Desafíos• Detección cortocircuitos

• Detección fallas de calidad cátodos

• Control calidad producto final

• Trazabilidad de producto

• Contabilidad de producción

• Mejoramiento continuo proceso

• Análisis por celda

• Seguridad

• Posicionamiento puentes grúas

• Sistema anticolisiones

Optimización Proceso EWCalidad & Trazabilidad

Desafíos• Detección fallas en superficie

• Control calidad producto final

• Trazabilidad de producto

• Contabilidad de producción

Solución• CSQA (Aplik)

• Procesamiento Imágenes

• Marcado Laser

Beneficios• Mejor control calidad cátodo

Desafíos OperacionalesFundición & Refinería

Fundición Refinería

Coordinación recursos

Variabilidad del mineral

Captación gases (Conama)

Seguridad interior nave

Control de fusión y conversión

Disponibilidad planta ácido

Desafíos OperacionalesSuministros

Suministros

Agua:

Regulaciones DGA

Recuperación tranques

Instalaciones remotas (pozos, acueductos)

Corrosión tuberías

Fallas estaciones bombeo

Electricidad:Demanda

Consumos InternosDemanda Máxima por ProcesoAsignación Centros de CostoPronósticos

Control Cogeneración

Calidad SuministroCaídas de VoltajeFrecuenciaBlackOuts

Combustibles:

Costo

Control suministro

Control consumo

Ambiental

• Certificación ISO 14001

Social

• Tratamiento residuos líquidos

• Interacción Comunidades

Económico

• Compra Suministro v/s Abastecimiento Interno

• Impacto a la Producción

Regulaciones

• Dirección General Aguas

• Conama, Sernageomin,…

Infraestructura

• Costo Total Propiedad

• Disponibilidad

Gestión Recursos HídricosImpactos de un Manejo Eficiente

Balance de AguasManejo de Recurso Hídrico

Pozos

Ductos

Recuperación Agua Tranques

Instalaciones remotasTelemetría Caudales / Niveles FreáticosCumplimiento regulaciones

Vigilancia / SeguridadDerramesCorrosión tuberíasMonitoreo condición estaciones

bombeo

Nivel tranques relaveInfraestructura comunicacionesInfraestructura eléctricaConfiabilidad equipos bombeo

Optimización Consumo EléctricoEficiencia & Costos

Desafíos

• Conocimiento de puntos de mejora

• Medición consumos reales

• Prácticas de co-generación

• Control convenio suministros

Soluciones IntegralesMonitoreo - Control – Protección - Información

Medición Flujos

ProtecciónEléctrica

OptimizaciónEnergía

Información

Control

ProtecciónActivos

Bently Nevada™

Connected MiningFoco en Desafíos Claves


Seguimiento & Trazabilidad

Activos, Personas

Automatización & Optimización

Procesos

Connected

Mining

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cie

nc

ia &

Su

ste

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Foco en tres desafíos clavesCreando una visión hacia la minería inteligente del futuro

Gracias

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