MARCH 13 2017 ABB Ability Mine Energy...

MARCH 13TH 2017

ABB Ability – Mine Energy Optimization Optimización del uso de la Energía en la Industria Minera

Alvaro Castro – ABB Perú, Mine Automation

Incremento de la Productividad (+ 200%), Reducción de Energía (-30%) con una vida útil más larga (+ 30%)

March 6, 2019 Slide 2

ABB Ability Tecnologia Digital en la Industria

Connected robots Manufacturing execution systems Energy assessment Cybersecurity assessment

Digital simulation for robot deployment

Power quality monitoring & demand-response Distributed Control systems

Remote monitoring & optimization

SELECTION

Vision Digital en la Industria / futuro

Local Automated

Connected & optimized

Collaborative & mobile

Autonomous & economic optimization

Partly Automated

Transport, Yard and

Port

Minerals Processing,

Benefication

Mining,

OPM & UGM

Mine Hoist Systems Pump & Dewatering On site services

Limited Automation Disconnected Electrification

Self driving mobile equipment Robotic Solutions for Mining Robotic Solutions for Maintenance Mobile Workforce solutions Machine learning for predictive maintenace & advanced process control Digital Twin Market price and process flow economically optimized Economic Process Control

Basic Automation Disconnected Electrification

Semi automatic Stacking & Reclaiming Drive systems On site services

Integrated Process automation Separate Electrical SCADA Grinding Systems On site services

Islands of Automation Disconnected Electrification

Integrated process & power control Central control room Advanced Process Control Plant Asset Management Information Management Remote Diagnostic

Automatic Stacking and Reclaiming Stockyard Mngmt System Conveyor Asset Mngmt Remote Services

Fleet Manager Ventilation on Demand Modular digital Underground substations Remote Diagnostic

IT & OT integration & analytics Seamless data and process integration Collaborative and Remote Operation Centers Real time production planning & scheduler On demand dispatch to mobile operator Equipment and work force localization Cloud-based asset & production performance monitoring Intelligent Sensors

Value Proposition

Control Products Electrification Products

Automation Systems Electrification Systems Mining Applications

Advanced Applications Enhanced connectivity Process step improvements Asset Condition Monitoring

ABB AbilityTM Cloud based services

ABB AbilityTM Integrated collaborative Mining solutions and platforms

Connected and optimized productivity and availability across value chain

Mine safety

Unmanned mine

Artificial Inteligence

Transformación Digital: del producto a la cadena de valor.

ABB AbilityTM Expert Optimizer / APC Advanced Process Control


Los Objetivos de la Industria Minera Nuestra Solución

Solución avanzada de control de procesos con experiencia comprobada en la industria minera en una amplia gama de aplicaciones de los procesos mineros para identificar y brindar beneficios significativos

En última instancia, APC permite que la planta compita a escala mundial por el menor costo de metal producido.

Reducir los costos

• Minimiza el consumo de energía.

• Minimizar el exceso en el uso de reactivos

Maximizar el rendimiento

• Maximiza el rendimiento al minimizar el tiempo de entrega

• Minimizar las variaciones de un turno a otro

• Minimizar la variabilidad de las características del mineral o de las materias primas.

• Cuidar el medio ambiente.

Sistema Experto / Control Avanzado para le reduccion del consumo de energia.

ABB AbilityTM Expert Optimizer


Posibilidad de utilizar diferentes herramientas de control avanzado en la misma aplicación, lo que permite diseñar la mejor estrategia de control

• Modelo de Control Predictivo

• Lógica difusa

• Bloques de reglas

• Sensores blandos (red neuronal)

• Funciones secuenciales

La herramienta adecuada para la aplicación correcta en el control de los procesos mineros

Beneficios de la Optimizacion


Estabilizar luego optimizar

Al siguiente Proceso Flotacion

Mill

Mill

Zaranda

Cyclones

Cajon de Descarga

Optimización del circuito de molienda


Variables Típicas

Alimentación de Mineral

Agua de Sumidero Variables Manipuladas

Tamaño de mineral

Variables Controladas

Legend:

Velocidad de Molino

Velocidad del Molino

Indicador de Carga de Molino

Indicador de Carga de Molino

Potencia

Potencia

Perturbaciones Medibles

Carga Circulante

Calidad de Pulpa

Densidad

Agua de Alimentación

Control avanzado de procesos para la Molienda.


