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6                   HISTORIAARC: los inicios
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8HISTORIA           8
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Automatización de Procesos                                                                                      1987      ...
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15              PRESENTEARC: Algunos sectores
16              PRESENTEARC: Aeronáutica
17                PRESENTEARC: Medicina
18              PRESENTEARC: Sistemas biológicos
19              PRESENTEARC: Sistemas complejos
20              PRESENTEARC: Sistemas complejos
21              PRESENTEARC: Sistemas complejos, enjambres (swarm)
22                 PRESENTEARC: Pulp mill
23               PRESENTEARC: Tecnología digital
24                PRESENTEIntelligent Field Devices
25                PRESENTEControladores
26               PRESENTEPLC: Programmable Logic Controllers
27               PRESENTESCADA: Supervision Control and Data Acquisition
28              PRESENTEDCS: PlantPAx de Rockwell
29PRESENTE           29
30               PRESENTEArquitectura
31              PRESENTEDCS: Experion de Honeywell
32               PRESENTEArquitectura
33               PRESENTEControl Predictivo Basado en Modelo
34               PRESENTEOCS Expert System, Metso CISA
35               APLICACIONVisioFroth, Metso Minerals
36             APLICACIONFrothMaster™ 2, Outotec
37              APLICACIONControl con Sensores Visuales
38                           APLICACION  Estimación en línea de calcita en mineral de cobre  Dres. A. Guesalaga y Pedro Es...
39                            APLICACION  Estimación en línea de calcita en mineral de cobre• La técnica basada en rayos E...
40             APLICACIONMPC en Molienda SAG de Minera Pelambres
41               APLICACIONRobust MPC on SAG Mills, Codelco Teniente
42              APLICACIONControl predictivo de flotación
43              APLICACIONControl predictivo de flotación
44               APLICACIONMPC para Horno Flash en Codelco Norte
45             APLICACIONMPC para Horno Flash en Codelco Norte
46                                   PRESENTEManipuladores robóticos                                                      ...
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48               PRESENTERobótica en centrales nucleares
49               PRESENTENómade, Carnegie Mellon University, exploró laAntártida y el Desierto de Atacama
50               PRESENTERobótica en exploración espacial
51               PRESENTERobótica en medicina
52               PRESENTERobótica Personal y de Servicio
53               PRESENTERobótica industrial, Dr. Miguel Torres, DIE-UC
54                    PRESENTERobótica Móvil, Dr. Miguel Torres, DIE-UCSimulación y control de robots Skid-Steer
55              APLICACIONLHD y vehículos autónomos
56               APLICACIONArquitectura del sistema AutoMine, Sandvik
57            APLICACIONCamiones autónomos, Komatsu
58               APLICACIONLimpieza de horno de tostación, Codelco Norte
59             APLICACIONToma de muestras de concentrado, Molymet
60               PRESENTESistemas híbridos: Fundamentos
61                PRESENTESistemas híbridos: Aplicaciones
62                  APLICACIONControl predictivo híbrido del Convertidor Teniente, UC
63                  APLICACIONModelo híbrido del Convertidor Teniente: modos de operacióny restricciones sobre las transic...
64                  APLICACIONControl Predictivo Híbrido del Convertidor Teniente, UC
65                  APLICACIONControl Predictivo Híbrido del Convertidor Teniente, UC
66              APLICACIONMPC híbrido para Convertidor Teniente, UC
67                PRESENTETraining Simulator, Immersive Technologies
68               PRESENTEModelos y Simuladores
69                              APLICACION    Simulador en tiempo real del transporte de minerales, UC•   SimDinTran, en d...
70              APLICACIONSimulación en diseño de operaciones mineras
71               PRESENTEDynamic Simulation Technology
72              APLICACIONSimulador integrado de plantas concentradoras, UC
73               APLICACIONOperator Training Simulator
74                 FUTUROThe Engineer of 2020: Context
75                 FUTUROThe Engineer of 2020
76                 FUTUROThe Engineer of 2020
77                FUTUROChallenge: Computer Vision
78                FUTUROWorld Wide Robotics Market Growth
79                  FUTUROIntelligent Control System
80                 FUTUROChallenge: Information-intensive Surgery
81                FUTUROChallenge: Grand Unified System
82                        FUTUROPresident Obamas´s Plan: The Smart Manufacturing National Agenda
83                 FUTUROReal-time Business Decision Making
84                        FUTUROReal-time Business Decision Making: Manufacturing in the Future
85                  FUTUROLife-cycle Optimization: The Next Loop
86                FUTURODesarrollos Tecnológicos en Codelco
87FUTURO
88                     FUTURORemote Control SystemLocated at the West Angelas more than 1000 kms from the RemoteOperations...
