INDICE
CONTEXTUALIZACIÓN El Departamento de Proyectos Automatización (DPA) es un área perteneciente a la Vicepresidencia Corporativa de Servicios Compartidos, específicamente a la Gerencia Corporativa TICA. Dentro de sus funciones están: • Incorporar tecnologías de automatización a los procesos claves de CODELCO. • Desarrollar marco normativo y estratégico en materias de automatización, con alcance corporativo. • Proveer Servicios de soporte, administración, desarrollo en Plataforma PI System y otras como Control Avanzado de procesos.
Se estructura como , con alcance corporativo, destinado a materializar sinergias, desarrollar proyectos transversales, sistematizar buenas prácticas e integrar el conocimiento disperso (estándares). Dentro de las mencionadas responsabilidades del DPA se ha definido como una actividad relevante impulsar el desarrollo e implementación de tecnologías de Control Avanzado en la Corporación, y mediante esto agregar valor a los procesos de CODELCO.
CONCEPTOS GENERALES MPC
–
Modelo Proceso
CONTROL DE RESTRICCIONES Y OPTIMIZACIÓN
APLICACIÓN EN HORNO FLASH FUNDICIÓN DE CONCENTRADOS ‐ CODELCO NORTE P.E
HTE (2)
CPS
CPS
CPS
CPS
HORNOS DE ANODOS
HORNO FLASH
HELE Planta Granallado de Escoria
RUEDAS DE MOLDEO
SECADOR 5
P.E.
Caldera
PPEE
Gases Fug. HF SECADOR 4
Cámara de Mezcla CAMAS DE CONCENTRADO PLANTAS DE OXÍGENO PLANTAS DE ACIDO
Plantas de Limpieza Planta de Tratamiento de As
ESQUEMA GRÁFICO DEL HORNO FLASH Oxidación de Carga: • Calcopirita : CuFeS 2(s) + O2(g) ==> FeS(l) + Cu 2S(l) + SO 2(g) • Pirita :
FeS2(s) + O2(g) ==> FeS(l) + SO 2(g)
• Bornita :
Cu5FeS2(s) + O2(g) ==> FeS(l) + Cu 2S(l) + SO 2(g)
Formación de Magnetita: • FeS(l) + O 2(g) ==> FeO(l) + SO 2(g) • FeO(l) + O 2(g) ==> Fe3O4(l)
Reducción de magnetita y formación de fayalita en el baño : • 3Fe3O4(l) + FeS(l) + 5SiO 2(s) ==> 5Fe2SiO4(l) + SO2(g)
Sulfatación de Polvos Metalúrgicos: • Cu2S(s) + 3O2(g) + SO2(g)==> 2CuSO4(s)
POR QUE • La variabilidad de la temperatura es alta. • La composición del concentrado de cobre es variable. • No se cuenta con análisis en línea de los líquidos calientes. • Un proceso altamente inercial y muy interactivo. • Mediciones de temperatura discontinuas. • Dinámicas muy complejas
ALGUNAS DEFINICIONES El DPA configuró un equipo de trabajo en el que interactuaron profesionales de diferentes áreas, a saber metalurgístas Horno Flash, profesionales equipo PI System, profesionales seguridad informática TICA, profesionales DPA y profesionales empresa Invensys Systems. Este proyecto consideró el desarrollo de la aplicación sobre la plataforma Connoisseur (Invensys). Las fuentes de beneficios que se definieron para este caso, fueron: §
§
Aumento de disponibilidad. Ahorro en costos (insumos y mantenimiento).
ETAPAS DEL PROYECTO CONOCIMIENTO PROCESO ► Documentación Técnica de Planta ► Entrevistas técnicas ► Análisis de data histórica DESARROLLO ► ► ► ►
Modelo preliminar Validación con data histórica Pruebas de planta Validación con data tiempo real ENTREGA ► Implementación en planta ► Ajustes finales ► Entrega a Operaciones
VARIABLES DEL MODELO HORNO FLASH
Flujo de Oxígeno de proceso Flujo de aire de proceso Flujo de alimentación Adición de polvo Razón alimentación SiO 2
Temperatura del eje Ley de Cobre en el Eje Concentración de Magnetita en escoria Enriquecimiento de Oxígeno Presión de Oxígeno
ARQUITECTURA IMPLEMENTADA SALA DE CONTROL
SALA DE INGENIERIA
CONSOLAS DE OPERACIÓN (BAILEY)
SALA DE SWITCHES
SALA DE GABINETES
SALA ELECTRICA 2
SWITCH ETHERNET L2
PC OPC 165.182.107.37
PLC AB PC CNSR 165.182.107.36
PI SYSTEM
PI SYSTEM
(SERVIDOR APLICACIÓN)
SERVIDOR FUCO
PLC AB
165.182.107.38
TERRENO
TERRENO
PANTALLA DE OPERACIÓN
RESULTADOS OBTENIDOS
COMENTARIOS Es importante tener claro que la aplicación de Control Avanzado que se implementó en el Horno Flash, fue diseñada para controlar en forma estable y predictiva el proceso. Esto significa que el modelo tomará acciones para disminuir al máximo las variaciones de sus variables principales y para actuar anticipadamente y no reactivamente. Para controlar en forma estable y óptima el proceso, la aplicación de Control Avanzado considera diferentes variables en sus cálculos, para así tomar la mejor decisión y generar los mejores Setpoints a enviar al sistema de control. El Control Avanzado toma acciones “suaves”, por ello las acciones pudiesen parecer lentas al ojo humano, pero está observando un horizonte de control futuro.
CONCLUSIONES 1.
2. 3. 4. 5. 6.
El Recurso Humano es un factor fundamental en este tipo de proyectos y su buen manejo es relevante. Por ello es que se consideraron diversas actividades para manejarlo adecuadamente, estas apuntaron principalmente a sensibilizar a las personas y a generarles competencias técnicas necesarias. Se capacitó a 60 personas, en diferentes niveles (operadores, mantenedores, metalurgístas). No son desarrollos simples. Requieren gran experiencia y conocimiento de los integrantes del equipo de trabajo. Es fundamental la participación dedicada de profesionales de metalurgia, operaciones y de instrumentación de la Planta. Además, un alto compromiso de la Planta en el desarrollo de actividades involucradas. Hay temas relevantes como la calidad y disponibilidad de las mediciones y Control Tradicional. El modelo desarrollado, es un desarrollo particular de la situación del Horno Flash de Codelco Norte. La sustentabilidad, en el tiempo, de la aplicación es fundamental.
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
