Nova solução na Gold Fields reduz o risco do sistema de controle

A Gold Fields reduz o risco do sistema de controle

Desafio

  • Integre todos os sistemas de campo existentes com novos sistemas de processamento de minérios para tomar decisões de negócios mais rápidas e conscientes, ajudar a mina a alcançar os objetivos de sustentabilidade de longo prazo e reduzir o risco de tempo de parada não programada

Soluções

Resultados

  • Visualização abrangente da fábrica e relatórios com base nos principais indicadores de desempenho predefinidos
  • Controle de processo centralizado
  • Decisões de negócios mais bem informadas
  • Melhora da capacidade
  • Risco mínimo de incompatibilidade com versões anteriores

Integração total de dispositivos de campo, controle, visualização, criação de relatórios e monitoração de desempenho ajudam a South Deep Gold Mine a ser mais eficiente

Histórico

A Gold Fields Limited possui e opera 12 minas de ouro na África do Sul, Gana, Peru e Austrália, produzindo cerca de 2,1 milhões de onças (60 toneladas) de ouro por ano. A Gold Fields está listada na Bolsa de Valores de Joanesburgo (JSE) e na Bolsa de Valores de Nova York (NYSE) e emprega aproximadamente 50.000 pessoas no mundo todo.

A South Deep Gold Mine, a única mina operacional da Gold Field na África do Sul, fica 28 milhas (45 quilômetros) a sudoeste de Joanesburgo e é formada por dois sistemas de poços e uma fábrica metalúrgica central.

Esse projeto, que envolve a Rockwell Automation, se enquadra na visão a longo prazo da Gold Fields: "ser líder global em mineração de ouro sustentável" e ser o principal projeto de expansão na África do Sul.

Desafio

A fábrica metalúrgica em South Deep Mine foi atualizada em 2011/2012 para aumentar sua produtividade. Para isso adicionaram um segundo circuito de moinho de bolas, um circuito de trituração de minérios, um espessante adicional, quatro tanques de lixiviação e mais uma coluna de eluição.

Esse sistema de controle também ajuda a garantir os mesmos elevados padrões funcionais de um sistema baseado em SDCD em termos de padronização e bancos de dados de tag única

Para gerenciar melhor o uso de reagentes, energia e água na fábrica atualizada e, ao mesmo tempo, melhorar a qualidade dos resíduos da mina, a South Deep Mine precisava de uma atualização completa do sistema de controle e relatório que integrasse todos os sistemas de campo existentes nos novos sistemas de processamento de minérios. Com isso, seria possível tomar decisões de negócios mais rápidas e informadas no nível da gestão, além de ajudar a mina a alcançar seus objetivos de sustentabilidade a longo prazo.

A Gold Fields também precisava reduzir o risco de tempo de parada não programada com um sistema de controle que integrasse todos os dispositivos de campo, o controle, a visualização, os relatórios e a monitoração de desempenho geral da fábrica em um único sistema simplificado que também pudesse ser expandido em futuras atualizações da fábrica.

Originalmente, a fábrica metalúrgica usava IHM com base em componente RSView®32 da Rockwell Automation e controladores L62 para monitoração e controle de processo. Isso exigia mais otimização: todos os intertravamentos, E/S, sequências e outras rotinas de processo precisavam ser reavaliados para eliminar as complexidades desnecessárias no novo sistema de controle.

Solução

Com a fábrica metalúrgica usando a tecnologia da Rockwell Automation desde 2001, a Gold Fields comissionou diretamente a Rockwell Automation para realizar as atualizações do sistema de controle. A Rockwell Automation foi envolvida no novo sistema de processamento por meio de um contratante de EPCM na South Deep Gold Mine. Esses dois projetos precisavam culminar em um único sistema totalmente integrado de controle, visualização e relatório.

A solução de mineração que usa o PlantPAx

A solução de mineração que usa o PlantPAx® se baseia em décadas de experiência em mineração que foram formalizadas em uma solução extremamente padronizada e facilmente comissionada e gerenciada por ciclo de vida que é capaz de reduzir os riscos do sistema de controle, melhorando o diagnóstico e os relatórios e diminuindo as complexidades do sistema.

Uma alternativa mais econômica e personalizada a uma solução tradicional com base em SDCD (sistemas digitais de controle distribuído), o PlantPAx fornece mais flexibilidade, padrões gerenciados específicos de mineração e menos tempo e custos de comissionamento. Esse sistema de controle também ajuda a garantir os mesmos elevados padrões funcionais de um sistema baseado em SDCD em termos de padronização e bancos de dados de tag única.

