CASE PROYECTO S11D · Con esta inversión, VALE busca recuperadoras en operación automática con...
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CASE PROYECTO S11D Presentación de las soluciones en Sensoriamiento para la nueva mina S11D da VALE • Operación autónoma y optimizada de las máquinas de patio • Geo-posicionamiento para máquina truckless • Medición de volumen de materiales en las esteras
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CASE PROYECTO S11D
Presentación de las soluciones enSensoriamiento para la nueva mina S11D da VALE
• Operación autónoma y optimizada de las máquinas de patio• Geo-posicionamiento para máquina truckless
• Medición de volumen de materiales en las esteras
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Introducción
El Grupo C+ Tecnologia fue escogido como empresa proveedora de soluciones integradas para el sensoriamiento de
máquinas y procesos para la nueva mina S11D de la minera VALE localizada en Canaã dos Carajás entre los años 2015 y
2016, y la planta entró en operación a partir del año 2017.
El alcance incluye soluciones tanto para la usina como para la mina, destacando el sistema de escaneo 2D y 3D de las
pilas de mineral, posicionamiento vía GNSS para las máquinas de patio, solución para monitorear la geo-posición de
los transportadores móviles de la mina, encoders incrementales utilizados para monitorear la velocidad de las correas
transportadoras y soluciones bulkscan para monitorear el volumen de mineral en las correas.
De su división de negocios "Soluciones ergonómicas y de seguridad", suministró cabinas y puestos de mando para las
máquinas truckless.
¿Qué es el Proyecto S11D?
En el municipio de Canaã dos Carajás, en el sudeste de Pará, S11D es el mayor complejo minero de la historia de Vale.
El proyecto trae soluciones como el sistema truckless, que sustituye los tradicionales camiones fuera de carretera por correas
transportadoras móviles.
Las inversiones en tecnología e innovación, en conjunto con la experiencia de Vale en el sector, posibilitan una operación
de mayor eficiencia y menor impacto al
medio ambiente.
El Grupo C + Tecnología presenta su
alcance de suministro en soluciones
para el sensor de las máquinas de patio
existentes en la usina para que trabajen
de forma totalmente desasistida.
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La solución
El Grupo C+ Tecnologia, en alianza con la empresa alemana
LASE, especializada en sistemas de medición por escaneo con
laser, suministró la solución de mapeo de volumen para las
máquinas apiladoras y recuperadoras de los patios de producto y
regularización de la Usina de Beneficiación de S11D.
En total son seis máquinas en el patio de regularización (tres
apiladoras de doble lanza y tres recuperadoras de tambor), y ocho
máquinas en el patio de producto (cuatro apiladoras y cuatro
recuperadoras tipo rotopala). Con esta inversión, VALE busca recuperadoras en operación automática con tasa de retomado
constante, por medio de las informaciones que el sistema de mapeo de volumen de pila envía al Sistema de Gerenciamiento
de Patio YMS (Yard Management System).
Mapeo de volumen de pila de mineral en el patio
Operación autónoma de las máquinas de patio
S11D
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Tecnología
Para este proyecto, siete máquinas fueron equipadas
con sistema de mapeo compuesto por cuatro
Laserscanners 2D instalados en cada apliladora
del patio de regularización y tres Laserscanner 3D
instalados en las recuperadoras del patio de acopio,
todos estos con la función de realizar el escaneo
de las pilas existentes en los respectivos patios
durante el proceso de apilamiento y retomado de
material para embarque.
Un Laserscanner 3D instalado en el extremo
superior de cada máquina recuperadora del patio
de acopio realiza las mediciones para la generación
del perfil tridimensional de la pila de material.
Este sensor envía las informaciones de las
mediciones vía red Ethernet TCP/IP para el PLC de la
máquina, a través de una máquina virtual y Servidor
LASE instalados en el CCO.
Medición de pila con Laserscanners 2D, en la apiladora
Medición de pila con Laserscanners 3D, en la recuperadora
Laserscanner 3D instalado en la máquina recuperadora
Detalle del punto de instalación
Laserscanner 3D
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Como funciona
Medición de pila con Laserscanners 3D, en la recuperadora
Laserscanner 3D instalado en la parte superior de la máquina
Un Laserscanner 3D instalado en el extremo
superior de cada máquina recuperadora del patio
de acopio realiza las mediciones para la generación
del perfil tridimensional de la pila de material.
Este sensor envía las informaciones de las
mediciones vía red Ethernet TCP/IP para el PLC de la
máquina, a través de una máquina virtual y Servidor
LASE instalados en el CCO.