Caracteristicas Beneficios

Variabilidad del tamaño de partícula reducida en un 50%.

Carga del molino y optimización de rendimiento

Control de tamaño de partícula

Soporte para varios tipos de molinos (AG, SAG, bola, etc.) y configuraciones de circuitos

Salida óptima a la calidad dada del producto

Mejor rendimiento de los procesos posteriores debido a un mejor control del proceso de molienda.

Mayor vida útil de los liner del molino.

Resumen


ABB AbilityTM Expert Optimizer

Estrategias de control avanzado

para:

- Ahorro de Energía

- Incrementar procesamiento

- Disminuir tiempos de parada

por mantenimiento

—

Tres niveles de función Inteligente

Control básico incluye control remoto, evento, sensor y tiempo.

Control de Ventilación bajo demanda.

Optimización energética de los ventiladores autónomos.

El caso de éxito mostró una reducción del 54% del consumo de

energía y reducción del 21% de la calefacción.

ABB Ability - Mine Ventilation Control

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Sistema Inteligente de Ventilación Mina

March 6, 2019

© ABB Group March 6, 2019 | Slide 11

Consumo total promedio de 10 minas = 90.4 kWh / tonne ore hoisted, 44,3 kW in ventilation Ref: 2005, Natural Resources Canada, Benchmarking the Energy Consumption of Canadian Underground Bulk Mines

Potencial de ahorro en energia Estudio NRC: Consumo de energia por mineria subterranea.

• Asegurar un ambiente de trabajo saludable en la mina subterranea

• Dilucion de substancias peligrosas

• Control de Clima

• Evacuacion mas rápida de los gases de explosion – Tiempos de Parada

más cortos.

• Minimizar el consumo de energía - Reducción de costos

• Mejor uso de la infraestructura existente – control del CAPEX and OPEX.

Incremento de la seguridad e importantes ahorros de energia

Por qué controlar la ventilacion minera subterranea?

© ABB Group

March 6, 2019 | Slide 12

Por qué controlar la ventilacion minera subterranea? - DS0024-2016

© ABB Group


Requisitos Se requiere (ofrecido por ABB) No se garantiza

Art. 236.* Caudal Mínimo 6 m3/min persona

Monitoreo en Tiempo Real del flujo (Q m3/s) en puntos críticos a definir con el usuario.** Alarmas ante niveles mínimos superados.

Calculo teórico de flujo en galerías. Equipos operando con flujo Real menor al teórico. Condiciones de funcionamiento de equipo fuera del punto de operación de diseño

Art. 249: Providencias para evitar la destrucción y paralización de ventiladores principales

Monitoreo en tiempo real de condición del equipo: vibraciones (mm/s2), flujo (CFM), presión. Garantizar operación en zona segura. Detección de variaciones anómalas en línea.

Inspección periódica o después del incidente. Equipos axiales en mina fallan recurrentemente por falta de medios de evaluación en línea. Son de difícil acceso.

Art. 251:¨Paneles de control remoto que permitan el monitoreo de operación.

Panel de control con controlador remoto interconectado al centro de control principal

Control de estado (on/off).

Art. 251: Regulación de parámetros requeridos… y emitir señales de alarma en caso de paradas…”

Monitoreo en tiempo real de parámetros eléctricos y mecánicos y gestión de alarmas en el centro de monitoreo.

Correcciones antes de falla permiten evitar fallas con perdida masiva de impulsores o falla de motor.

Art. 251: “..inversión de corriente de aire en caso necesario y … disminución de velocidad.”

Uso de variadores de velocidad. Monitoreo de flujo

Arranque directo o soft starter

Art. 251:” …el monitoreo comprenderá el contenido de gases…”:CO, O2, Nox, Temp.

