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Br. CARLOS A. VSQUEZ VELSQUEZ Y Br. RENATO A. BALTA PERALES
I
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO FACULTAD DE INGENIERA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA ELECTRNICA
TTULO
DISEO DEL SISTEMA DE CONTROL AUTOMTICO DEL PROCESO DE
RETRATAMIENTO DEL RELAVE EN LA UNIDAD MINERA ORCOPAMPA DE
LA EMPRESA BUENAVENTURA
TESIS
PARA OPTAR EL TTULO PROFESIONAL DE INGENIERO ELECTRNICO
AUTORES : Br. BALTA PERALES, RENATO ANTONIO Br. VSQUEZ VELSQUEZ,
CARLOS ALBERTO
ASESOR : ING. LUIS VARGAS DAZ
TRUJILLO - PER 2010
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Br. CARLOS A. VSQUEZ VELSQUEZ Y Br. RENATO A. BALTA PERALES
II
PRESENTACIN
Seores Miembros del Jurado:
De acuerdo a lo establecido por el reglamento de Grados y Ttulos
de la Universidad Privada Antenor Orrego, presentamos a vuestra
consideracin nuestra tesis titulada:
DISEO DEL SISTEMA DE CONTROL AUTOMTICO DEL PROCESO DE
RETRATAMIENTO DEL RELAVE EN LA UNIDAD MINERA ORCOPAMPA DE LA
EMPRESA BUENAVENTURA.
Con la finalidad de obtener el Ttulo de Ingeniero Electrnico y
esperando constituya una herramienta til de consulta para quienes
se interesen en este tipo de estudio.
Nuestra investigacin se ha desarrollado de acuerdo a las
necesidades de la empresa en estudio, realizado un diseo de sistema
de control automtico y aplicando nuestros conocimientos, esfuerzos
e investigacin.
Esperamos haber dado cumplimiento y satisfaccin a las
expectativas y que este trabajo de investigacin sirva de gua o
referencia para el desarrollo de futuras investigaciones.
Trujillo, Junio 2010
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Br. CARLOS A. VSQUEZ VELSQUEZ Y Br. RENATO A. BALTA PERALES
III
DEDICATORIA
A mis Padres:
Victoria E. Velsquez Prez Pablo E. Vsquez Valencia
A mis Hermanos: Magally, Roberto y Carlos
Carlos Vsquez
Quienes con su cario y consejos, encaminan mi vida y me dan
deseos de superacin para ser cada da mejor.
Que con su amor, educacin, fortaleza y comprensin, son el
refuerzo y la razn, para poder cumplir mis metas.
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Br. CARLOS A. VSQUEZ VELSQUEZ Y Br. RENATO A. BALTA PERALES
IV
A mi Madre:
Mary Perales Rivera
A mi familia:
Renato Balta
Quienes con su existencia llenan mi vida de
felicidad y son la fuente de inspiracin para ser
cada da mejor.
Que con su amor, paciencia y su digno ejemplo,
guan mi camino y me apoyan en el logro de mis
objetivos.
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Br. CARLOS A. VSQUEZ VELSQUEZ Y Br. RENATO A. BALTA PERALES
V
AGRADECIMIENTO
Expresamos nuestro profundo agradecimiento a:
Todos los familiares, amigos y docentes, que de alguna manera u
otra hicieron posible el
desarrollo de esta presente tesis, que con sus consejos, apoyo y
motivacin, alcanzamos
un logro ms en nuestras vidas como profesionales.
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Br. CARLOS A. VSQUEZ VELSQUEZ Y Br. RENATO A. BALTA PERALES
VI
RESUMEN
Aos atrs en la unidad minera Orcopampa de la Compaa
Buenaventura, el proceso de extraccin de oro era poco eficiente ya
que la planta no se encontraba automatizada, de tal manera que un
porcentaje de oro desperdiciaba en los relaves y con los aos se iba
acumulando, entonces se tuvo que automatizar la planta para poder
mejorar la eficiencia. El anlisis a lo relaves acumulados demostr
un porcentaje considerable de oro por cada tonelada, entonces se
construy la planta de retratamiento de relaves, esta planta no est
automatizada de tal manera que la recuperacin de oro no es tan
eficiente, entonces se requiere automatizar, esta planta de para
mejorar la eficiencia. Se dio a conocer los conceptos bsicos de
sistema de control clsico, as como arquitectura de control, sistema
de monitoreo, relaves, espesadores, componentes qumicos que se
usarn en el proceso cmo, cianuro, carbn activado, etc. todo esto
con el fin llegar a los objetivos planteados y la comprensin del
proceso. Se disearon los lazos de control apropiados, cada lazo est
en funcin a valores o parmetros establecidos por diseos o clculos
anteriores que nos permite analizar el funcionamiento de cada
subproceso de la planta y as poder realizar la seleccin de
instrumentos y equipos adecuadamente. Se dio paso al sistema de
arquitectura de control y en conjunto a la filosofa de control se
pudo realizar el diseo de las dos etapas como es la de repulpado y
la de cianuracin representados en los diagramas de instrumentacin
respectivos.
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Br. CARLOS A. VSQUEZ VELSQUEZ Y Br. RENATO A. BALTA PERALES
VII
ABSTRACT
Years ago in the mining unit Orcopampa of the Company
Buenaventura, the gold extraction process was inefficient because
the plant has not a proper process, so that a percentage of wasted
gold in the tailings and over the years was accumulating, then the
plant had to automate to improve efficiency. The analysis showed
the tailings accumulated a considerable percentage of gold per ton,
then built the tailings retreatment plant, this plant is not
automated so that gold recovery is not as efficient, then you need
to automate this plant to improve efficiency. He became known the
basics of classical control system and control architecture, system
monitoring, tailings thickeners, chemical compounds that were used
in the process as, cyanide, carbon activated all this in order to
reach goals raised and understanding of the process. Performed the
appropriate control loops, each loop is a function of values or
parameters set by previous designs or calculations that allows us
to analyze the performance of each thread of the plant so we can
make the selection of tools and equipment properly. It gave way to
the control system architecture and overall control to the
philosophy of the design could be made of the two stages like that
of cyanide repulpable and represented in the respective
instrumentation diagrams.
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Br. CARLOS A. VSQUEZ VELSQUEZ Y Br. RENATO A. BALTA PERALES
VIII
NDICE
PRESENTACIN.................................................................................................................................
I DEDICATORIA
...................................................................................................................................
II AGRADECIMIENTO
..........................................................................................................................
IV RESUMEN
..........................................................................................................................................
V ABSTRACT
........................................................................................................................................
VI NDICE
...............................................................................................................................................
VII CAPTULO I INTRODUCCIN 1. PROBLEMA
...................................................................................................................................
1 2. ENUNCIADO DEL PROBLEMA
...................................................................................................
1 3. HIPTESIS
...................................................................................................................................
2 4. ANTECEDENTES DEL PROBLEMA
...........................................................................................
2 5. OBJETIVOS
...................................................................................................................................
3
5.1. Objetivo General
...................................................................................................................
3 5.2. Objetivos Especficos
............................................................................................................
3
6. DESCRIPCIN DEL SISTEMA
...................................................................................................
3 6.1. Generalidades
.....................................................................................................................
3
CAPITULO II FUNDAMENTO TERICO 1. SISTEMAS DE AUTOMATIZACIN
...........................................................................................
7
1.1. Sistemas en Bucle
Abierto.....................................................................................................
8 1.2. Sistemas en Bucle Cerrado
...................................................................................................
8 1.3. Controladores
.......................................................................................................................
9
1.3.1. Control Todo o Nada
..................................................................................................
9 1.3.2. Control PID
................................................................................................................
10
2. CONTROLADOR LGICO PROGRAMABLE
(PLC).................................................................
10 2.1. Ventajas Y Desventajas Del PLC
........................................................................................
11 2.2. Partes De Un PLC
................................................................................................................
13
3. ARQUITECTURA DE CONTROL
...............................................................................................
13 3.1. Sistema de Control Distribuido
...........................................................................................
14 3.2. Buses de Campo
.................................................................................................................
15
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IX
3.2.1. Buses de Campo Propietario
...................................................................................
16 3.2.2. Buses de Campo
Abierto..........................................................................................
16
4. HMI
.............................................................................................................................................
18 5. SCADA
.................................................................................................................................
20
5.1. Concepto Bsico De Sistemas SCADA
..............................................................................
20 5.2. Funciones Principales Del Sistema SCADA
.......................................................................
21
6. RELAVES
.................................................................................................................................
22 7. CIANURACIN
...........................................................................................................................
22
7.2. Cianuracin
dinmica..........................................................................................................
22 7.3. Cianuracin Esttica
...........................................................................................................
23
8. MTODOS LIXIVIANTES
...........................................................................................................
23 8.1. Mtodos de Cianuracin
......................................................................................................
24
8.1.1. Mtodo de Cianuracin tipo DUMP LEACHING
.................................................... 24 8.1.2.
Mtodo de Cianuracin tipo HEAP
LEACHING.................................................... 24
8.1.3. Mtodo de Cianuracin tipo VAT LEACHING
...................................................... 25 8.1.4.
Mtodo de Cianuracin por agitacin
......................................................................
25
8.2. Cianuracin por Agitacin en la Unidad Minera Orcopampa
............................................. 25 9. CARBN ACTIVADO
..................................................................................................................
26
9.1. El carbn activado en la cianuracin
...................................................................................
27 10. ESPESADOR
..............................................................................................................................
27
10.1. Principio de Operacin
.......................................................................................................
27 10.2. Tipos de Espesamientos
...................................................................................................
28
CAPITULO III LAZOS DE CONTROL 1. NIVEL DE INTERFASE EN EL
ESPESADOR.