89                FUTUROMining: Research Systems
90                FUTUROMining: Network of Autonomous Vehicles
91                   CONCLUSIONESLas tecnologías ARC ofrecen en la actualidad no sólo sólidosfundamentos sino también nume...
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  1. 1. II SEMINARIO DE EXCELENCIA EN LA MINERIA UC Antofagasta, 18 de Agosto de 2011 TENDENCIAS Y PERSPECTIVAS ENAUTOMATIZACION, ROBOTICA Y CONTROLY SU IMPACTO EN LA INDUSTRIA MINERA Prof. Dr. Aldo CiprianoPontificia Universidad Católica de Chile & DICTUC S.A. aciprian@ing.puc.cl
  2. 2. 2 DEFINICIONESTecnologías de Automatización, Robótica y ControlAutomatización (del griego antiguo auto: guiado por uno mismo) es el usode sistemas o elementos computarizados para controlar maquinarias y/oprocesos industriales sustituyendo a operadores humanos.Robótica se ocupa del diseño, manufactura y aplicación de los robots, paralo cual combina diversas disciplinas: la mecánica, la electrónica, lainformática, la inteligencia artificial y la ingeniería de control.Ingeniería de control es un área interdisciplinaria de la ingeniería y lasmatemáticas que estudia como influir sobre el comportamiento de lossistemas dinámicos, es decir, de los sistemas que evolucionan en eltiempo.
  3. 3. 3 MOTIVACIONSituación actual en la mineríaLas empresas productivas están reconociendo el potencial que lastecnologías de automatización, robótica y control poseen para aumentar laseguridad, reducir los costos y mejorar la operación de sus procesosproductivos.La oferta de productos y servicios para la aplicación de estas tecnologíasen los procesos mineros está creciendo significativamente. Empresas conextensa trayectoria en la minería han potenciado su oferta y propuestonuevas formas de hacer negocios. Algunas están invirtiendo en desarrollaro adaptar tecnologías para el sector.Empresas previamente centradas en otros sectores están dirigiendo sumirada también hacia la minería. Además, están ingresando al mercadonacional empresas que hasta hace poco no tenían representación en elpaís.Ejemplos: Ver Automining 2008 y 2010, IFAC MMM 2009, Expomin 2010
  4. 4. 4 CONTENIDOHistoriaPresenteDesarrollos para la MineríaFuturoConclusiones
  5. 5. 5 CONTENIDOHistoriaPresenteDesarrollos para la MineríaFuturoConclusiones
  6. 6. 6 HISTORIAARC: los inicios
  7. 7. 7 HISTORIAARC: los inicios
  8. 8. 8HISTORIA 8
  9. 9. 9 HISTORIAARC: los inicios
  10. 10. 10 HISTORIAARC: los inicios
  11. 11. 11HISTORIA
  12. 12. 12HISTORIA
  13. 13. Automatización de Procesos 1987 1995 Foxboro IA Series: MPC de 4ta generación Primer sistema en adoptar sistema 1975 operativo UNIX y Sistemas de Control tecnología ethernet Salas de Control Distribuidos (DCS), de paneles TDC2000 de Honeywell 20031960 Experion de HoneywellPrimeros 1970 basado en ethernetinstrumentos Xerox desarrolla 1988 tolerante a falla yelectrónicos la primera versión Control predictivo basado en Tecnología plataforma Windowsminiatura experimental de modelo (MPC) de 1ª Fieldbus Ethernet usando generación 1993 un cable coaxial 1985 Bus de campo Control adaptivo Profibus DP en Los Bronces 1960 1970 1980 1990 2000 1972 1988 PDP8 en Sistema Experto planta Colón 1982 en El Soldado TDC 2000 en 20041959 1968 Salvador 1985 InstrumentaciónComputador RW-300 Controlador Lógicocontrola en línea un Programable Modicon TDC 3000 en inalámbricaproceso en la refinería 084 Teniente (wireless) de 1rade Texaco en Port generaciónArthur, Texas 2007 Instrumentación 1985 inalámbrica 2ra Estándar generación ANSI/IEEE 802.3 1983 para ethernet Primer transmisor digital inteligente con salida 4-20 mA
  14. 14. 14 PRESENTEARC: Lo actual