Equipo de monitoreo de gases permanente, interconectado al panel local

Monitoreo mensual o semestral, manual.

Art. 251. Operación solo por supervisión autorizada

Sistema de supervisión con privilegios de acceso.

Baterías de Respaldo UPS

Main fan + Heater

Control room

Ventilation objects with embedded control

Wired communication network

DCS room MCC room

Communication Node Sensor Equipment

Engineering workplace

System servers

Extended Operator Workplace

Supervisory controllers

ABB Ability Smart Ventilation Resumen del Sistema

Gate control Temperature/motion Flow/humidity Gas concentration Vibrations ID control


ABB Ability Mine Ventilation Control Selecciona tu nivel de monitoreo, control y optimizacion

Nivel 1 - Basico

Control Basico y Monitoreo de ventiladores, rejillas y compuertas de ventilacion.

Costos de energia reducida e increment de la Seguridad por supervisin y control del operador.

Nivel 2 – Ventilacion Basada en Demanda

Solucion de ventilacion a escala total basada en demanda. Control automatic de todos los ventiladores, louvers compuertas de ventilacion controlables.

Calidad de aire mejorada mediante la provision de aire fresco donde es demandado.

Ahorros de energia de to 30-50% por año

Level 3 – Optimizacion y Operacion Autonoma

Optimizacion de la ventilacion en mina usando ABB SmartAir optimizer. Usa retroalimentacion de sensores de aire para realizer optimizacion en linea de los ventiladores principals.

Real control y optimizacion de flujo de aire y calidad de aire en toda la mina minimizando a la vez el consume de energia en tiempo real.


ABB Ability Mine Ventilation – Vista del Sistema


Controladores de Ventilacion centralizada

Controladores Distribuidos de Inteligencia Local Panel c. controlador e I/Os.

System 800xA Aplicacion Smart Ventilation

Estación de Operacion, ventilación

ABB Mine Location intelligence Systema de Rastreo global

SmartAir™ Optimizador de ventilación mina

Estación de Ingenieria

Controlador Supervisor de Ventilacion Hardware y software de control de la coordinacion multi-ventilador.

System 800xA Servidor(es)

Ventiladores de ventilacion primaria Monitoreo centralizado y control remoto. El operador setea on/off/velocidad de referencia

Secondary ventilation fans Centralized monitoring and remote control. Operator sets on/off/speed reference

Puertas/compuertas de Ventilacion Panel c. controlador e I/Os y software.

Communication network

Actuador Control de motor en dos direcciones

Sistema de rastreo de vehiculo local Rsistema de rastreo de vehiculos basado en radio en la ubicacion de los ventiladores. Requiere controlador local en la ubicacion del ventilador.

Estacion de calidad de Aire Sensores para CO2, SO2, NOx, etc

Mediciones de Presion Presion diferencial sobre ventiladores, paredes y puertas.

Control de motor Variador de velocidad para ventiladores secundarios

Mediciones de Flujo de Aire. Sensores ultrasonicos para chimeneas, ductos y ventiladores

Local Intelligence Distributed controllers Box w. controller and I/Os.

Control de motor Variador de velocidad para ventiladores secundarios

Hardware y software de control para objetos de

ventilacion básicos.

ABB Ability Mine Ventilation Diagrama para la deteccion de equipo mobil

TRANSMISOR DEL VEHICULO

RECEPTOR LOCAL (Radio, RFID etc.)


CONTROLADOR LOCAL CON COPIA DE LA LISTA DE EQUIPO MOVIL

Estacion del operador Estacion de Ingenieria

Servidores del sistema

Red de Comunicaciones

Estacion de Operacion Extendida

Controlador Supervisor

ABB Smart Ventilation Diagrama con integración del Sistema de rastreo Global


ABB MLI u otro Sistema de rastreo global

PUNTOS DE ACCESO WIFI A

Sistema de control ABB 800xA

servidor CS OPC

ABB Ability Mine Ventilation Incluido en el System 800xA – completo, abierto y flexible

System 800xA, una plataforma colaborativa abierta de clase mundial

Los Operadores, Ingenieros and gerentes de Mina pueden supervisor y controlar la totalidad del Sistema de ventilacion, ambos centralizadamente asi como en dispositivos moviles. Los consumes de energia y KPI´s son facilmente accesibles a los usuarios

Solucion Modular

La libreria del software Smart ventilation prove un ambioente de operador estandarizado – de eficiente operacion.