..........................................................................
31 2. CONTROL DE DENSIDAD
.........................................................................................................
32 3. CONTROL DE FLUJO MASA
.....................................................................................................
34 4. IMPORTANCIA DEL pH EN EL TANQUE DE CIANURACION # 1
.......................................... 36 5. IMPORTANCIA DEL
OXIGENO DISUELTO EN EL TANQUE DE CIANURACION # 1 ........ 37 6.
CONTROL DE NIVEL DE AGUA
................................................................................................
38 7. CONTROL DE NIVEL EN EL HOLDING TANK
.........................................................................
39
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X
CAPITULO IV SELECCIN DE INSTRUMENTOS Y EQUIPOS 1. CRITERIOS DE
SELECCIN DE INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE CONTROL ................
42
1.1. Instrumentos de Medicin
....................................................................................................
42 1.2. Vlvulas de
Control...............................................................................................................
43 1.3. Equipos de Control
..............................................................................................................
44
1.3.1. Controlador Lgico Programable
.............................................................................
44 2. SELECCIN DE INSTRUMENTOS Y EQUIPO DE CONTROL
.............................................. 45
2.1. Seleccin de Instrumentos
...................................................................................................
45 2.1.1. Sensor Ultrasonido De Nivel
....................................................................................
45 2.1.2. Densmetro Radiactivo
.............................................................................................
47 2.1.3. Medidor de pH
..........................................................................................................
49 2.1.4. Medidor de Oxigeno Disuelto
...................................................................................
52 2.1.5. Medidor de Flujo
......................................................................................................
54 2.1.6. Vlvula Pinch Neumtica
.........................................................................................
57 2.1.7. Vlvula de Control Electroneumtica
.......................................................................
58 2.1.8. Vlvula Neumtica Tipo Cuchilla
............................................................................
59 2.1.9. Electrovlvulas
.........................................................................................................
61 2.1.10. Transductor De Corriente
.........................................................................................
63 2.1.11. Variadores de Velocidad
..........................................................................................
64
2.2. Seleccin de Equipo De Control
..........................................................................................
69 2.2.1. PLC QUANTUM 140CPU534-14
.............................................................................
69 2.2.2. PLC Modicon M340
..................................................................................................
72
CAPITULO V DISEO DEL SISTEMA DE AUTOMATIZACIN 1. ARQUITECTURA
DEL SISTEMA CONTROL
..........................................................................
75 2. FILOSOFA DE CONTROL
.........................................................................................................
78 2.1. Control Discreto
...................................................................................................................
80 2.2. Seleccin Automtico/Manual (VIA PLC)
...........................................................................
80 2.3. Seleccin Local/Remoto
......................................................................................................
81 3. DIAGRAMAS DE INSTRUMENTACIN
....................................................................................
82 3.1. Diagrama De Instrumentacin del proceso de Repulpado
............................................... 82
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Br. CARLOS A. VSQUEZ VELSQUEZ Y Br. RENATO A. BALTA PERALES
XI
3.2. Diagrama De Instrumentacin del proceso Cianuracin
................................................... 85 4. SCADA DEL
PROYECTO...........................................................................................................
87 CAPITULO VI COSTOS DEL PROYECTO 1. GENERALIDADES
......................................................................................................................
92 2. COSTOS DEL PROYECTO
........................................................................................................
92
2.1. Costos de Los Instrumentos
...............................................................................................
93 2.2. Costos de Equipos De Control
..........................................................................................
94 2.3. Costos de Equipos a nivel de supervisin
.........................................................................
94 2.4. Costos por mano de obra
..................................................................................................
94
3. JUSTIFICACIN DEL PROYECTO
...........................................................................................
95 4. FINANCIACIN
...........................................................................................................................
95 CONCLUSIONES
.............................................................................................................................
96 RECOMENDACIONES
.....................................................................................................................
97 REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS
.................................................................................................
98 ANEXOS
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Br. CARLOS A. VSQUEZ VELSQUEZ Y Br. RENATO A. BALTA PERALES
XII
INDICE DE FIGURAS
Fig. 1 : Ubicacin geogrfica
......................................................................................................
4 Fig. 2 : Esquema del proceso de repulpado
..............................................................................
5 Fig. 3 : Esquema del proceso de cianuracin
............................................................................
6 Fig. 4 : Sistema de bucle abierto
............................................................................................................
8 Fig. 5 : Sistema de bucle cerrado
..........................................................................................................
9 Fig. 6 : Ejemplos de circuitos sin PLC
......................................................................................
12 Fig. 7 : Ejemplos de circuitos con
PLC.....................................................................................
13 Fig. 8 : Sistema de control distribuido
......................................................................................
15 Fig. 9 : HMI
................................................................................................................................
19 Fig. 10 : Espesador por gravedad
..............................................................................................
29 Fig. 11 : Espesador por flotacin
...............................................................................................
30 Fig. 12 : Proceso de control de densidad
...................................................................................
32 Fig. 13 : Diagrama de flujo de control de densidad
...................................................................
33 Fig. 14 : Proceso de control de flujo masa
.................................................................................
34 Fig. 15 : Diagrama de flujo de control de flujo masa
.................................................................
35 Fig. 16 : pH en el tanque cianuracin #1
...................................................................................
36 Fig. 17 : Diagrama de flujo del pH en el tanque de cianuracin #1
.......................................... 37 Fig. 18 : Proceso de
control de nivel de agua
............................................................................
38 Fig. 19 : Diagrama de flujo de control de nivel de agua
............................................................ 39
Fig. 20 : Proceso de control de nivel en el holding tank
............................................................ 40
Fig. 21 : Diagrama de flujo de control de nivel en el holding tank
............................................ 41 Fig. 22 : Medidor
de nivel por ultrasonido
..................................................................................
47 Fig. 23 : Densmetro Radiactivo
.................................................................................................
48 Fig. 24 : Medidor de pH
...............................................................................................................
52 Fig. 25 : Medidor de Oxigeno Disuelto
.......................................................................................
54 Fig. 26 : Principio de Operacin de Flujmetro de Efecto Vortex
............................................. 56 Fig. 27 : Medidor
de Flujo
...........................................................................................................
56 Fig. 28 : Vlvula Pinch Neumtica
..............................................................................................
58 Fig. 29 : Vlvula Neumtica Proporcional
..................................................................................
59 Fig. 30 : Vlvula Neumtica Tipo Cuchilla
.................................................................................
61 Fig. 31 : Electrovlvula ON/OFF
.................................................................................................
62 Fig. 32 : Transductor De Corriente
.............................................................................................
63
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Br. CARLOS A. VSQUEZ VELSQUEZ Y Br. RENATO A. BALTA PERALES
XIII
Fig. 33 : Instalacin tpica del variador de velocidad con un
motor trifsico ............................ 68 Fig. 34 : Variadores
de velocidad Micromaster 440
..................................................................
69 Fig. 35 : PLC Quantum 140CPU534-14
.....................................................................................
71 Fig. 36 : PLC Modicon M340
......................................................................................................
74 Fig. 37 : Arquitectura de Sistema De control
.............................................................................
77 Fig. 38 : Relaveras
......................................................................................................................
79 Fig. 39 : Diagrama de Instrumentacin del proceso de repulado
............................................. 84 Fig. 40 : Diagrama
de Instrumentacin del proceso de cianuracin
......................................... 86 Fig. 41a : SCADA del
Proceso de Repulpado
.............................................................................
88 Fig. 41b : SCADA del Proceso de Repulpado
.............................................................................
89 Fig. 42 : SCADA del Proceso de Cianuracin
...........................................................................
89 Fig. 43 : Display para el ingreso de datos de cada lazo de
control .......................................... 90 Fig. 44 :
Display para mostrar datos de los motores
.................................................................
90 Fig. 45 : Reporte de datos del SCADA
.......................................................................................
91
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Br. CARLOS A. VSQUEZ VELSQUEZ Y Br. RENATO A. BALTA PERALES
XIV
INDICE DE TABLAS
Tabla. 1 : Presin de trabajo de vlvula de control neumtica
................................................... 60 Tabla. 2 :
Seleccin de Variadores de Velocidad
........................................................................
66 Tabla. 3 : Caractersticas del PLC Quantum 140CPU534-14
.................................................... 70 Tabla. 4 :
Caractersticas del PLC Modicon M340
......................................................................
72 Tabla. 5 : Costos de Instrumentos
................................................................................................
93 Tabla. 6 : Costos de Equipos de
Control......................................................................................
94 Tabla. 7 : Costos de Equipos a Nivel de Supervisin
..................................................................
94 Tabla. 8 : Costos por Mano de Obra
............................................................................................
94
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Br. CARLOS A. VSQUEZ VELSQUEZ Y Br. RENATO A. BALTA PERALES
1
CAPITULO I
INTRODUCCIN
1. EL PROBLEMA En el departamento de Arequipa se ubica la unidad
minera Orcopampa perteneciente a la compaa de minas BUENAVENTURA,
la cual inicio sus operaciones hace 42 aos. El procesos para
separar el oro de la roca era significativamente menos eficiente de
lo que es ahora, por tanto, un porcentaje de oro no se recuperaba y
se desperdiciaba e iba a parar a las canchas de relaves. Se
realizaron estudios para procesar el relave seco, aprobndose el
proyecto e inicindose la implementacin el ao 2007, la planta est
constituida por dos etapas bien definidas, la primera es la etapa
de repulpado, que cuenta con una tolva de almacenamiento, una faja
transportadora un cilindro lavador, un espesador, un tanque de
agua, tanque holding tank, bombas y vlvulas, en esta etapa se
realizan controles de nivel y de densidad. La segunda etapa es la
de cianuracin que cuenta con tanques de cianuracin, bombas y
agitadores. Actualmente las dos etapas no existe un control
automtico, sumado a esto no tienen un sistema de control de la
cantidad que procesan diariamente.
