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Tecnologia de Control de Energia, Expandible

Para toda empresa y

Optimizacion de Sistemas Mineros

SmartEXEC

Tecnologia Simsmart

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Simsmart , Un proveedor por mas de 25 años, de productos y soluciones

completas (llave en mano) de: Modelaje Dinamico Multidisciplina para todaempresa, Simulacion y control en „Tiempo Real ‟ en las areas:

• Sector Militar Naval

• Industria Minera

• Industria en General

Los productos y servicios Simsmartcomprenden:

• Ingenieria total de procesos de sistemas

en toda la industria,

• Auditoria completa de sistemas y

analisis de rendimiento

para desafiar el diseño existente

• Modelaje , Simulacion y Analisis de

Rendimiento del Sistema

• Control y Optimizacion en tiempo real

• Sistemas de capacitacion

Quienes son Simsmartnesson Simsmart

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Control Total de Procesos Multidisciplina para la

Empresa , Modelaje Dinamico y Simulacion &

Control en ‘Tiempo Real ’ para: Liquidos

Gases

Ventilacion (OMVOD)

Otros procesos mineros incluyendo: manejo de materiales, airecomprimido, bombas mineras, izaje, fresado, fundicion, etc

Generacion y distribucion Electrica

Controles

Propulsion

Causa & Efecto en logica decisional

”Paquete de Ingenieria” SimsmartCapacidades de Modelaje y Control

Paquete de Ingenieria basado en fisica

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Los siguientes factores han forzado a la industria minera a reaccionar con vigor:

1. Los costos de electricidad en la mayoria de las jurisdicciones se ha elevado enun +60% desde el 2001 hasta el presente y continua subiendo rapidamente

2. El costo energetico constituye mas del 10% de los costos de operacion de la mayoria de las minas, el segundo mas alto despues de la mano de obra

3. La ventilation alcanza hasta un 50% de los costos energeticos de una mina.(Fuente: Newmont Mining CFO :”Compañias auriferas ahorrando energia en

la explotacion “. Editorial del Financial Post, Agosto 24, 2005)

4. Los costos de emisiones de gas/carbon efecto invernadero, se agregaran a los

reportes financieros en el futuro

5. Los costos energeticos pueden establecer la factibilidad de explotar nuevas

zonas de minerales o la de mantenerse en el negocio.

6. La calidad y cantidad del aire aumentan su importancia en regulaciones

de salud y seguridad, siendo impulsores ambientales en todas las

industrias incluyendo la minera

7. Nueva s technologias para lidiar con asuntos comerciales, operacionales, de

salud y seguridad en mineria subterranea, son fundamentales para el

crecimiento de la industria y en algunos casos, la sobrevivencia misma.

ESTADISTICAS MINERAS

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La Oportunidad

• Tipicamente una mina subterranea consumira cerca del 50% de la electricidad disponible en el lugar.• De esta electricidad subterranea, el 50% esta comunmente asociado con ventilacion.• La practica en el pasado ha sido, activar la ventilacion y operar por 24/7/365• En minas remotas con generadores diesel , el costo de esta energia esta promediando

alrededor de $0.23 - $0.29 per kWh• Esta energia produce un residuo de carbon de aproximadamente 0.7 kg CO2(e) per kWh

Mina subterranea tipica

Costo anual promedio de ventilacion

•Primario = $0.52 million

•Secundario = $1.73 million

•TOTAL = $2.25 million

Planta Procesadora15.179 MWh

Planta Chancadora 2.248 MWh

Bombas Agua

Area Subterranea14.032 MWh

VentiladorSecundario

Compresor de aire

Ventilador primario

Dependencias

Luces

PerforadorCampamento14.032 MWh

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Herramienta de planificacion Mina Sub-terranea/Tuneles, Diseño de Ventilacion

Herramienta Regulatoria cumple connormas de Salud y Seguridad (Auto

Archivante)

Integracion de rastreo de Personal y

Maquinaria

Controles de flujo de aire, manual, pro-gramado y automatico

Optimizacion de Distribucion de Aire paramejorar la Produccion

Optimization del uso energetico

Reduccion de CO2 y Oportunidades deBonos de Carbon

La Mina mas Profunda

Toma varios minutos en el

ascensor de alta velocidad del

pique Nº9 para llegar al fondo de la

Mina Creighton, que se encuentra

a mas de dos kilometros bajo la

superficie.

