Análisis de la automatización de subestaciones eléctricas basado en un sistema de control y adquisición de datos (SCADA) para mejorar la operación de unidades mineras subterráneas

Abstract

En la minería los principales procesos productivos son: extracción, procesamiento, fundición y refinación. Estos procesos productivos demandan un consumo de energía eléctrica directamente proporcional a la capacidad de procesamiento de cada unidad minera. Para suministrar esta energía a todos los equipos instalados se cuenta con subestaciones eléctricas y centros de control que requieren de operadores que aseguren la continuidad del suministro eléctrico ejecutando diferentes acciones de respuesta a eventos frecuentes en una unidad minera. El propósito del presente trabajo de suficiencia profesional es analizar la automatización de subestaciones eléctricas de minería basándose en un sistema de control y adquisición de datos SCADA. Para ello, se identificaron las subestaciones eléctricas mayores a 4.16kV de una unidad de mediana minería y se recopiló la información de campo relevante de los dispositivos electrónicos inteligentes de cada subestación. El diseño del sistema incluye el desarrollo de una arquitectura de comunicación con la capacidad de integrar los dispositivos de manera funcional, considerando aspectos técnicos y económicos; así como el desarrollo de la interfaz gráfica que permita al operador eléctrico visualizar los datos en tiempo real de todo el sistema eléctrico, obtener registros automáticos de datos históricos y ejecutar acciones predeterminadas. Finalmente, se concluye que la principal ventaja de utilizar un sistema SCADA es que al mejorar los tiempos de respuesta de los operadores eléctricos frente a eventos frecuentes se mejora también la disponibilidad del suministro eléctrico en toda la unidad minera, lo cual se refleja en mayor producción.

In mining, the main production processes are: extraction, processing, smelting and refining. These production processes demand a consumption of electrical energy directly proportional to the processing capacity of each mining unit. To supply this energy to all the installed equipment, there are electrical substations and control centers that require operators to ensure the continuity of the electrical supply by executing different actions in response to frequent events in a mining unit. The purpose of this professional proficiency work is to design an automation system for mining electrical substations based on a SCADA data acquisition and control system. For this, electrical substations larger than 4.16kV of a medium-sized mining unit were identified and relevant field information was gathered from the smart electronic devices of each substation. System designs includes the development of a communication architecture with the capacity to functionally integrate devices, considering technical and economic aspects; as well as the development of the graphical interface that allows the electrical operator to visualize the data in real time of the entire electrical system, obtaining automatic records of historical data and executing predetermined actions. Finally, it is concluded that the main advantage of using a SCADA system is that by improving response times of electric operators facing frequent events, the availability of electricity supply throughout the mining unit is also improved, which is reflected in higher production