  15. 15. 15 PRESENTEARC: Algunos sectores
  16. 16. 16 PRESENTEARC: Aeronáutica
  17. 17. 17 PRESENTEARC: Medicina
  18. 18. 18 PRESENTEARC: Sistemas biológicos
  19. 19. 19 PRESENTEARC: Sistemas complejos
  20. 20. 20 PRESENTEARC: Sistemas complejos
  21. 21. 21 PRESENTEARC: Sistemas complejos, enjambres (swarm)
  22. 22. 22 PRESENTEARC: Pulp mill
  23. 23. 23 PRESENTEARC: Tecnología digital
  24. 24. 24 PRESENTEIntelligent Field Devices
  25. 25. 25 PRESENTEControladores
  26. 26. 26 PRESENTEPLC: Programmable Logic Controllers
  27. 27. 27 PRESENTESCADA: Supervision Control and Data Acquisition
  28. 28. 28 PRESENTEDCS: PlantPAx de Rockwell
  29. 29. 29PRESENTE 29
  30. 30. 30 PRESENTEArquitectura
  31. 31. 31 PRESENTEDCS: Experion de Honeywell
  32. 32. 32 PRESENTEArquitectura
  33. 33. 33 PRESENTEControl Predictivo Basado en Modelo
  34. 34. 34 PRESENTEOCS Expert System, Metso CISA
  35. 35. 35 APLICACIONVisioFroth, Metso Minerals
  36. 36. 36 APLICACIONFrothMaster™ 2, Outotec
  37. 37. 37 APLICACIONControl con Sensores Visuales
  38. 38. 38 APLICACION Estimación en línea de calcita en mineral de cobre Dres. A. Guesalaga y Pedro Escárate, DIE-UC & El Tesoro• Se desarrolló una técnica para estimar en línea la concentración de calcita en el mineral destinado a pilas de lixiviación, con el objetivo de reducir los requerimientos de ácido sulfúrico. El equipo analiza mineral con humedad y granulometría variables.• Se compararon 3 técnicas: Espectrometría por fluorescencia UV (UV), Espectrometría Raman (RS) y Energy Dispersive X-Ray Diffraction (ED- XRD). Los valores de referencia fueron obtenidos de un analizador LECO CS-400. El equipo se calibró con mineral de El Tesoro.
  39. 39. 39 APLICACION Estimación en línea de calcita en mineral de cobre• La técnica basada en rayos ED-XRD presentó los mejores resultados. Es insensible al tipo de granulometría y no requiere preparación de la muestra, pero debe corregirse por humedad.• Las técnicas Raman y UV presentaron un mal desempeño para valores altos de granulometrías y humedad, requiriendo preparación de la muestra.• Las técnicas están a nivel de prototipos de laboratorio y se busca asociación con empresas del área para escalar resultados.• Resultado calibraciones UV, RS y ED-XRD:
  40. 40. 40 APLICACIONMPC en Molienda SAG de Minera Pelambres
  41. 41. 41 APLICACIONRobust MPC on SAG Mills, Codelco Teniente
  42. 42. 42 APLICACIONControl predictivo de flotación
  43. 43. 43 APLICACIONControl predictivo de flotación
  44. 44. 44 APLICACIONMPC para Horno Flash en Codelco Norte
  45. 45. 45 APLICACIONMPC para Horno Flash en Codelco Norte
  46. 46. 46 PRESENTEManipuladores robóticos Grúa articulada Grúa industrial Sistema de manufactura flexible Juntura rotatoria. Componentes de un Suburu – Sistema Manipulador vehículo robotizado
  47. 47. 47 PRESENTERobótica en la industria automotriz
  48. 48. 48 PRESENTERobótica en centrales nucleares
  49. 49. 49 PRESENTENómade, Carnegie Mellon University, exploró laAntártida y el Desierto de Atacama
  50. 50. 50 PRESENTERobótica en exploración espacial
  51. 51. 51 PRESENTERobótica en medicina
  52. 52. 52 PRESENTERobótica Personal y de Servicio
  53. 53. 53 PRESENTERobótica industrial, Dr. Miguel Torres, DIE-UC
  54. 54. 54 PRESENTERobótica Móvil, Dr. Miguel Torres, DIE-UCSimulación y control de robots Skid-Steer
  55. 55. 55 APLICACIONLHD y vehículos autónomos
  56. 56. 56 APLICACIONArquitectura del sistema AutoMine, Sandvik
  57. 57. 57 APLICACIONCamiones autónomos, Komatsu
  58. 58. 58 APLICACIONLimpieza de horno de tostación, Codelco Norte
  59. 59. 59 APLICACIONToma de muestras de concentrado, Molymet