La mina de 105 años es la mas

profunda del hemisferio

Occidental

Creighton.Produccion: Cobre, Niquel,

metales preciosos, abrio en 1901

Operacion: Siete obras,

Pique de 2.175 metros

Empleados: 373

OMVOD EXpandible SmartEXECProductos de Control de Energia

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El control energetico expandible SmartEXEC de Simsmart es un sistema optimizado de

ventilacion minera por demanda (OMVOD), basado en un paquete de software de ingenieria

PROBADO de Simsmart. Suplementa los sistemas basicos de control existentes para

ventilar la mina y esta compuesto por PLCs (Controladores Logicos Programables) con IMHs

(Interfaces Maquina Humano) y control de supervision, estableciendo una demanda

DYNAMICA de ventilacion como funcion del rastreo de maquinaria y/o ubicacion del personal

en TIEMPO-REAL y/o monitoreo fisico de flujo de aire y calidad del aire.

• Esta demanda es distribuida OPTIMAMENTE en las areas de trabajo a travez dela red de ventilacion, en donde la energia requerida para ventilar es minimizada por unfactor de (+50%) satisfaciendo al mismo tiempo la demanda para cada zona.

" El sistema OPTIMIZADO de ventilacion minera opera sobre la base de instru-

mentacion standard para el monitoreo fisico del flujo de aire, y optionalmente, via un modelo

DINAMICO de alta fidelidad de simulacion predictiva para la red de ventilacion minera, en

conjunto con equipos de control emulados tales como, ventiladores, reguladores de flujo de

aire. Esta tecnologia de modelaje se basa en el � � Paquete de Ingenieria � patentado de

Simsmart desarrollado a lo largo de los ultimos 25 años.

• El modelo opcional basado en el �PAQUETE de INGENIERIA � patentado , siemprealcanza un BALANCE de MASA del FLUJO de AIRE, en donde la presion y la densidad son

compensadas segun la profundidad tomando en cuenta los flujos de presion de ventilacion

natural debido a las diferencias de temperatura. Un flujo siempre es re-conciliado con el otro.

Un sistema completo de control de ventilacion minera puede

estar compuesto de una combinacion hibrida de controles fisicos y otros basados en un

modelo. Algunos sistemas puede que no necesiten un modelo de ventilacion en absoluto.

OMVOD ofrece controles adicionales para concentraciones de gas y temperatura de aire.

" Los valores del modelo se cotejan constantemente con los limites de seguridad yse envian a un equipo de control fisico real, via el sistema de control basico..

• Esta simulacion PROBADA, OPTIMIZADA, DINAMICA EN TIEMPO REAL y

Control Minero en Vivo, son exclusivos de SIMSMART y sus

soluciones para la mineria.

SIMSMART - Descripcion General - SmartEXEC(OMVOD) (Optimized Mining Ventilation On Demand )

Palabras Clave:

• Probado– Mas de 25 Años

• Di namico

• Tiempo Real

• Optimizado

• Balance de Masa Optional

• Hasta +/-50% Ahorro Energetico

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– Nivel 1

–HMI Auto-configurado para control manual superficie/remoto

(ventilador on-off, o velocidad prefijada en VDF, % de apertura

Regulador/Damper , Puertas abiertas /cerradas o, % apertura)

– NIvel 2

–Modos de operacion y programa ( basado en tiempo, basado en evento,por demanda, i.e.: pre-quemada, post-quemada, comienzo de turno,alta concentration de gas)

– Nivel 3

– Flujo automatico Superficie/Remoto , concentracion de gas ycontrol de temperatura (damper, regulador, o modulacion delventilador de acuerdo a mediciones fisicas de flujo), calculos omodelo opcional de calculo de flujo.

–Nivel 4

–VOD (Ventilacion por Demanda), cobertura de zonas de acceso entrada/salida o, cobertura y rastreo total )

–Nivel 5

–Optimization de la distribution del flujo de aire y consumo energetico enventiladores de superficie

* (Ahorro de Energia estimado, basado en Resultados Generados por Modelos de Datos Mineros)

Implementacion y

meta de

Ahorro Energetico

$Hasta un+/-10%*

$$Hasta un+/-30%*

$$$Hasta un+/-50%*

Smart EXEC, 5 nivelesde Opciones Expandibles

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Fase 1

Ingenieria Preliminar Fase 1- Estudio de

Evaluacion (+/-30%)

Fase 1b - Estudio de Factibilidad (+/-10%)

Evaluacion encaminada a Factibilidad, analisis preliminar de la oportunidad de negocio, ahorros, alcance y costos de implementar la solucion completa de SmartEXEC con los siguientes productos:• Especificar Requisitos del Sistema y evaluacion del proyecto• Ahorros, Presupuesto estimativo • Costo fijo para fases 2a y 2b del proyecto• Estimacion aproximada del presupuesto para el costo del proyecto