El software de aplicación instalado en la máquina
virtual realizará la asociación de las mediciones
recogidas con las posiciones de la máquina,
generando una base de datos en forma de una
matriz "tablero de ajedrez" que particiones el patio
en celdas, siendo el tamaño de estas configurable
conforme a los requisitos del software.
Patio de regularizaciónEn las apiladoras del patio de regularización, que poseen lanzas fijas posicionadas a 90° con la pila, fueron instalados
cuatro Laserscanners 2D, dos en cada lado de la estructura.
Cada máquina fue equipada con cuatro Laserscanners 2D, posicionados dos al frente y dos atrás, para posibilitar el
escaneo mientras la apiladora se esté moviendo durante el proceso.
Representación de la medición de la pila con Laserscanners 2D
Representación de la posición de los Laserscanners 2D, en la apiladora
Laserscanners
Pátio de estocagem
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Software
Arquitectura
El software es compuesto por un
módulo básico, responsable por
la comunicación con los sensores
(Laserscanners) y un módulo
aplicativo, responsable por realizar
todo procesamiento de los datos
obtenidos de los sensores de campo,
los transforma, filtra y evalúa.
Recursos de parametrización
permiten optimizar la calidad de las
informaciones generadas filtrando, por
ejemplo, objetos o estructuras fuera
del área de interés (lanza, contrapeso, etc.), además de algoritmos especiales para el ajuste y calibración.
El software aplicativo de LASE, responsable por el procesamiento de los datos obtenidos en el escaneo se encuentra
instalado en una base computacional tipo Blade localizado en el CCO.
Arquitectura de la máquina recuperadora, en el patio de acopio Arquitectura de la máquina apiladora, en el patio de regularización
Pantalla del software para mapeode pila
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Características y valor agregado
Valor agregado
Características generales
• Medición de volumen precisa y en tiempo real de la pila de mineral (inventario)
• Permite la operación automática y desasistida de las máquinas
• Integrable a cualquier sistema de automatización
• Registro de eventos (histórico)
• Suministro de datos para optimizar el proceso de retomado del mineral
• Identificación del tipo de apilamiento
• Acompañamiento de acomodación de la pila
• Equipamientos adecuados para el uso en el ambiente de minería – IP 67
• Trazabilidad del flujo de la materia prima, posibilitando la operación de las máquinas sin
operadores, cuando trabaja en conjunto con el sistema anticolisión
• Monitoreo preciso de los volúmenes de materia prima en inventario, permitiendo mejor
planeación del inventario
• Aumento de productividad debido a la integración con la automatización de la máquina
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Operación autónoma de las máquinas de patio
La solución
El grupo C+ tecnologia, en alianza con la empresa belga septentrio, especializada
en soluciones de geo-posicionamiento vía satélite, suministró la solución de
posicionamiento vía GNSS para todas las máquinas de patio de las áreas de acopio
y regularización.
Las informaciones son enviadas para el sistema de automatización y para el CAS
(Collision Avoid System), posibilitando una operación segura al evitar la colisión de
las máquinas con las pilas y entre las máquinas.
Fue adoptada una solución basada en tecnología GNSS, con función RTK, para
asegurar una precisión de posicionamiento de los transportadores menor que 2cm.
Máquina Apiladora
Máquina Recuperadora
Posicionamiento por GNSS para anticolisión de máquinas
S11D
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Arquitectura
Arquitectura de estación móvil
Las estaciones móviles embarcadas en las siete máquinas
recuperadoras comprenden un receptor y dos antenas, y en
las siete máquinas apiladoras comprenden un receptor con
dos antenas. La información de posición absoluta y dirección
generada de cada máquina es enviada al CCO.
La estación base instalada en el predio del CCO (Centro
de Control y Operación) es responsable por la generación
del vector de corrección local. El alcance comprende
un receptor GNSS (AsteRx-U) y una antena de alto
desempeño.
Arquitectura global de la estación base y estación móvil
El receptor de la estación base posee aplicativo dedicado a
la corrección estática, con función de generar información
de corrección local y transmitir, vía Ethernet o radio, un
vector de corrección para las máquinas móviles situadas en
un radio de hasta 10 km de la base.
Esa estación es instalada en el panel de control en una de
las subestaciones del patio, siendo responsable por el envío
de mensajes en el formato SBF (Septentrio Binary Format)
por RTCM3, el cual saldrá vía patrón Ethernet en RJ45 para
entrar en la red. Las estaciones móviles embarcadas en las
máquinas generan la información de la posición absoluta y
dirección de la máquina y reciben el vector de corrección
de la estación base, a través de la red Ethernet.