2. ENUNCIADO DEL PROBLEMA Es posible realizar el Diseo del
sistema de control automtico del proceso de retratamiento del
relave en la unidad minera Orcopampa de la empresa
Buenaventura?
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Br. CARLOS A. VSQUEZ VELSQUEZ Y Br. RENATO A. BALTA PERALES
2
3. HIPTESIS La automatizacin de planta de repulpado y cianuracin
en la unidad minera Orcopampa significara asegurar un aumento en la
eficiencia del procesamiento de oro.
4. ANTECEDENTES DEL PROBLEMA
Habiendo realizado una pesquisa bibliogrfica, respecto a los
antecedentes del presente trabajo, se tiene que:
En biblioteca: Se busc informacin en la Biblioteca Especializada
de la Universidad Privada Antenor Orrego, se encontr una tesis
relacionado con el tema. Autor: Br Eduardo Ral Arca Torrejn Titulo:
Diseo e implementacin de un sistema de supervisin y control de
proceso de relaves en la unidad minera Rosaura de le empresa
PERUBAR. Conclusiones: Al analizar la problemtica y con el estudio
de la automatizacin se dio paso al diseo del sistema de supervisin
y control del proceso de disposicin de relaves en la unidad minera
Rosaura de la empresa Perubar. Haciendo un diseo de sistemas de
control as como los lazos de control para las diversas variables
del proceso, determinacin de las entradas y salidas necesarias.
Luego procedi al diseo del diagrama de instrumentacin con la
seleccin de los instrumentos y equipos necesarios para el proceso
ya mencionado, implementando tambin el software de control y
supervisin apropiada, finalizando su instalacin e implementacin del
proyecto en base a lo diseado.
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Br. CARLOS A. VSQUEZ VELSQUEZ Y Br. RENATO A. BALTA PERALES
3
5. OBJETIVOS: 5.1. Objetivo General
Disear la automatizacin ms adecuada para el proceso de
retratamiento del relave en la unidad minera Orcopampa
5.2. Objetivos Especficos
Disear un sistema de control el cual debe cumplir con los
lineamientos de la
planta. Disear un sistema de control, seguro, amigable y
confiable en donde el operador
pueda realizar las distintas operaciones de manera fcil e
intuitiva, utilizando para ello todas las herramientas que los
componentes ofertados puedan tener.
Realizar una adecuada seleccin de instrumentos, controlador
lgico programable (PLC), Scada, etc. de acuerdo a los
requerimientos del sistema.
6. DESCRIPCIN DEL SISTEMA
6.1. Generalidades
Ubicacin Ubicada en la Provincia de Castilla, Departamento de
Arequipa a 1,350Km de Lima entre 3,800 y 4,500 msnm. Accesos a la
mina Arequipa Aplao Viraco - Orcopampa 370 km. Arequipa - Sybayo -
Caylloma - Orcopampa 320 km. Por va area Principales productos (en
orden de importancia): ORO PLATA Tipo de operacin y minas
Subterrnea en las minas Nazareno, Prometida, Lucy Piso y
Prosperidad.
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Br. CARLOS A. VSQUEZ VELSQUEZ Y Br. RENATO A. BALTA PERALES
4
Mtodo de explotacin Mtodo de Corte y Relleno Ascendente
Mecanizado Limpieza con Scoop de 0.5, 1.0, 2.2 y 3.5 Yd3 Extraccin
de Mineral hacia el Pique se realiza con Camiones de bajo perfil
y
locomotoras trolley El mineral es izado a nivel superficie por
el Pique Nazareno Transporte de mina a Planta con volquetes Volvo
de 24 Tn.
Fig. 1: Ubicacin geogrfica
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Br. CARLOS A. VSQUEZ VELSQUEZ Y Br. RENATO A. BALTA PERALES
5
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
A
B
C
D
E
F
G
A
B
C
D
E
F
G
Buena enturade MinasCompaia
U.E.A. Orcopampa
DISEADO POR:: BR. RENATO BALTA Y BR. CARLOS VASQUEZ
VERIFICADO POR: ING. LUIS VARGAS DIAZ.
TURBINE RAKE
PANEL DE CONTROL
GGA R
CUTOUT ALARM CUTOUT
RICE
DRIVE
RUNNINGRUNINNG
RAKEDRIVEHIGHTORKE
VELOCIDADIMPULSOR
FALLA VFD
IMPULSORFUNCIONANDO
GM MTURBINE RAKE
EMPRESA: COMPAIA DE MINAS BUENA VENTURA S.A.A
TITULO: ESQUEMA DEL PROCESO DE REPULPADO
APROBADO POR: ING. LUIS VARGAS DIAZ.
DIBUJADO POR:: BR. RENATO BALTA Y BR. CARLOS VASQUEZ
N DE PLANO: DWG - 1
HOJA: 1
UBICACION EN INDICE DEL PROYECTO: FIG. 2 - PAG 5
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Br. CARLOS A. VSQUEZ VELSQUEZ Y Br. RENATO A. BALTA PERALES
6
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
A
B
C
D
E
F
G
A
B
C
D
E
F
G
Buena enturade MinasCompaia
U.E.A. Orcopampa
DISEADO POR:: BR. RENATO BALTA Y BR. CARLOS VASQUEZ
VERIFICADO POR: ING. LUIS VARGAS DIAZ.
EMPRESA: COMPAIA DE MINAS BUENA VENTURA S.A.A
TITULO: ESQUEMA DEL PROCESO DE CIANURACION
APROBADO POR: ING. LUIS VARGAS DIAZ.
DIBUJADO POR:: BR. RENATO BALTA Y BR. CARLOS VASQUEZ
N DE PLANO: DWG - 2
HOJA: 1
UBICACION EN INDICE DEL PROYECTO: FIG. 3 - PAG 6
-
Br. CARLOS A. VSQUEZ VELSQUEZ Y Br. RENATO A. BALTA PERALES
7
CAPITULO II
FUNDAMENTO TERICO
1. SISTEMAS DE AUTOMATIZACIN Desde los inicios de la era
industrial hasta la actualidad, la automatizacin de procesos ha
pasado a ser una herramienta indispensable, actualmente ninguna
empresa puede dejar de lado la automatizacin de sus procesos pues
sta aumenta la calidad de sus productos finales, reduce los tiempos
de produccin, realiza tareas complejas, reduce los desechos y por
lo tanto aumenta la rentabilidad productiva. La mayor calidad en
los productos se logra mediante exactitud de las mquinas
automatizadas y por la eliminacin de los errores propios del ser
humano, lo que a su vez repercuten grandes ahorros de tiempo y
materia. Consideramos como proceso, al conjunto de los diferentes
momentos sucesivos o tambin de las diferentes acciones sucesivas
realizadas para conseguir un determinado resultado. Un sistema es
una combinacin de componentes que actan conjuntamente para cumplir
un determinado objetivo. Denominamos perturbaciones de un proceso
como aquellos hechos o situaciones que se producen en el sistema y
que tienden a afectar adversamente el desarrollo del proceso. Si la
perturbacin se genera dentro del sistema, se denomina perturbacin
interna, mientras que una perturbacin externa se genera fuera del
mismo. La palabra control se toma en el sentido de regular, dirigir
o mandar y la podemos considerar como el conjunto de acciones
complementarias encaminadas al mando y dominio de otras actividades
y por ello, un sistema de control es una interconexin de
componentes que forman una configuracin de tal manera que mandan,
dirigen o regulan a un sistema segn una respuesta deseada del
mismo. Se denomina consigna (punto de referencia) a las condiciones
de
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Br. CARLOS A. VSQUEZ VELSQUEZ Y Br. RENATO A. BALTA PERALES
8
referencia en las que esperamos que se desarrolle el proceso o
dicho de otra forma, representa el comportamiento deseado para el
mismo. Con la consigna se establece los posibles mrgenes de
variacin de determinadas magnitudes que sern comparadas con otras
de la misma naturaleza medidas en el proceso y que lo caracterizan.
Los sistemas de control, segn que el desarrollo del proceso tenga
efecto o no sobre la accin de control, se pueden clasificar en:
sistemas de bucle (o lazo) abierto y sistemas de bucle cerrado.
1.1. Sistemas en Bucle Abierto
Se caracterizan porque la informacin o variables que controlan
el proceso circulan en una sola direccin, desde la unidad de
control al proceso. El sistema de control no recibe ninguna
informacin sobre el desarrollo (variables de salida) del mismo y,
por tanto ste no tiene ningn efecto sobre la accin de control. La
siguiente figura muestra el diagrama de bloques de un sistema de
control de este tipo:
Fig. 4: Sistema de bucle abierto
En estos sistemas, la consigna determina una condicin de
operacin fija no adaptable a los posibles cambios. La precisin
depende de la calibracin y, cuando se producen perturbaciones
(internas o externas), el proceso no se desarrolla de la forma
esperada.
1.2. Sistemas en Bucle Cerrado
Se tiende a mantener una relacin preestablecida entre el
desarrollo del proceso (variables de salida) y las entradas de
referencia (consigna), comparndolas y utilizando su diferencia como
seal de control. La siguiente figura muestra el diagrama de bloques
de uno de estos sistemas.