Implementação do sistema

A solução consiste em uma plataforma de controle PlantPAx, configurada para suportar até 1.000 entradas de dados de marca de hora (histórico, eventos e alarmes da fábrica) para fornecer um registro de dados ininterrupto em caso de falha de rede.

Para ter uma visualização abrangente dos processos da fábrica, o software de visualização PlantPAx, com base na arquitetura de servidor/cliente, foi incorporado ao sistema. O ViewTools, licenciado para o PlantPAx, também foi incorporado para oferecer acesso direto do cliente ao controlador sem a necessidade de passar pelo servidor.

A Gold Fields conseguiu melhorar os recursos de controle, visualização e relatórios da fábrica com a solução de mineração que usa o sistema PlantPAx

O Microsoft SQL, com serviços de relatório incorporados, foi instalado e configurado para registrar todos os eventos, histórico e alarmes da fábrica. O software licenciado da solução de mineração, SQX, também foi instalado para permitir que o SQL fosse preenchido diretamente pelos controladores.

Os engenheiros da Rockwell Automation também criaram interfaces exclusivas para oferecer suporte a dispositivos de campo de terceiros, como inversores e instrumentação.

A mudança final foi concluída em novembro de 2012.

Resultados

A Gold Fields conseguiu melhorar os recursos de controle, visualização e relatórios da fábrica com a solução de mineração que usa o sistema PlantPAx.

Com padronização e registro de dados amplamente gerenciados, a solução de mineração fornece aos usuários um status único e preciso da fábrica em tempo real.

Com o SQL configurado para registrar histórico, eventos e alarmes, os usuários podem seguir tendências, rastrear entradas individuais até usuários finais específicos e controlar entradas analógicas e digitais como vazão, temperaturas e várias outras entradas da fábrica. Todos os dados têm a hora registrada pelos controladores PlantPAx, o que ajuda a garantir a integridade dos dados e permite que as entradas sejam inseridas com precisão no SQL depois da correção de uma falha de rede. Além disso, com a adição do software SQX, o banco de dados SQL pode ser adicionado como E/S aos controladores.

O software PlantPAx processa sinais de instrumentos e registra somente os valores mínimo, máximo e médio por período de relatório, o que minimiza os dados registrados no banco de dados, em vez de registrar todos os sinais do dispositivo de campo.

A confirmação dos alarmes é feita pelo usuário, com registro de hora, o que protege os operadores de punições por ignorarem advertências essenciais, além de melhorar a responsabilidade. Isso aumenta a segurança global da fábrica, especialmente na South Deep Gold Mine onde alarmes de cianeto e outras advertências de segurança são indicadores fundamentais.

Relatórios avançados

Uma série de serviços de relatório é incorporada ao SQL, que gera e transmite relatórios abrangentes de operação e produção para níveis de gestão para a monitoração corporativa dos principais indicadores de desempenho.

Os relatórios incluem informações sobre a quantidade de minérios processados durante cada turno de 12 horas.

Outras estatísticas incluem um relatório de consumo de água gerado por um medidor de vazão que calcula a vazão total por hora, enquanto o relatório do quadro de comando e manobra de média tensão fornece informações sobre o consumo em megawatts/hora. Os principais indicadores de desempenho também podem ser monitorados em uma página da Web que indica os status da fábrica em cores.

A solução de mineração que usa o PlantPAx remove a complexidade operacional desnecessária, pois as tags e descrições de intertravamento são intuitivas por padrão. Com essa diminuição de complexidade, a Gold Fields precisa de menos operadores muito qualificados, o que soluciona um problema comum do setor: a falta de habilidades na mão de obra.

“Centralizar o conhecimento, refinar as funções de relatório e melhorar a gestão em toda a mina são os principais impulsionadores desse projeto. Esse nível de controle da fábrica nos ajudará a melhorar o consumo de reagentes e a gestão de recursos, incluindo energia, água e habilidades, além de permitir que nos tornemos líderes em mineração sustentável. Um dos principais objetivos da Gold Fields é usar tecnologia e inovação para melhorar a sustentabilidade.” – Louis Oosthuizen, gerente de unidade C&I, Gold Fields (South Deep Gold Mine)

Futuro

Atualmente, a Rockwell Automation está desenvolvendo um sistema subterrâneo de gestão de minérios para a South Deep Gold Mine, a ser integrado à solução de mineração.

Para melhorar ainda mais os relatórios do operador ao técnico e à gerência, a Gold Fields pretende mudar uma série de dispositivos de campo restantes para a solução de mineração. Os sistemas que serão incluídos no sistema central de controle e visualização são transportadores de poço, uma fábrica de refrigeradores e resfriadores de ar em massa, entre vários outros sistemas de processamento.

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