Arquitectura de estación base
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Receptor
Conectividad del receptor con dos antenas
Los receptores actualmente utilizados
por VALE fueron desarrollados
especialmente para el ambiente de
minería, considerando algoritmos
especiales para mitigación del
fenómeno de centelleo/parpadeo
e interferencias electromagnéticas,
asegurando elevada disponibilidad de
señal, aun en situaciones adversas.
• Conectividad vía interfaces Serial (3xRS232), Ethernet (TCP/IP y UDP), xPPS, USB, Bluetooth, Wi-Fi
(802.11 b/g/n), modem celular (EDGE, 2G, 3G, 3.5G) y UHF
• Capacidad para dos antenas GNSS y conector externo para antena L-Band
• Varios algoritmos patentados que mejoran el desempeño de los receptores aun en condiciones
extremamente desfavorables como:
• APME (Advanced Multipath Mitigation)
• IMM (Interference Monitoring & Mitigation)
• ISMR (Ionospheric Scintillation Monitoring Records)
Características
Máquina Recuperadora Antena GNSS
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Características
Firmware del receptor
La interfaz web para configuración y monitoreo es simple e intuitiva, auxiliando en la parametrización del sistema y
permitiendo acceder a los registros, visualizar en tiempo real y grabar logs.
Pantalla de parametrización y monitoreo del receptor Representación del espectro de señal
Indicadores de calidad de señal
Constelaciones y satélites disponibles y utilizados
Disponibilidad de los satélites
• Arquitectura abierta
• Interfaz de comando extensa y bien documentada diseñada para comunicación M2M (Machine to Machine)
• Interfaces abiertas estándar (RTCM, NMEA)
• Septentrio Binary Format (simple y compacta, totalmente documentado y abierto)
• Interfaz de hardware y software común y estable entre diferentes modelos de receptores
• Interfaz Web accesible a través de USB, Ethernet y Wi-Fi
• Indicadores gráficos de calidad de señal de fácil comprensión
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Características y valor agregado
• Precisión de hasta 1cm o 0,1°
• Medición espacial (x,y,z) o angular
• Medición libre de contacto, no depende de transmisión mecánica, por lo que no presenta desgaste
• Elimina errores de deslizamiento, suprimiendo la necesidad de referencias periódicas a través de tags de RF
• Equipamiento robusto para aplicación industrial
• Leve y de fácil instalación
• Interfaz gráfica para configuración de forma simple e intuitiva
• Bajo consumo
• Posee varios recursos para supresión de interferencias
• Posibilita la automatización del posicionamiento de las máquinas para operación automática
Características generales
Valor agregado
• Precisión en la medición de las coordenadas geo-espaciales (latitud, longitud, altitud), permitiendo
optimización del proceso (movimientos más rápidos y seguros), contribuyendo con informaciones para la
operación de máquinas de forma automática y desasistida cuando está integrada con la solución de mapeo
de patio
• Sistema anticolisión auxilia en la protección del equipamiento y aumenta la seguridad en la operación
• Reducción de riesgo de accidentes y costos de mantenimiento
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Máquinas móviles - Truckless
S11D
La solución
El Grupo C+ Tecnologia, en alianza con la empresa
belga Septentrio, especializada en soluciones de geo-
posicionamiento vía satélite, en 2015, suministró cerca
de 50 sistemas GNSS (Global Navigation Satellite Systems)
para los transportadores móviles.
La solución adoptada está basada en tecnología GNSS, con
función RTK, para asegurar precisión de posicionamiento
de los transportadores mayor que 2cm.
Monitoreo de geo-posición de los transportadores
Máquina Truckless con antena y receptor GNSS
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Tecnología y Arquitectura
La ESTACIÓN BASE instalada en el
predio del CCO (Centro de Control
y Operación) es responsable por la
generación del vector de corrección
local.
El alcance comprende un receptor
GNSS (AsteRx-U) y una antena de alto
desempeño.
Las estaciones móviles embarcadas
en las correas transportadoras,
comprenden un receptor y dos
antenas.
La información de posición absoluta y
dirección generada de cada máquina
es enviada al CCO.
Arquitectura del sistema
Arquitectura de las estaciones móviles
Las estaciones móviles embarcadas en las máquinas generan
la información de la posición absoluta y dirección de la
máquina y reciben el vector de corrección de la estación base,
a través de la red Ethernet.
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El receptor de la estación base posee un aplicativo dedicado a la
corrección estática, con función de:
• Generar información de corrección local y
• Transmitir, vía Ethernet o radio, un vector de corrección
para las máquinas móviles situadas en un radio de hasta
10 km de la base.
La estación base se encuentra instalada en el panel de control de
la subestación del patio, generando mensajes en el formato SBF
(Septentrio Binary Format) por RTCM3, y las envía a través de Ethernet.