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Fig. 5: Sistema de bucle cerrado
Cualquier proceso que queramos controlar, estar sometido a
perturbaciones (internas y externas) que tendern a desviarlo de su
desarrollo deseado. Para conocer el desarrollo del proceso y poder
compensar as sus desviaciones, se seleccionan aquellas magnitudes
que lo caractericen, y que son medidas a travs de los sensores, de
tal forma que nos permiten conocer si el proceso est evolucionando
dentro de los mrgenes preestablecidos o no. Las seales que producen
los sensores se comparan con las seales de referencia o consigna
(que establecen la situacin deseada) de tal forma que la seal
diferencia de ambas (seal error) determina las acciones a realizar,
tienden a acercar la respuesta del sistema a la deseada. El trmino
lazo o bucle cerrado implica el uso de la accin de control
realimentado para reducir el error en el sistema. En la mayora de
los procesos controlados se utiliza el de lazo cerrado, ya que
posibilita tanto el control continuo de determinadas magnitudes y
por tanto la posibilidad de reaccin sobre su desarrollo.
1.3. Controladores
1.3.1. Control Todo o Nada
Es la regulacin ms simple y econmica, utilizada en numerosas
aplicaciones en las que puede admitirse una oscilacin continua
entre dos lmites, siempre y cuando se trate de procesos de evolucin
lenta, como ejemplos podemos citar la regulacin de nivel o de
temperatura, todos stos son problemas relativamente sencillos de
lgica digital, quiere decir de dos estados cero o uno, o tambin
on/off. Numerosos reguladores incorporan esta funcin bsica, que
adems ofrece la mxima rapidez de respuesta y en ocasiones se
recurre a este tipo de control cuando el error es grande, y se
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pasa de forma automtica a otro tipo de regulacin cuando el error
se aproxima a cero.
1.3.2. Control PID
El algoritmo de control ms ampliamente extendido es el PID, pero
existen muchos otros mtodos que pueden dar un control de mayor
calidad en ciertas situaciones donde el PID no responde a la
perfeccin. El PID da buenos resultados en la inmensa mayora de
casos y tal vez es por esta razn que goza de tanta popularidad
frente a otros reguladores tericamente mejores. Los diseadores de
software de regulacin pretenden que programar los nuevos sistemas
de control sea tan fcil y familiar como el PID, lo que posibilitara
una transicin sin dificultades. Sea cual sea la tecnologa de
control, el error de regulacin es la base a partir de la cual acta
el PID y se intuye que cuanto ms precisa sea la medida, mejor se
podr controlar la variable en cuestin. Esta es la razn por la que
el sensor es el elemento crtico del sistema. Tambin se debe pensar
en la instalacin, especialmente en la forma en que se transmiten
los datos del sensor hacia el regulador y posibles fuentes de
interferencias. Un regulador proporcional-integral-derivativo o PID
tiene en cuenta el error, la integral del error y la derivada del
error. La accin de control se calcula multiplicando los tres
valores por una constante y sumando los resultados. Los valores de
las constantes reciben el nombre de constante proporcional,
integral, derivativa y definen el comportamiento del regulador.
2. CONTROLADOR LGICO PROGRAMABLE (PLC)
Hasta no hace mucho tiempo el control de procesos industriales
se vena haciendo de forma cableada por medio de contactores y rels.
Al operario que se encontraba a cargo de este tipo de
instalaciones, se le exiga tener altos conocimientos tcnicos para
poder realizarlas y posteriormente mantenerlas, adems cualquier
variacin en el proceso supona modificar fsicamente gran parte de
las conexiones de los montajes, siendo necesario para ello un gran
esfuerzo tcnico y un mayor desembolso econmico.
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El PLC trabaja atendiendo sus entradas y dependiendo de su
estado conecta/desconecta sus salidas. El usuario introduce un
programa, normalmente va software que proporciona los resultados
deseados. Los PLC son utilizados en muchas aplicaciones reales,
casi cualquier aplicacin que necesite algn tipo de control elctrico
necesita un PLC. Entonces se define un PLC como una computadora
especializada, diseada para controlar maquinas y procesos en
ambientes industriales operando en tiempo real.
2.1. Ventajas y Desventajas del PLC
a) Ventajas
Menor tiempo empleado en la elaboracin de proyectos debido a
que: - La lista de materiales queda sensiblemente reducida, y al
elaborar el
presupuesto correspondiente eliminaremos parte del problema que
supone el contar con diferentes proveedores, distintos plazos de
entrega, etc.
- Posibilidad de realizar modificaciones sin cambiar el
cableado. - Mnimo espacio de ocupacin. - Menor costo de mano de
obra de la instalacin. - Economa de mantenimiento, aumento de la
fiabilidad del sistema al
eliminar contactos mviles, los mismos autmatas pueden detectar e
indicar averas.
- Posibilidad de gobernar varias maquinas con un mismo autmata.
- Menor tiempo para la puesta de funcionamiento del proceso al
quedar
reducido el tiempo de cableado. - Si por alguna razn la maquina
queda fuera de servicio, el autmata queda
til para otra mquina o sistema de produccin.
b) Desventajas En primer lugar, de que hace falta un
programador, lo que obliga a adiestrar a los tcnicos, pero hoy en
da ese inconveniente est solucionado porque las universidades y/o
institutos superiores ya se encargan de dicho adiestramiento. Pero
hay otro factor importante como el costo inicial que puede o no ser
un inconveniente, segn las caractersticas del automatismo en
cuestin, dado que el PLC cubre ventajosamente en amplio espacio
entre la lgica cableada y el microprocesador es preciso que el
proyectista lo conozca tanto en cualidades
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como sus limitaciones, por tanto, aunque el coste inicial debe
tenerse en cuenta a la hora de decidirnos por uno u otro sistema,
conviene analizar todos los dems factores para asegurarnos una
decisin acertada.
c) Ejemplos de circuitos sin PLC
La siguiente figura muestra un tpico circuito de automatismos,
Un arrancador Estrella/Tringulo con temporizador, donde por una
parte tenemos el circuito de fuerza, que alimenta el motor, y por
otra el circuito auxiliar o de mando, que realiza la maniobra de
arranque de dicho motor.
Fig. 6: Ejemplo de circuitos sin PLC
d) Ejemplos de circuitos con PLC
La siguiente figura muestra como se realiza el mismo propsito de
manera programada, el circuito de fuerza es exactamente el mismo
que en la tcnica cableada, sin embargo, el de mando ser sustituido
por un autmata programable, al cual se unen elctricamente los
pulsadores y las bobinas de los contactores. La maniobra de
arranque la realizara el programa que previamente se ha transferido
al autmata.
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Fig. 7: Ejemplo de circuitos con PLC
2.2. Partes de un PLC La estructura bsica de cualquier autmata
es la siguiente:
Fuente de alimentacin
CPU
Mdulos I/O
Terminal de programacin
Perifricos de comunicacin. 3. ARQUITECTURA DE CONTROL
La arquitectura de control es el conjunto de elementos
involucrados que regulan el comportamiento de un sistema a
controlar, (controladores, sensores, actuadores, sistema de
supervisin, buses de comunicacin, etc.) sta tendr xito en funcin a
la capacidad de adaptarse a las necesidades especficas de cada
proceso, por lo tanto, un sistema de control debe: garantizar la
estabilidad, ser robusto frente a perturbaciones, tener alta
escalabilidad, ser fcilmente implementable, ser cmodo de operar en
tiempo real con ayuda de un ordenador y ser tan eficiente como sea
posible de acuerdo al criterio preestablecido, puesto
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que en todas industrias se desea que los productos finales de
los procesos sean de calidad, a precio competitivo, suministro a la
brevedad de tiempo, todos stas caractersticas influyen mucho en la
eficiencia del sistema de control. Las necesidades productivas de
cada industria marcarn las caractersticas de su sistema de control.
Por otra parte, las tecnologas estn cambiando a una enorme
velocidad, lo que hace que el predominio de una tecnologa de
control, durante un determinado perodo de tiempo, sea ms intenso,
de tal manera que hay que ser muy objetivo a la hora de implementar
una nueva tecnologa, normalmente se realizaba un control
centralizado que podan gestionar cientos de lazos, al seguir
avanzando los procesos y las tecnologas apareci la necesidad del
control distribuido dividindolas en partes, las cuales eran
supervisadas por un sistema superior, que a su vez pasaba la
informacin a los sistemas informticos de gestin segn la pirmide o
niveles de comunicaciones.
3.1. Sistema de Control Distribuido
Control distribuido se denomina a la asignacin de tareas a
varios controladores instalados en zonas estratgicas en la planta
como muestra en la Fig. 8, en vez de instalar un controlador
central de gran capacidad, los pequeos controladores
interconectados va un sistema de bus de campo. Presentando las
siguientes ventajas:
Programacin ms sencilla con programas ms pequeos.
Un arreglo ms confiable de la estructura del sistema.
Facilidad para ampliar o modificar el sistema.
Mayor disponibilidad de informacin en el sistema debido a la
presciencia de controladores autnomos.
Tiempo de reaccin muy cortos, independiente de los tiempos de
operacin de bus. Aunque muchas veces, de forma errnea, son
agrupadas dentro del trmino "Bus de Campo", las redes de control
distribuido son sistemas de comunicaciones completos, dirigidos
fundamentalmente a la transmisin de informacin, que permite la
interconexin de mltiples dispositivos de proceso con la
inteligencia suficiente como para soportar el protocolo de
comunicaciones de la red y para elaborar la informacin que sta
requiera. Ejemplos de este tipo de redes seran Ethernet/TCP/IP o
Industrial-Ethernet, la diferencia fundamental respecto a los
"Buses de Campo" es que para ste caso no se est realizando un
clculo multiplexado de bits digitales, si no, que se
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establece una comunicacin interactiva entre los diferentes
elementos o dispositivos que componen la red, por ejemplo, el
centro de control no slo podr parametrizar un dispositivo concreto
de la red, si no, que podr modificar ntegramente el programa que
dicho dispositivo ejecuta, transferir ficheros, requerir histricos
de datos almacenados, etc.
