tesis automatizacion

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    25-Nov-2015

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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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    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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    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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    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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    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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    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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    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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    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 ...............................................................................