Diseño de un sistema de control e instrumentación para el proceso de bombeo de agua en una mina subterránea

Abstract

El proceso de bombeo de agua de una mina subterránea polimetálica ubicada en el departamento de Cerro de Pasco actualmente viene trabajando de modo manual, por lo cual consta de un operador que verifica condiciones de forma permanente para definir el funcionamiento de los equipos, esta situación implica que el proceso está sujeto a errores que son inherentes al modo de trabajo causando un impacto en la seguridad de personas, equipos, el medio ambiente y el proceso de producción. En el presente trabajo se realiza el diseño de un Sistema de Control Distribuido (DCS) con una topología de red redundante tipo anillo basado en el protocolo de red Ethernet IP y la definición de la filosofía de control para la automatización del proceso de bombeo de agua en sus etapas de captación, extracción, transporte y vertimiento de las aguas. También se definen las especificaciones técnicas del equipamiento de control e instrumentación. En función al análisis estadístico de los tiempos de fallas en el proceso de bombeo de agua actual se realizará el planteamiento de la reducción del impacto en las paradas del sistema de extracción de mineral. De igual forma se compara la velocidad de medición de los parámetros del agua del proceso con las mediciones manuales actuales. También hacemos una comparativa del consumo eléctrico del proceso con y sin el Sistema de Control Distribuido (DCS).

The process of pumping water in a polymetallic underground mine located in the department of Cerro de Pasco is currently working manually, it means that there is an operator who permanently checks conditions to define the operation of the equipment, this situation implies that the process has faults because the way of working has some features that produce them causing an impact on the safety of people, equipment, environment and production. In this work, we design a Distributed Control System (DCS) with a ring-type redundant network topology based on the Ethernet IP network protocol and define the control philosophy for the automation of the water pumping process in all of the stages like collection, extraction, transport and dumping of water. The technical specifications of the control and instrumentation equipment are also defined. Based on the statistical analysis of the failure times in the current water pumping process, an approach will be made to reduce the impact of the mineral extraction system shutdowns. In the same way, the measurement speed of the process water parameters is compared with current manual measurements. We also make a comparison of the electrical consumption of the process with and without the Distributed Control System (DCS).