Fig. 8: Sistema de control distribuido En general las redes de
control distribuido son las ms utilizadas en los sistemas de
supervisin y/o adquisicin donde los dispositivos distribuidos
disponen de un grado de inteligencia tal que pueden conformar
clulas autnomas de control con su propia capacidad de procesado y
almacenamiento de la informacin y que, por lo tanto, son totalmente
independientes de la existencia o no del ordenador de central de
proceso.
3.2. Buses de Campo
Bus de campo llamado tambin Fieldbus es relacionado con una red
de caractersticas propias, que nos permite conectar dispositivos de
campo ubicados en plantas industriales, con el fin que interacten
entre ellos, en cierta medida es cierto, pero no es la definicin ms
adecuada. Fieldbus se refiere a tecnologas de comunicacin y
protocolos usados en automatizacin y control de procesos
industriales. La tarea del bus de campo es comunicar los sensores y
actuadores con sistemas inteligentes como los PLC y las
computadoras, de manera que la informacin que ellos puedan brindar,
pueda recorrer el sistema de informacin de toda la planta.
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El bus de campo debe cumplir estrictamente con los
requerimientos de modularidad, seguridad, flexibilidad, resistencia
a interferencias, facilidad de instalacin, mantenimiento,
programacin, adems debe cumplir principalmente dos aplicaciones
diferentes:
El control secuencial de las maquinarias o fbricas, donde la
proteccin contra el peligro de explosin no es un factor crtico. Se
caracteriza por tiempos de reaccin cortos, elevada velocidad de
transmisin y longitud de buses de hasta 300 metros.
El control de procesos, donde la proteccin contra los peligros
de explosin debe ser intrnsecamente segura, es posible tener ciclos
de tiempo de 100ms para control y se puede cubrir mayores
distancias a 1500 mts.
3.2.1. Buses de Campo Propietario
Son aquellos sistemas que se caracterizan por su restriccin de
componentes a los productos de un solo fabricante, por lo tanto, no
existe compatibilidad con productos de otros fabricantes. Una de
las ventajas principales de estos buses de campo cerrados o
propietarios es que tienen bajo requerimiento de configuracin y
puesta a punto, ya que todos los componentes se obtienen de un solo
fabricante.
3.2.2. Buses de Campo Abierto
Los buses de campo abierto son todo lo contrario, son sistemas
que facilitan la comunicacin entre dispositivos de diferentes sin
necesidad de adaptaciones de adicionales, en pocas palabras, los
usuarios podrn usar o desarrollar productos basados en estos buses
de campo abiertos a un costo razonable y sin mucho esfuerzo, existe
una completa disponibilidad de herramientas y componentes de
hardware y software. Un bus de campo debe permitir por lo menos
tres cosas:
Interconectividad: Los diversos fabricantes pueden ser
conectados en forma segura al bus.
Interoperatibilidad: Es la habilidad para la conexin de diversos
elementos de diversos fabricantes.
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Intercambio: Los equipos de un fabricante pueden ser
reemplazados con una funcionalidad equivalente por equipos de otros
fabricantes.
Si la interoperabilidad no puede ser lograda, la misma operacin
del bus de campo es limitada y tal bus de campo se convierte en una
opcin poco til. La ltima meta es la capacidad de intercambio, esto
solo puede ser posible si las especificaciones son completas y se
cuenta con un apropiado sistema de prueba y validacin de los
equipos. Si se selecciona correctamente un bus de campo para una
determinada aplicacin se puede ofrecer al usuario muchas ventajas
tangibles e intangibles tales como:
Reduce la complejidad del sistema de control en trminos de
hardware. Permite reducir la cantidad de equipos de control tales
como: PLC, DCS, hardware, etc. adicionalmente reduce la necesidad
de instalar grandes cabinas de control para tales equipos, como el
cableado es drsticamente reducido en el campo, la cantidad de
accesorios de montaje tambin se reduce drsticamente. Todo esto
implica un ahorro directo y muy significativo de costos.
Al reducir los requerimientos de hardware, tambin se reducen los
tiempos
de instalacin y requerimientos de mano de obra. La implementacin
fsica de las instalaciones es mucho ms rpida, adems, las funciones
de diagnostico de Fieldbus identifican cualquier error en las
conexiones.
Debido a que se reduce la complejidad del sistema de control, la
etapa de
diseo que es la parte de ingeniera se desarrolla en menor tiempo
y por tanto el costo es menor. La necesidad de disear complicados
esquemas de control y de cableado se simplifica
significativamente.
Las modificaciones futuras, con actualizacin o ampliaciones que
son
fcilmente implementadas y a un costo menor.
Al seleccionar un sistema reconocido, abierto y bien
establecido, el equipo de campo de su planta puede se
intercambiable con equipos de otros fabricantes sin preocupaciones
por problemas de incompatibilidad.
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Los tiempos de parada y perdidas de produccin son reducidos
porque los procedimientos de diagnostico y correccin de fallas del
sistema Fieldbus permiten tomar acciones rpidamente.
En la actualidad existen muchas opciones. Algunos fabricantes
han desarrollado sistemas basados en tecnologas disponible (como la
interfaz RS-232 o el protocolo MODBUS) con las limitaciones
existentes. Otras compaas, sin embargo, han desarrollado nuevos y
ms poderosos estndares que ofrecen el manejo de mayores cantidades
de informacin a mayor velocidad que MODBUS. Un ejemplo de ellos es
PROFIBUS. Podemos listar aquellas que son de gran popularidad.
Algunas de ellas son bus de campo completamente definidos, otras
son solamente tecnologas bsicas. Algunos son sistemas propietarios
y otros de arquitectura abierta. Los siguientes buses de campo son
considerados obsoletos, con un buen pasado pero sin mucho futuro: -
ModBus - Hart - Data highway - Data highway plus Algunos sistemas
con mejor rendimiento: - ProfiBus DP - Allen-Bradley Remote I/O -
ModBus Plus - DeviceNet - FIPIO - AS-I - SINEC - FIP - Omron Sysmac
- Smart Distribuited System - ProfiBus FMS
4. HMI
La sigla HMI es la abreviacin en ingles de interfaz Hombre
Maquina. Los sistemas HMI podemos pensarlos como una ventana de un
proceso, sta ventana puede estar en dispositivos especiales como
paneles de operador o en una computadora, los sistemas HMI
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en computadoras se los conoce tambin como software HMI o de
monitoreo y control de supervisin como indica la Fig. 9. Las seales
del proceso son conducidas al HMI por medio de dispositivos como
tarjetas de entrada y salida en la computadora, PLCs, RTU o
variadores de velocidad de motores cuya comunicacin debe ser
entienda por el HMI. Las funciones del HMI es de monitorear los
datos de la planta en tiempo real, estos datos se pueden mostrar
como nmeros, texto o grficos que permitan una lectura ms fcil de
interpretar. La supervisin permite junto con el monitoreo la
posibilidad de ajustar las condiciones de trabajo del proceso
directamente desde la computadora. Las alarmas tienen la capacidad
de reconocer eventos excepcionales dentro del proceso y reportar
estos eventos. Las alarmas son reportadas basadas en lmites de
control pre-establecidos. El control del HMI tiene la capacidad de
aplicar algoritmos que ajustan los valores del proceso y as
mantener estos valores dentro de ciertos lmites, sin embargo, la
aplicacin de sta funcin desde un software corriendo en una PC puede
quedar limitada por la confiabilidad que quiera obtenerse del
sistema. Tambin tienen la capacidad de muestrear y almacenar en
archivos, datos del proceso a una determinada frecuencia. Este
almacenamiento de datos es una poderosa herramienta para la
optimizacin y correccin de procesos.
Fig. 9: HMI
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5. SCADA
5.1. Concepto Bsico de Sistemas SCADA
Los sistemas SCADA (Supervisory Control And Data Adquisition)
son aplicaciones de software, diseadas con la finalidad de
controlar y supervisar procesos a distancia. Se basan en la
adquisicin de datos de los procesos remotos. Es una aplicacin de
software, especialmente diseada para funcionar sobre ordenadores en
el control de produccin, proporcionando comunicacin con los
dispositivos de campo, controladores autnomos, autmatas
programables, etc. controlando el proceso de forma automtica desde
una computadora, adems, enva la informacin generada en el proceso
productivo a diversos usuarios, tanto del mismo nivel como hacia
otros supervisores dentro de la empresa, es decir, que permite la
participacin de otras reas como por ejemplo: control de calidad,
supervisin, mantenimiento, etc. Cada palabra de SCADA (Supervisin,
Control y Adquisicin de datos) involucran muchos subsistemas, por
ejemplo, la adquisicin de los datos puede estar a cargo de un PLC
(Controlador Lgico Programable) el cual toma las seales y las enva
a las estaciones remotas usando un protocolo determinado. Las
tareas de Supervisin y Control generalmente estn ms relacionadas
con el software SCADA, en el operador puede visualizar en la
pantalla del computador de cada una de las estaciones remotas que
conforman el sistema, los estados de sta, las situaciones de alarma
y tomar acciones fsicas sobre algn equipo lejano, la comunicacin se
realiza mediante buses especiales o redes LAN. Todo esto se ejecuta
normalmente en tiempo real, y estn diseados para dar al operador de
planta la posibilidad de supervisar y controlar dichos procesos.
Estos sistemas actan sobre los dispositivos instalados en la
planta, como son los controladores, autmatas, sensores, actuadores,
registradores, etc. Adems permiten controlar el proceso desde una
estacin remota, para ello el software brinda una interfaz grfica
que muestra el comportamiento del proceso en tiempo real.