Fase 2a

SMARTEXEC Ingenieria detallada de produccion

Fase 2b

Aprovisionamiento de

equipos e instalacion.Ingenieria detallada

Fase 3

Instalacion del sistema y puesta

en marcha

Fase 4

Soporte del sistema

• Soporte remoto y/o en terreno para mantencion y apoyo• Asistencia en diagnostico de problemas • Solucion de problemas• Renovaciones y mejoras• Deteccion de fallas

• Revision de los Requisitos del Sistema y aceptacion• Revision Critica del Diseño y aceptacion• Plan de pruebas y pruebas de aprobacion por la fabrica,

procedimientos, revisiones y aceptacion• Pruebas de aprobacion por la fabrica y aceptacion del sistema• Modelo de ventilacion SmartEXEC , controles, optimizacion,

programas, configuracion, IHMs y capacidad analisis de rendimiento

• Fases 1 y 2a productos a entregar• Reconocimiento fisico de la mina

• Entrevistas con ingenieros de ventilacion y operaciones

• Confirmacion de costos esperados del sistema completo incluyendo costos de instalacion

• Presupuesto detallado incluyendo costo de aprovisionamiento fijo mas instalacion para Fase 3

• F ases 1, 2a y 2b Productos a entregar

• Aprovisionamiento, instalacion, puesta en marcha y capacitacion para los VDFs, instrumentacion, regulacion automatica de flujo, ABB DCS

e integracion del modelo SmartEXEC al sistema de control ABB

• I ntegracion del SmartEXEC al sistema de control ABB

• I nstalacion del sistema , alistamiento, partida y ajustes del modelo de acuerdo a planimetria de ventilacion

• Prueba de Aceptacion in Situ y aceptacion final del sistema.

• Sistema instalado• Contrato de apoyo tecnico

• Plan de desarrollo Mina/Tunel

• Diagrama de ventilacion Mina/Tunel (planos, detalle de niveles y estocada de extraccion )

• Lista de equipos o ventiladores, reguladores y maquinaria, conteo de personal

• Costos energeticos• Entrevistas con ingenieros de ventilacion y operaciones

• Fase 1 Producto a entregar• Informacion detallada de parametros y comportamiento de todos

los equipos

• Escenarios de operacion

(maquinaria, turnos, pre-quemada, post-quemada, programas.• Entrevistas con ingenieros de ventilacion y operaciones

SmartEXECFases del Proyecto

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Nivel deImplementacion

Descripcion del Nivel de Control Control Convencional ( mediciones fisicas)

Control Basado en Modelo( mediciones calculadas)

Balance de masa del flujo en toda la mina con presion, tem-peratura, densidad y resistencia del aire como una

funcion de la profundidad

Nivel 1 Control Manual : IHM inteligente para control remoto/superficie(ventiladores on/off, o velocidad preestablecida en VDF, puertas controlables. reguladores/dampers,(moderadores))

Standard Opcional

Nivel 2 (opcional)Control de eventos y horarios : Basado en tiempo, señal limite , por demanda,i.e.: aireado, parada, pre quemada, post quemada,comienzo de turno, alta concentracion de gas, …

Standard Opcional

Nivel 3 (opcional) Control de Flujo, concentracion de gas y temperatura Standard Opcional

Nivel 4 (opcional)

Control de Flujo via calculos de demanda de ventilacioncomo una funcion de la ubicacion del personal y de las maquinas con su status (operacion) ,(enlace con sistema derastreo e identificacion) (cobertura de zona portones de acceso, hasta cobertura de rastreo total)

Standard Opcional

Nivel 5 (opcional)Control de Optimizacion : Distribution del flujo de aire y energia de ventiladores de superficie

Standard Opcional

Implementacion

Expandible

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ControlManual

y

Monitoreo

Aire

Flujo

GasesTempUbicaciony status

de vehiculos

Ubicaciondel personal

Ventiladoresprincipales

Ventiladores

auxiliares y

de refuerzo

Reguladores,

dampers

y puertasInstrumentos Distintivos

y rastreo

Sistema de Automatizacion

modelo ventilacion OMVOD

Calculo dedemanda por zona

Calidadde aire &control

temperat.