Modularized hardware solution built on System 800xA standard components - efficient engineering and reduced maintenance cost

Plataforma Abierta

Facil de integrar ventiladores conectados o controlados en otras formas al Sistema de ventilacion ABB Smart ventilation por medio de interfaces como OPC o Modbus TCP.


Un simple vistazo Los datos operacionales del ventilador se presentan en pantallas estandarizadas, en armonia con el ABB 800xA ”mira-y-siente”.

Configuracion sencilla Configuracion normal del ventilador manejada con la pantalla del HMI, sin necesidad de programar el controlador.

Re-configuration sencilla Los ventiladores pueden moverse como una unidad (Ventilador, VFD, Control equipment) cuando la produccion termina en un area. Re-configuration in la pantalla.

ABB Ability Mine Ventilation Interface de Software y usuario

© ABB Group


ABB Ability Mine ventilation control

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Funcion como Servicio

March 6, 2019

El consumo electrico de los ventiladores fue reducido en 54%.

Esto corresponde a 1918 MWh por año

El consumo de propano, usado para calentamiento se redujo en 21%

Esto corresponde a 1000 MWh por año

Instalado en Boliden, en la mina Kankberg 2016.

Ventilación por demanda

Caso de Estudio – ABB Ability Mine Ventilation


10. Energy monitoring

11. Power Management System (IEC61850)

12. Maintenance system

13. Document Management System

14. Stop/log reporting system

15. PA system (radio)

16. Video system

1. Mine hoist

2. Mine ventilation

3. Dewatering and water system

4. Pressurized air system

5. Sub stations (LV, MV and HV)

6. Conveyors

7. Crushers

8. Ore storage (stockyard system)

9. Crushers

17. Facility/building automation (BAC)

18. Underground comm. network

19. Process instrumentation, positioners & valves

20. Motors & drives systems

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CR

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© ABB Group


Boliden Mineral – Garpenberg 2.5 Many autonomous systems for different purposes in Garpenberg

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ABB Ability Mine Ventilation Ventilacion basada en demanda y optimizacion de la ventilacion en mina


Pais Compañia Projecto / ubicacion Descripcion Status

Suecia Lundin mining Mina Zinkgruvan Sistema de control System 800xA con AC400 y comunicación via power

cable. Aprox. 65 ventiladores.

En operación desde antes del 1999

Suecia Boliden Renström/Petiknäs Basado en Sistema de control ABB AC400 and communicación via power

cable y ABB Smart ventilation

En operación desde antes del 1999

Suecia Boliden Mina Kristineberg System 800xA y tecnologia ABB Smart ventilation. Aprox. 55 ventiladores. En operación desde el 2007

Suecia Boliden Mina Garpenberg System 800xA y tecnologia ABB Smart ventilation. Integracion complete de

mina y concentradora. 70 ventiladores + expansion con 55 ventiladores 2013-

2014.

En operación desde el 2009

Suecia LKAB Mina Malmberget Sistema de control System 800xA con AC400. Control of ventiladores

principals y compuertas.

En operación desde el 2009

Chile Codelco Andina System 800xA y controladores de terceros via Modbus TCP En operaciones desde el 2009

Canada Vale Mina Totten Sistema de control System 800xA con integracion electrica y drives ABB. En operaciones desde el 2011

Suecia Boliden Mina Kankberg System 800xA y tecnologia ABB Smart ventilation. Aprox 15 ventiladores y en

expansion.

En operaciones desde el 2012

Finlandia AngloEagle Mina Kittelä Tecnologia System 800xA and AC800M/AC500. En operación desde el 2013

Suecia LKAB Mina Kiruna Tecnologia System 800xA and AC800M/AC500. En operación desde el 2014

MARCH 13 2017 ABB Ability Mine Energy...

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