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5.2. Funciones Principales Del Sistema SCADA a) Supervisin
Remota De Instalaciones Y Equipos: Permite al operador conocer
el
estado de desempeo de las instalaciones y los equipos alojados
en la planta, lo que permite dirigir las tareas de mantenimiento y
estadstica de fallas.
b) Control Remoto De Instalaciones Y Equipos: Mediante el
sistema se puede
activar o desactivar los equipos remotamente (por ejemplo abrir
vlvulas, activar interruptores, etc.) de manera automtica y tambin
manual, adems, es posible ajustar parmetros, valores de referencia,
algoritmos de control, etc.
c) Procesamiento De Datos: El conjunto de datos adquiridos
conforman la
informacin que alimenta el sistema, esta informacin es
procesada, analizada, y comparada con datos anteriores, y con datos
de otros puntos de referencia, dando como resultado una informacin
confiable y veraz.
d) Visualizacin Grfica Dinmica: El sistema es capaz de brindar
imgenes en
movimiento que representen el comportamiento del proceso, dndole
al operador la impresin de estar presente dentro de una planta
real. Estos grficos tambin pueden corresponder a curvas de las
seales analizadas en el tiempo.
e) Generacin De Reportes: El sistema permite generar informes
con datos
estadsticos del proceso en un tiempo determinado por el
operador.
f) Representacin Se Seales De Alarma: A travs de las seales de
alarma se logra alertar al operador frente a una falla o la
presencia de una condicin perjudicial o fuera de lo aceptable.
Estas seales pueden ser tanto visuales como sonoras.
g) Almacenamiento De Informacin Histrica: Se cuenta con la opcin
de
almacenar los datos adquiridos, esta informacin puede analizarse
posteriormente, el tiempo de almacenamiento depender del operador o
del autor del programa.
h) Programacin De Eventos: Esta referido a la posibilidad de
programar
subprogramas que brinden automticamente reportes, estadsticas,
grfica de curvas, activacin de tareas automticas, etc.
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6. RELAVES Los relaves son desechos txicos subproductos de
procesos mineros, usualmente una mezcla de tierra, minerales,
productos qumicos y agua. Los relaves contienen altas
concentraciones de qumicos y elementos que alteran el medio
ambiente, por lo que deben ser transportados y almacenados en
"tanques o pozas de relaves" donde lentamente los contaminantes se
van decantando en el fondo y el agua es recuperada. El material
queda dispuesto como un depsito estratificado de materiales slidos
finos. El manejo de relaves es una operacin clave en la recuperacin
de agua y evitar filtraciones hacia el suelo. Dado que el costo de
manejar este material es alto, las compaas mineras intentan
localizar los "tanques o pozas de relave" lo ms cerca posible a la
planta de procesamiento de minerales, minimizando costos de
transporte y reutilizar el agua contenida.
7. CIANURACIN
7.1. Cianuracin dinmica
En este proceso en movimiento o llamado tambin agitacin, cuyo
objetivo es de mantener la pulpa en agitacin, obedece a la intencin
de acelerar el proceso de disolucin y exposicin de las partculas
metlicas a la accin del agente disolvente. Frecuentemente este tipo
de operaciones pueden ser continuas, es decir, que en simultaneo
puede irse alimentando el material al proceso y al mismo tiempo
puede ocurrir la descarga del material procesado. En general este
tipo de plantas suelen ser continuas, es decir que la pulpa es
alimentada desde un primer tanque y a lo largo del proceso va
fluyendo hasta un ltimo tanque donde, ya se le ha extrado el oro al
mineral. En este proceso suele requerir de un tiempo de proceso
(tiempo de residencia) de aproximadamente 18 horas, aunque
eventualmente puede haber materiales que requieren mayor tiempo, si
la intencin es de alcanzar mayores recuperaciones, sin embargo se
debe evaluar el costo, porque no siempre el alcanzar altas
recuperaciones resulta siendo lo ms rentable teniendo en cuenta que
un proceso ms largo implica mayores gastos.
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a) Tanques agitadores mecnicos En este tipo de operacin se usan
plantas en las que la pulpa circula en tanques de metal, usualmente
cilndricos, en los que el material slido es mantenido en suspensin
agitada mediante el uso de motores.
b) Tanques agitadores neumticos
Es una operacin similar a la anterior, es decir que tambin se
tratan de tanques metlicos para agitar la pulpa pero con la
diferencia que la suspensin de la pulpa se efectan mediante el
bombeo del aire en la base del tanque (llamados pachuca), muchos
expertos consideran que adems de esta forma se puede acelerar las
reacciones debido a la gran cantidad de aire que se introduce a la
pulpa.
7.2. Cianuracin Esttica
Se define como aquellas en las que el material slido que se
procesa no es sometido a movimiento, es decir que durante el
proceso el mineral o relave se mantiene quieta. En este tipo de
proceso el costo operativo suele ser bajo dado que no hay gasto de
energa, adems son los tpicos procesos de bajos costo de capital, o
sea inversin relativamente baja en funcin del tamao de planta segn
el tonelaje, aplicado en mtodos de Cianuracin convencional.
8. MTODOS LIXIVIANTES
El trmino lixiviacin se define como un proceso hidro-metalrgico,
significa que con la ayuda del agua como medio de transporte, se
usan qumicos especficos para separar los minerales valiosos (y
solubles en dichos lquidos) de los no valiosos. Este proceso
permite trabajar yacimientos que suelen ser calificados de baja ley
(y por tanto de ms alto costo de produccin por tonelada) siempre
que la operacin minera involucre una actividad a gran escala, es
decir, que la lixiviacin es un proceso de recuperacin que har
econmico un proyecto conforme se trabajen mayores volmenes de
material, en la actualidad los mtodos lixiviantes trabajan
normalmente con cianuro. A continuacin algunos mtodos
lixiviantes.
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8.1. Mtodos de Cianuracin
La decisin de aplicar tal o cual mtodo de Cianuracin a los
minerales para recuperar el oro, es eminentemente econmica, previa
evaluacin metalrgica, para cada uno de los casos tenemos los
siguientes mtodos: - Mtodo de cianuracin tipo DUMP LEACHING - Mtodo
de cianuracin tipo HEAP LEACHING - Mtodo de cianuracin tipo VAT
LEACHING - Mtodo de cianuracin tipo CIANURACION POR AGITACION
En todos los mtodos de Cianuracin del oro se va a obtener una
solucin cargada de oro, la recuperacin o captacin del oro en
solucin se logra en dos forma una es la del Carbn activado en CIC
(Carbn en columna) o en CIP (Carbn en pulpa). La otra forma de
recuperar el oro en solucin es la del Merril Crowe, que es la
precipitacin del oro con polvos de Zinc.
8.1.1. Mtodo de Cianuracin tipo DUMP LEACHING
Este mtodo consiste en el amontonamiento del mineral tal como
sale de la Mina, con el menor manipuleo del material, se procesan
en gran volumen (millones de toneladas) con camas de una altura de
ms de 80 metros, su sistema de riego es por goteo con soluciones
cianuradas de bajsima concentracin, los contenidos de oro en los
minerales es bajo estn alrededor de 1 gramo por tonelada de
mineral.
8.1.2. Mtodo de Cianuracin tipo HEAP LEACHING
Este mtodo es similar al Dump Leaching, es el apilamiento o lo
que es lo mismo formar pilas de mineral para ser rociadas por
soluciones cianuradas por el sistema de goteo, aspersin o tipo
ducha. El volumen de material es menor que el Dump pero los
contenidos de oro son mayores a 1 gramos por tonelada, lo que
permite en la mayora de las operaciones Heap una etapa de chancado
a un tamao de de pulgada al 100 %. En muchas partes del mundo se
continua haciendo Heap leach con chancado del mineral, aprovechando
la alta porosidad que tienen los minerales.
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8.1.3. Mtodo de Cianuracin tipo VAT LEACHING
El nombre del mtodo est referido a que el mineral esta en un
recipiente tipo Batea, entonces el mtodo Vat leaching sera el
acumulamiento de mineral en una batea o un equivalente que puede
ser pozas de concreto o mantas transportables, en el que se agrega
las soluciones cianuradas por inundacin, las operaciones pueden ser
de diverso tamao, las leyes en oro deben justificar la molienda,
previamente a los riegos de soluciones cianuradas, se realiza una
aglomeracin al material molido. Este mtodo mayormente se aplic a
los relaves de amalgamacin de la zona, por los costos bajos y la
metodologa casi artesanal, en el sistema de mantas
transportables.
8.1.4. Mtodo de Cianuracin por agitacin
La Cianuracin por Agitacin es el Mtodo que requiere de la mxima
liberacin del mineral, para obtener buenas recuperaciones en oro,
si el oro es ms expuesto a las soluciones cianuradas, mayor ser su
disolucin del oro. La recuperacin de oro de las soluciones ricas se
realiza en dos formas: una es la del Carbn activado (CIP) y la otra
tcnica es la de precipitar con polvos de zinc (Merril Crowe).
Finalmente, hay que usar algunas tcnicas como la Desorcin del carbn
activado, la electro deposicin del oro y la Fundicin y Refinacin
del oro para obtener el oro de alta pureza.
8.2. Cianuracin por Agitacin en la Unidad Minera Orcopampa
La agitacin puede ser considerada como el mtodo mecnico de
mezcla de pulpa con un exceso de aire, en tanques circulares de
capacidad suficiente para permitir el equilibrio del oro a
disolverse en la solucin cianurada, siendo el cianuro el agente
lixiviante. Estos agitadores son de varios tipos de construccin,
siendo divididos bsicamente de dos tipos principales, es decir
aquellos que dependen completamente de elevadores de aire y en
segundo lugar aquellos que dependen de una combinacin de aire y
agitacin mecnica. En la unidad minera Orcopampa el proceso de
flotacin antiguamente utilizado era poco eficiente, por ejemplo si
en una tonelada de mineral haba 10 gramos con este mtodo solo se
recuperaba 6 gramos, el resto se iba a las canchas de relaves.
