ABB: el uso de un gemelo digital con control de proceso avanzado en la mina Boliden Aitik

Los gemelos digitales son herramientas poderosas con ventajas significativas, especialmente cuando se desarrolla una nueva estrategia de control.

El entorno virtual permite la realización de experimentos que no son intrusivos para el funcionamiento normal de la planta; además, estos experimentos se pueden realizar en un tiempo relativamente corto, con la posibilidad de probar condiciones operativas extremas, así como diferentes configuraciones de circuitos.

El resultado es que se puede desarrollar una estrategia de control robusta, capaz de hacer frente a la amplia gama de escenarios posibles que pueden ocurrir en el sitio.

Boliden ha colaborado con ABB, en dicho enfoque, para apuntar a la optimización de su circuito de molienda de cobre de Aitik en Suecia. Los molinos forman una parte crítica en el proceso de trituración que consume mucha energía, un paso esencial en la extracción de metales valiosos de los depósitos minerales.

En las plantas concentradoras, el circuito de molienda suele ser el cuello de botella de toda la operación. Por lo tanto, las mejoras en la operación del molino pueden traducirse directamente en beneficios económicos.  

Al desarrollar -primero- el controlador en un entorno virtual, la fase de implementación se puede realizar con molestias mínimas y riesgo reducido. De esa manera, se obtienen beneficios con una interrupción limitada de la producción normal.

Gemelo digital

Se configuró un entorno virtual que consta de tres componentes principales. La dinámica del proceso está alojada en una simulación Dymola desarrollada por Boliden y un proveedor externo basada en principios básicos.

Se dispone de una conexión OPC para interactuar con el simulador de planta en tiempo real. Aquí, se pueden rastrear los datos del estado de la planta simulada y se pueden implementar cambios de fuentes externas para controlar el proceso. 

Para el control de la capa base, se utiliza una copia directa del ABB AbilityTM System 800xA , el sistema de control distribuido (DCS) de ABB, que incluye enclavamientos y lógica personalizados. Se siguió este enfoque para mantener, en la medida de lo posible, una réplica realista (planta virtual) de la instalación y configuración de la planta real. 

El optimizador experto ABB AbilityTM (EO) forma parte de la suite ABB y alberga la estrategia de control de APC. Está integrado en el entorno DCS de ABB.

Se utiliza un protocolo de comunicaciones patentado conocido como MMS, para compartir los datos entre el control de la capa base y EO.

Optimización del circuito de fresado

La molienda primaria es la primera etapa de la molienda y juega un papel crucial en la liberación de los minerales valiosos. Un circuito típico puede consistir en un autógeno (AG), semiautógeno (SAG) combinado con un molino de bolas; en un molino AG no se agregan medios de molienda, mientras que en los molinos SAG la carga se complementa con bolas de acero. A medida que se agregan más bolas de acero, se produce la transición de un SAG a un molino de bolas.

Los objetivos de optimización para un circuito de molienda son mejorar la calidad del producto, maximizar la producción, disminuir el consumo específico de energía, reducir el uso de medios de molienda y mejorar la estabilidad del proceso. Cada uno de los criterios puede tener un máximo en diferentes condiciones de operación.

Por lo tanto, para lograr el estado operativo óptimo, se debe hacer una compensación de los principales parámetros del proceso. El control avanzado de procesos es una herramienta útil para equilibrar estos objetivos en tiempo real y optimizar el modelo económico de la planta.