Reguladores,

dampers, vent.aux.

y control de venti...de refuerzo

Control

ventilador

superficie

Control deflujo minimo y otro limites

Distribution deaire y optimizadorde consumo devent. de superficie

Eventos y programas Control Autom. flujo

VOD

VOD

Control Autom. flujo

o

Sistema SmartEXECImplementacion en 5 niveles

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Control y Optimizacion

en Tiempo Real Sistema

Emplazable

Reacondicionar

y Renovar

Requerimientos

Diseño Detallado

y

Funcional

Diseño

Conceptual

Definiciondel

ProductoSistemas

Validados

PruebaVirtual

Analisis de

Rendimiento

Sistemas

Operacionales

Simulaciones

de entrenamiento

Diagrama de implementacion de SmartEXEC

Diseño Analisis y Pruebas

Capacitacion de OperadoresControl y Optimizacion

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Vents, Reguladores, Sensores flujo, Sensores calidad de aire

Manipulacion / Medidas

Calidad de aire, flujo de aire, ubicacion de personal, ubicacion de

maquinas y status, velocidad vent, posicion o flujo de regulador

Optimizando control de bucle

Calculo de demanda de flujo, programas

Control de Supervision

Distribution de flujo por nivel ,

tareas programadas

Control

economico

dinamico

Programacion de energia,

de vent. de superficie

Control de bucle simple

Flujo aire vent, flujo aire de regulador, programas,Seguridad en terreno, enclavamiento en terreno,permisibilidad

Proceso de Ventilation

DCS

y

PLCsSistema de

Rastreo Dinamico

HMI integrated en OMVOD

• Integra rastreo, monitoreo,

controles and optimizacion

• Superficie, Subtarranea y Web

• Se autoconfigura segunevolucion de la mina

Interface de configuracion OMVOD:

• Diagrama de Ventilacion

• Ventiladores y Reguladores

• Parametros de Control

• Maquinaria

• Personal

• Reports de Configuracion

Arquitectura completa de comunicacion Cliente-Servidor

Motor OMVOD en tiempo real

• Integracion de rastreo

• Calculo demanda de aire

• Modelo de ventilacion de

alta fidelidad

• Controles y optimizacion

• Tareas programadas

Arquitectura SmartEXECJerarquia de Control del Proceso General

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Ejemplo de Modelo nivel 5 Ahorro Energetico anual de $ 2,523,475(59%)** ( Basado en Datos Operacionales de Mina )

1@$1

22@$

3

cfmcfm

cfmcfm

TCpmq

Ubicacion

Potenciadel vent.

rateada en(KW)

%

de velocidad

Velocidadventilad.

(real) RPM

Potenciareal delvent. en

(KW)

cabezal del

vent.

Procedimiento Standardde Operacion de Minas

Velocidadventilad. (rateada)

RPM

Identificacionde

ventilador

Vent.1 INVent.2 INVent.3 IN

Vent. 1 OUTVent. 2 OUT

InyectorInyectorInyector

ExtraccionExtraccion

%%

Potencia Total (KW)

Costo por KW ($)Costo Electrico Total de Operacion de los Ventiladores

Ahorro versus ($) rateados

Ahorro versus (%) rateado

Ahorro versus procedimiento standard de operaciones ($)

Ahorro versus procedimiento standard de operaciones (%)

Numero de Ventiladores Operando De un maximo de:

SmartEXECOptimizador Dinamico de Energia

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Los Desafios del Exito

Desafio Status/Plan

Expectaciones de mineros experimentados, que la ventilacion parta y

se mantenga funcionando.

Se requiere un cambio cultural de los mineros coneducacion constante sobre los beneficios globalesdel sistema Dinamico OMVOD . Enfasis en Salud ySeguridad

Legislacion Archivamiento Dinamico de la calidad del aire, etc

permitira validacion o desafio a la Legislacion actual.

Inspectores de Minas Inclusion en validacion y proceso de implementacion.

Restricciones del Capital Validacion inicial del IRR (tasa de rentabilidad interna) yROI (rendimiento de la inversion) usando el modelo desimulacion para confirmar la proposicion empresarialdel OMVOD Dinamico

Falta de certeza en el modelo antes de aventurarse en el cambio Validar/desafiar el Modelo de Simulacion antes de laimplementacion. Esquema de implementacion gradualen 5 niveles para asegurar grado de certeza.

Aplicaciones rudas de equipo “fragil” Seleccion e instalacion de equipos ya probados enminas, con software redundante y a prueba defallas

Disponibilidad de ejemplos de componentes integrados Disponibilidad de referencias OMVOD DinamicoSimsmart , para instalacion en minas.

Salvedades y Precauciones

Trabajos de alta temperatura con calor residual significativo en la roca pueden rebotar muyrapidamente durante periodos sin ventilacion. Expulsion de gas de tronadura …

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Contro

l de

Super

ficie

Sin C

ontrole

s

Contro

l Pro

gram

ado

Beneficios Escalonados Simplificados SmartEXEC Ahorros de Consumo de Energia Estimativos

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Page 17

Con full

SmartEXEC

OPEX Produccion

Hoy

Meta de Beneficios SmartEXEC

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