El
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proceso de lixiviacin actual consiste en la cianuracin por
agitacin, permitiendo recuperar un 95% del total de oro. Estudios
realizados hace algunos aos, demostraron que en las relaveras
antiguas existe un promedio de 6 gramos por tonelada de relave
seco, la cual hizo realizar estudios de factibilidad para
implementar una nueva planta, no se realizo dicha planta porque aun
no era rentable, pero gracias al aumento del precio del oro en los
ltimos aos, fue posible que se aprobara el proyecto para volver a
procesar el relave seco mediante la tcnica de cianuracin por
agitacin para recuperar el oro que se perda por la poca eficiencia
de la tcnica antigua de recuperacin de oro, realizando clculos de
cuantas toneladas de relave seco hay en las relaveras, y de la
capacidad de procesamiento de la planta, de tal manera que se
pretende procesar todo el relave acumulado durante aos.
9. CARBN ACTIVADO
El carbn activado, es un material de carbn poroso, un material
que se ha sometido a reaccin con gases oxidantes (como CO2 o aire),
o con vapor de agua, o bien a un tratamiento con adicin de
productos qumicos como el H3PO4, durante (o despus) de un proceso
de carbonizacin, con el objeto de aumentar su porosidad. Los
carbones activados poseen una capacidad de adsorcin elevada y se
utilizan para la purificacin de lquidos y gases. Mediante el
control adecuado de los procesos de carbonizacin y activacin se
puede obtener una gran variedad de carbones activados que posean
diferentes distribuciones de tamao de poros. El carbn activado que
se produce artificialmente de manera que exhiba un elevado grado de
porosidad y una alta superficie interna, estas caractersticas,
junto con la naturaleza qumica de los tomos de carbono que lo
conforman, le dan la propiedad de atraer y atrapar de manera
preferencial ciertas molculas del fluido que rodea al carbn, a esta
propiedad se le llama adsorcin, al slido se le denomina adsorbente
y a la molcula atrapada, adsorbato. Prcticamente cualquier material
orgnico con proporciones relativamente altas de carbono es
susceptible de ser transformado en carbn activado. Los carbones
activados obtenidos industrialmente pueden provenir de, turba,
lignito y otros carbones minerales, as como de diferentes polmeros
y fibras naturales o sintticas, los residuos de madera, frutos
secos, as
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como las semillas de algunas frutas junto con los carbones
minerales y el coque de petrleo, son los precursores ms usados,
etc. Uno de los proceso para estos elementos es que se granula y se
tamiza en diversos tamaos, especialmente en el mtodo de Cianuracin
Carbn en Pulpa o cianuracin por agitacin.
9.1. El Carbn Activado en la Cianuracin
Las paredes internas y externas del carbn activado est formado
por macro poros y micro poros donde por atraccin electrosttica se
aloja los complejos cianurados de oro y otros, esta etapa se llama
ABSORCIN, la velocidad de cintica de absorcin del oro es alta y en
menor grado son las de la plata y mercurio, la proporcin de carbn
que se alimenta al proceso es de acuerdo a un balance de metales y
las capacidades de captacin de oro o metal por al carbn est de
acuerdo a la calidad y cantidad de carbn usado. Se conoce que un
carbn calgon (el ms duro), tiene una capacidad de captacin de 30 a
40 gramos de metal por kilogramo de carbn, estas eficiencias van
perdiendo a medida que se sigue reutilizando en los procesos, unos
20 usos sera el optimo para descartarlo. La reactivacin de carbn
activado es de dos clases. La ms simple es el ataque cido
(clorhdrico) para limpiar las impurezas de los macro poros
(sulfatos, carbonatos, etc.) y la reactivacin trmica se realiza
para devolverle la eficiencia de captacin de metales, limpia los
micro poros, en la mayora de casos es ms econmico reponer carbn
nuevo en un porcentaje que hacerle servicio de Reactivacin
trmica.
10. ESPESADOR
10.1. Principio de Operacin
Un espesador es un aparato de separacin continua de solido
liquido, en el que los slidos en suspensin se dejan decantar,
produciendo un rebose de agua clarificada y un lodo concentrado en
la descarga, cuando en la separacin se produce una decantacin y un
posterior espesamiento de los lodos estamos hablando entonces de un
espesador. Generalmente son circulares, la alimentacin se realiza
por tubera a una campana central, que sirve como reparto y de zona
tranquilizadora, con una altura tal que no influya en la zona
inferior de compactacin. El fondo debe tener una
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pendiente mnima de los 10 grados. En un espesador, el grupo
motriz se halla instalado en el centro de la pasarela y mediante
acoplamiento rgido, acciona el eje central en cuya parte inferior
se hallan sujetos los brazos rascadores. El barrido y transporte de
los fangos decantados hacia el centro se realiza con unas rasquetas
del tipo espina de pez.
Los fangos producidos en el tratamiento del agua poseen ms del
95% de agua, por lo que ocupan volmenes importantes, ello hace
necesario un tratamiento para modificar sus caractersticas y
permitir unas condiciones tales que su evacuacin y disposicin final
sean ptimas desde el punto de vista sanitario, medio ambiental y de
su manejo. La etapa de espesamiento incluye para reducir el volumen
de los fangos mediante concentracin o eliminacin parcial de agua,
finalmente se extrae el fango ya procesado mediante una tubera que
se encuentra por la parte central debajo del espesador.
10.2. Tipos de Espesamientos
Los tipos ms frecuentes de espesamientos:
Espesamiento por gravedad
Espesamiento por flotacin
Espesamiento por centrifugacin (casi no usado) El tipo de
espesamiento a aplicar y su compactacin dentro de la lnea de fango,
depende de la procedencia del fango a espesar y del tipo de
tratamiento a efectuar, los ms usados son espesamiento por gravedad
y flotacin.
a) Espesamiento por gravedad
Este mecanismo como indica la Fig. 10 se utiliza para la mezcla
y homogeneizacin de fangos de distintos orgenes, de accionamiento
central mediante cabeza de mando o de accionamiento central con
motoreductor.
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Fig. 10: Espesador por gravedad
1. Cabeza de mando 5. Piquetas de espesamiento 2. Cilindro de
distribucin 6. Barredores o rasquetas de fondo 3. Eje 7. Pasarela
4. Barredor de pozos de lodos
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b) Espesamiento por flotacin Este mecanismo como indica en la
Fig. 11 se utiliza para la flotacin de fangos, accionamiento
mediante aire disuelto con recirculacin de sobrenadantes.
Fig. 11: Espesador por flotacin
1. Grupo motorreductor 6. Tolva de flotantes 2. Eje central 7.
Cojinete eje central 3. Mecanismo de barrido supercial 8. Puente 4.
Vertedero y pantalla reflectora 9. Escalera 5. Cilindro de
distribucin 10. Pasarela
c) Espesamiento por centrifugacin
La centrifugacin tiene una aplicacin limitada como sistema de
espesado en una depuradora. Alternativa vlida para cualquier tipo
de fango, aunque est ms indicada para concentrar fangos muy
hidrfilos (que difcilmente liberan el agua que contienen), de
difcil compactacin.
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CAPITULO III LAZOS DE CONTROL
1. NIVEL DE INTERFASE EN EL ESPESADOR.
En los procesos mineros se requieren grandes cantidades de agua
para separar el mineral de la ganga, es por este motivo que
conservar el agua es una necesidad y ms aun en lugares donde el
agua es escasa, en este caso para reciclar el agua se usa un
decantador, llamado comnmente espesador, como sabemos, la rastra de
un tanque espesador se desplazar a velocidad constante dentro de la
pulpa en su fondo, esta accin de barrido de las paletas genera un
efecto de reaccin en forma de par resistente que es transmitida a
travs del eje central hasta los accionamientos de los cabezales
(engranajes), estos elementos mecnicos sometidos a esfuerzos
variables, van a sealar por medio de sus indicadores los niveles de
par que estn soportando en cada instante de tiempo. La magnitud del
par de arrastre estar condicionada por el grado de compactacin de
la pulpa decantada y a su vez en funcin directa de la altura de la
columna de slidos. En un proceso de espesamiento de pulpa, cuanto
ms alta esta la interfase mayor ser el contenido en slidos en el
underflow. Lo que es lo mismo su densidad aumentara y
consecuentemente el par necesario para el arrastre se incrementara
en igual medida. Por lo tanto un indicador de nivel de interfase es
de mucha importancia, se han reportado casos en que el nivel de
pulpa iba aumentando y sin tomar accin alguna el cual evite que el
sistema de la rastra se detenga, pues cuando llega el lmite de
sobreesfuerzo detiene el movimiento de la rastra el
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cual es un problema muy serio y toma varios das volver a
arrancar el sistema de la rastra. El nivel de interfase tampoco
puede ser muy bajo pues a la descarga del espesador se requiere que
la pulpa tenga una densidad adecuada para la siguiente etapa, por
este motivo se usa floculante el cual es una sustancia que acelera
el proceso de sedimentacin, es decir provoca que los slidos en
suspensin caigan con mayor fluidez.
2. CONTROL DE DENSIDAD
El control de densidad se realiza en la descarga del espesador,
consiste en realizar una medicin de la densidad de la pulpa a la
salida del espesador, de acuerdo al valor de densidad deseado, se
controlara las vlvulas para enviar la pulpa hacia la siguiente
etapa o recircular la pulpa hasta que llegue a tener una densidad
apropiada. La etapa de cianuracin requiere que la pulpa tenga un
nivel de densidad apropiado.