Arquitectura de la estación base
Características
• Equipo robusto para aplicación industrial
• Leve y de fácil instalación
• Interfaz gráfica para configuración de forma simple e
intuitiva
• Bajo consumo
• Posee varios recursos para eliminación de interferencias
Transportador móvil truckless
Antena instalada en la correa transportadora
Antena Pola-x MC
Tecnología y Arquitectura
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Características y Valor Agregado
• Conectividad via interfaces Serial (3xRS232), Ethernet (TCP/IP y UDP), xPPS, USB, Bluetooth,
Wi-Fi (802.11 b/g/n), modem celular (EDGE, 2G, 3G, 3.5G) y UHF
• Capacidad para dos antenas GNSS y conector externo para antena L-Band
• Varios algoritmos patentados que mejoran el desempeño de los receptores aun en
condiciones extremamente desfavorables como:
• APME (Advanced Multipath Mitigation)
• IMM (Interference Monitoring & Mitigation)
• ISMR (Ionospheric Scintillation Monitoring Records)
Valor agregado
• Tecnología viabiliza el conocimiento de la posición y dirección de las máquinas y
futura operación autónoma
• Información de la posición de la máquina con alta precisión
• Facilidad de interfaz con sistema de automatización
• Sistema electrónico, no presenta desgaste mecánico
Panel embarcado del sistema GNSS
Receptor móvil AsteRx-U
Características generales
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Medición de volumen del mineral transportado
S11D
Solución
El grupo C+ tecnologia, en alianza con la empresa
alemana LASE, suministró quince sistemas
bulkscan para las correas transportadoras,
instalados y comisionados en 2016 y 2017.
La solución bulkscan realiza la medición del
volumen de material transportado, suministrando
informaciones para el sistema de control. La solución implementada comprende un Laserscanner 2D instalado en
estructura mecánica sobre la correa transportadora, generando el perfil bidimensional del mineral transportado.
Integrando la información de velocidad con el formato del perfil del material, se obtiene de forma precisa el flujo
volumétrico y total del material transportado.
Conociendo la densidad del material transportado, es posible calcular el flujo de masa y masa total transportada.
Método de cálculo del volumen de material transportado
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Los Laserscanners de alta resolución y tasa de digitalización de hasta 100 escaneos por segundo, en conjunto con los
algoritmos del software aplicativo de LASE, aseguran excelente precisión de medición aun en elevadas velocidades
de las correas.
Características del Laserscanner 2D
• Más de 100 escaneos por segundo
• Alta precisión, resolución y velocidad de medición
• Bajo consumo de energía
• Construcción robusta, grado de protección IP67
• Alcances hasta de 40 m en superficies con baja reflectancia
• Comunicación vía RS232/RS422, Ethernet TCP/IP o USB
Solución bulkscan instalada encima de la correa transportadora
Tecnología
Medición de volumen en correas transportadoras
Solução bulkscan instalada acima da correia transportadora
Laserscanner 2D
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Software e Arquitetura
El software está compuesto por un módulo básico,
responsable por la comunicación con los sensores
(Laserscanners) y un módulo aplicativo, responsable por
realizar todo el procesamiento de los datos obtenidos
de los sensores de campo, los transforma, filtra y evalúa,
además de permitir la parametrización de diferentes áreas
de alarmas (forma) y número de niveles cuando aplica.
Arquitectura
El módulo aplicativo posee los siguintes recursos:
• Visualización de los resultados de las mediciones en 2 o 3 dimensiones, errores y mensajes de eventos
• Algoritmos de tratamiento de las informaciones
• Definición de las áreas de interés y eliminación de elementos
• Interfaz con el sistema de control
• Reporte de errores y eventos para rápido diagnóstico
• Calibración
Pantalla del software con gráfico da medición
Valor Agregado
Sobre el Grupo C+ Tecnologia
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• Obtención de la información del flujo de material en tiempo real para cierre de la malla de velocidad
de la correa transportadora, posibilitando la optimización de su utilización
• Impide operación en régimen de sobrecarga y mejora su vida útil
• Control preciso del volumen de material transportado, con posibilidad de cálculo del peso
Matriz - São Paulo / SP
Rua dos Caetés, 601Perdizes - CEP 05016-081São Paulo - SP - BrasilTel.: +55 11 2168-6554Fax: +55 11 2168-6555
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El Grupo C+ actúa hace más de 24 años en el mercado industrial, buscando presentar a sus clientes tecnologías
innovadoras en sensoriamiento y equipamientos ergonómicos, con alta agregación de valor por medio de
automatización y servicios de campo, asegurando máxima confiabilidad y un profundo respeto en relación a los
objetivos deseados por sus clientes, por medio de consultoría especializada y soluciones customizadas.
Representantes
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