  60. 60. 60 PRESENTESistemas híbridos: Fundamentos
  61. 61. 61 PRESENTESistemas híbridos: Aplicaciones
  62. 62. 62 APLICACIONControl predictivo híbrido del Convertidor Teniente, UC
  63. 63. 63 APLICACIONModelo híbrido del Convertidor Teniente: modos de operacióny restricciones sobre las transiciones entre modos
  64. 64. 64 APLICACIONControl Predictivo Híbrido del Convertidor Teniente, UC
  65. 65. 65 APLICACIONControl Predictivo Híbrido del Convertidor Teniente, UC
  66. 66. 66 APLICACIONMPC híbrido para Convertidor Teniente, UC
  67. 67. 67 PRESENTETraining Simulator, Immersive Technologies
  68. 68. 68 PRESENTEModelos y Simuladores
  69. 69. 69 APLICACION Simulador en tiempo real del transporte de minerales, UC• SimDinTran, en desarrollo a partir del proyecto Conicyt “Intelligent control for integrated transportation systems”, simula la dinámica del transporte de minerales efectuado por camiones, correas o trenes, considerando rutas, lógica de despacho, perfiles de velocidad y distribuciones de carga.• SimDinTran entrega estadísticas y gráficos de variación en el tiempo de posición de camiones y trenes, mineral transportado, tiempos de transporte, mineral disponible en lugares de carga y descarga, tasa de ocupación de recursos, energía consumida, etc. En modo predictivo, SimDinTran proporciona predicciones en tiempo real de estas variables a partir de mediciones realizadas.
  70. 70. 70 APLICACIONSimulación en diseño de operaciones mineras
  71. 71. 71 PRESENTEDynamic Simulation Technology
  72. 72. 72 APLICACIONSimulador integrado de plantas concentradoras, UC
  73. 73. 73 APLICACIONOperator Training Simulator
  74. 74. 74 FUTUROThe Engineer of 2020: Context
  75. 75. 75 FUTUROThe Engineer of 2020
  76. 76. 76 FUTUROThe Engineer of 2020
  77. 77. 77 FUTUROChallenge: Computer Vision
  78. 78. 78 FUTUROWorld Wide Robotics Market Growth
  79. 79. 79 FUTUROIntelligent Control System
  80. 80. 80 FUTUROChallenge: Information-intensive Surgery
  81. 81. 81 FUTUROChallenge: Grand Unified System
  82. 82. 82 FUTUROPresident Obamas´s Plan: The Smart Manufacturing National Agenda
  83. 83. 83 FUTUROReal-time Business Decision Making
  84. 84. 84 FUTUROReal-time Business Decision Making: Manufacturing in the Future
  85. 85. 85 FUTUROLife-cycle Optimization: The Next Loop
  86. 86. 86 FUTURODesarrollos Tecnológicos en Codelco
  87. 87. 87FUTURO
  88. 88. 88 FUTURORemote Control SystemLocated at the West Angelas more than 1000 kms from the RemoteOperations Center in Perth
  89. 89. 89 FUTUROMining: Research Systems
  90. 90. 90 FUTUROMining: Network of Autonomous Vehicles
  91. 91. 91 CONCLUSIONESLas tecnologías ARC ofrecen en la actualidad no sólo sólidosfundamentos sino también numerosos productos que facilitan suutilización industrial.La disponibilidad de plataformas de comunicación e informaciónabiertas, operando en línea y en tiempo real, ha producido en losúltimos años una fuerte explosión en las aplicaciones de estastecnologías en la minería.No obstante, existe un amplio campo de exploración en estos ámbitos,principalmente en relación a la integración de tecnologías en pos delograr una visión más global del control, más cercana a los objetivosdel negocio minero en términos de productividad, seguridad ysustentabilidad.Coincidentemente con estos avances, las exigencias sobre el recursohumano son cada vez mayores, e imposibles de enfrentar si no seconsidera que la formación es un proceso continuo y permanente.
  92. 92. CENTRO DE MINERIA UCMAGÍSTER EN INGENIERÍA UC “LÍDERES PARA LA MINERÍA” www.ing.puc.cl/imm

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