Fig. 12: Proceso de control de densidad
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VE = ON VHT = OFF
BOMBA = ON
Densidad >= 1,4 g/ml
ESPESADOR
VHT = ON
DELAY = 3 SEG
VE = OFF
HOLDING TANK
VE = ON
DELAY = 3 SEG
VHT = OFF
Procedimiento Observamos en la Fig. 12, dos electrovlvulas (ON
OFF) que la hemos llamado vlvula VE permite el retorno de la pulpa
al espesador y la vlvula VHT permite el paso de la pulpa al Holding
tank, con el densmetro colocado antes de las vlvulas se realiza un
control de densidad. La vlvula VE se encuentra normalmente abierta
y la vlvula VHT se encuentra normalmente cerrada, se arranca la
bomba y la pulpa se recircula, es decir, vuelve al espesador,
cuando el densmetro indique una densidad de pulpa mayor o igual que
1,4 g/ml la vlvula VHT se abrir y tres segundos despus la vlvula VE
se cerrar, dejando pasar la pulpa hacia el holding tank. Una vez
que la densidad de la pulpa tenga un valor menor a 1,4 g/ml
entonces la vlvula VE se abrir y tres segundos despus la vlvula VHT
se cerrar permitiendo que la pulpa ingrese nuevamente hacia el
espesador, luego se repite el proceso en funcin al valor o rango de
densidad deseada
Fig. 13: Diagrama de flujo de control de densidad
SI
NO
Densidad < 1,4 g/ml
NO
SI
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3. CONTROL DE FLUJO MASA
El control de Flujo-masa es de mucha importancia pues permitir
que se tenga un control de las toneladas que se desea procesar, as
como conocer el balance de las toneladas procesadas mensualmente,
el clculo de las toneladas por hora que se procesan resulta de las
variables medidas como es el flujo y la densidad a la descarga del
holding tank la cual es bombeada hacia la siguiente etapa y
controlado el flujo por un variador de velocidad, el Set Point, un
valor en toneladas hora, de tal manera que al ingresar en la
computadora de supervisin y control, el PLC se encarga de controlar
el flujo-masa mediante un control PID variando la velocidad de la
bomba de descarga del holding tank.
Fig. 14: Proceso de control de flujo masa
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BOMBA DESCARGA HOLDING TANK = ON
LECTURA VARIABLES DENSIDAD Y FLUJO
CALCULO VARIABLE FLUJOMASA
INGRESAR VALOR DESEADO FLUJOMASA
CONTROL PID DEL PLC MEDIANTE VARIADOR BOMBA DE DESCARGA
Procedimiento Observamos en la Fig. 14 muestra el diagrama de
los equipos de medicin como el flujmetro y el densmetro, la
variable a controlar es indirecta pues es el resultado de una
operacin entre las variables de la densidad de la pulpa y el flujo
a la descarga del holding tank y la gravedad especifica de los
slidos, mediante un control PID la variable manipulada es la seal
de corriente de la salida analgica (4-20mA) que ingresa al variador
de velocidad el cual alterar la velocidad de descarga, variando
indirectamente el valor de flujo-masa, el Set Point es modificado
segn los requerimientos de planta mediante la PC de control y
supervisin.
Fig. 15: Diagrama de flujo de control de flujo masa
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4. IMPORTANCIA DEL pH EN EL TANQUE DE CIANURACIO # 1
El pH determina la acidez o alcalinidad de una sustancia. Se
entiende por acidez la capacidad de una sustancia para aportar a
una disolucin acuosa de iones de hidrgeno (H) al medio. La
alcalinidad o base aporta iones de hidroxilo OH al medio, por lo
tanto, el pH mide la concentracin de iones de hidrgeno o hidroxilo
de una sustancia. El pH posee una escala propia que indica con
exactitud un valor que en la mayora va del nmero 0 al 14. Si el pH
es de cero a seis, la solucin es considerada cida, por el
contrario, si el pH es de ocho a catorce, la solucin se considera
alcalina. Si la solucin posee un pH siete, es considerada neutra.
Sin embargo el pH siete neutro se limita con seguridad, tan slo a
las soluciones acuosas, pues las que no son, si no estn a una
temperatura y presin normal, el valor de la neutralidad puede
variar. Para evitar la prdida de cianuro por hidrlisis (generacin
de gas cianhdrico, CNH, altamente venenoso) y para neutralizar los
componentes de acides, se mantiene el pH alcalino el cual se
controla con cal. Se adiciona lo necesario para mantener la
concentracin en la solucin por encima de 100 gr/m3. El rango
deseado de pH en los tanques de cianuracin debe estar entre 10,5 y
11,0 se realiza un control PID ingresando una cierta cantidad de
cal la cual ser controlada por una vlvula proporcional
neumtica.
Fig. 16: pH en el tanque cianuracin #1
~
~
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INGRESO DE CAL
INGRESO DE SET POINT
LECTURA DE VARIABLE
CONTROL PID DEL PLC
TANQUE AGITADOR CIANURACIN 1 = ON
Fig. 17: Diagrama de flujo del pH en el tanque de Cianuracin #1
5. INPORTANCIA DEL OXIGENO DISUELTO EN EL TANQUE DE CIANURACION #
1
La cantidad de oxigeno disuelto en soluciones diluidas depende
de cuatro factores: La altitud (presin baromtrica), La temperatura
de la solucin, El tipo e intensidad de agitacin, La fuerza inica de
la solucin, a bajas concentraciones de cianuro la presin de oxigeno
no tiene efecto sobre la velocidad de disolucin de oro. Sin
embargo, a elevadas concentraciones de cianuro, donde la velocidad
de disolucin es independiente de la concentracin del solvente, la
velocidad de reaccin depende de la presin de oxigeno. Con una
oxigenacin eficiente, se espera incrementar la velocidad de
cianuracin (ahorrando costos de capital) y la recuperacin de oro,
adems de disminuir el consumo de cianuro (por la destruccin de
cianicidas). Mientras ms largo sea el tiempo de cianuracin
requerido para alcanzar una recuperacin deseada, mayor ser la
capacidad de los tanques de cianuracin.
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6. CONTROL DE NIVEL DE AGUA
Con el fin de reutilizar el agua de proceso se determina colocar
un tanque de agua con dimensiones de 4.5 metros de dimetro y 7.5
metros de altura, en el cual ingresar agua de proceso proveniente
del rebose del espesador para evitar que el agua en el tanque se
llene y se derrame se planea un control de nivel, el cual actuara
de la siguiente manera: cuando el controlador detecte un nivel alto
de 7,0 metros la accin a tomar es arrancar la bomba de descarga
para trasladar el agua hacia una poza de mayor volumen, y cuando el
nivel del tanque indique nivel, bajo 0.5 metros entonces esta bomba
se apagar.
Fig. 18: Proceso de control de nivel de agua
Entonces en el tanque de agua el sensor medir constantemente el
nivel del agua y de acuerdo al nivel el PLC arrancar o detendr la
bomba 100-MPU-004, para mayor seguridad en el control de nivel, se
pueden colocar switchs de nivel el cual indiquen al PLC que el
nivel del agua ya sobrepaso cierto nivel.
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ARRANCAR BOMBA 100-MPU-004
LECTURA DE VARIABLE NIVEL EN TANQUE DE AGUA
DETENER BOMBA 100-MPU-004
NIVEL > 7,0
NIVEL < 0,5
Diagrama de flujo
Fig. 19: Diagrama de flujo de control de nivel de agua
7. CONTROL DE NIVEL EN EL HOLDING TANK El control de nivel en el
holding tank tiene dos propsitos el primero es no permitir que la
pulpa rebose, el segundo es no permitir que la pulpa tenga un nivel
menor al nivel de los agitadores, la altura del holding tank es de
12,5 metros, de acuerdo al nivel que indique el sensor de nivel
actuar sobre el motor del agitador del holding tank o mandara una
seal al PLC M340 el cual har recircular la pulpa a la descarga del
espesador, el controlador actuara en tres niveles: - El primero es
el nivel bajo: si el nivel de la pulpa est por debajo del valor que
es
aproximadamente 7 metros el motor del agitador no arrancar, solo
si el nivel est por encima de 7 metros este arrancar.
SI
SI
NO
NO
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- El segundo nivel: si el nivel de la pulpa est por encima de 12
metros entonces se activar una alarma la cual avisar al operador
para que pueda tomar acciones para no dejar que la pulpa se
derrame.
- El tercer nivel: si el nivel de la pulpa est por encima de
12,3 metros enviara una seal al PLC M340 para que recircule la
pulpa a la descarga del espesador y as evitar que el holding tank
se llene completamente y se desperdicie pulpa.
Fig. 20: Proceso de control de nivel en el holding tank
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LECTURA DE NIVEL
MOTOR ON 200-MMX-001
ALARMA POR 60s.
NIVEL > 7,0
NIVEL > 12,0
NIVEL > 12,3
SEAL A PLC M340
MOTOR OFF 200-MMX-001
Fig. 21: Diagrama de flujo de control de nivel en el holding
tank
SI
SI
SI
NO
NO
NO
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CAPITULO IV
SELECCIN DE INSTRUMENTOS Y EQUIPOS
1. CRITERIOS DE SELECCIN DE INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE CONTROL
1.1. Instrumentos de Medicin
Los instrumentos de medicin como son los sensores cuya
determinacin de seleccin adecuada para una determinada aplicacin en
algn proceso, esto llevara a una mejor medicin en las variables, de
tal manera que esto mejorara el proceso hacindolo ms eficiente.
La exigencia en los procesos industriale