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Caso práctico

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Codelco Chuquicamata actualiza el sistema de control de compresores de su planta termoeléctrica con la asesoría de Magna IV Engineering

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Desafío

  • El proyecto - se denominado “Upgrade Sistema de Control Compresores Planta Termoeléctrica” se desarrolló a partir de la necesidad que tenía Codelco por actualizar los controladores de los compresores de la planta termoeléctrica, los cuales suministran aire para el proceso de fundición de la división. La planta tiene alrededor de 26 compresores de diversas marcas, donde cada compresor posee su proprio controlador dedicado, el cual es provisto por el fabricante de la máquina, condición que generaba varias complicaciones para la mantenibilidad del sistema, ya que se debía mantener un gran número de tarjetas electrónicas de repuesto de distintas marcas y modelos con la complejidad adicional de encontrarse, en muchos casos, obsoletos y de alto costo.

Soluciones

  • Hardware - • 30 Modulos Analogos de entrada de 8 canales 1734-IE8C. • 13 Modulos Analogos de salida 1734-OE4C. • 2 Switch Stratix 5700 1783-BMS10CGN. • 13 Ethernet/IP 1783-ETAP. • 13 PanelView Plus 7” T4W21D8S.
  • Software - • 1 FactoryTalk View Studio for FactoryTalk View Enterprise. • 1 FactoryTalk SE Station 100 Pantallas. • 1 Rslogix Estandar Edition.

Resultados

  • Resultados - Hoy el cliente cuenta con 13 compresores controlados íntegramente por PLC Compactlogix, lo cual le permite a sus mantenedores ingresar al programa, revisar la lógica de control, agregar nueva instrumentación o analizar con rapidez cualquier falla en el sistema. También cuenta con un stock de repuestos que le permite solucionar fallas en el momento.

Magna IV Engineering es una empresa de origen canadiense con más de 35 años de experiencia en el mercado global de ingeniería eléctrica y que actualmente está acreditada como Recognized System Integrator de Rockwell Automation. A fines de 2017, la firma se adjudicó una licitación de la minera estatal chilena Codelco, que consistió en la actualización de una serie de controladores de compresores que operan la planta termoeléctrica Central Térmica Sulfuros de la División Chuquicamata, que son controlados actualmente con éxito a través de PAC CompactLogix® de Allen-Bradley®.

Con sede principal en Canadá y filiales en Estados Unidos y Chile, Magna IV Engineering se dedica a la implementación de proyectos de ingeniería, pruebas eléctricas y, principalmente en Chile al campo de la automatización, control y comunicación.

Con una década de presencia en el mercado local, la firma ha participado en los proyectos más grandes de la minería a nivel nacional, constituyéndose además como la primera empresa en el ámbito local certificada bajo el estándar NETA (InterNational Electrical Testing Association).

Uno de sus clientes más relevantes en Chile es la estatal Codelco, que actualmente constituye la mayor compañía del planeta en explotación minera cuprífera (concentra 7% de las reservas globales de cobre). Codelco opera ocho centros mineros en el país, siendo uno de ellos la División Chuquicamata, ubicada en Calama, Región de Antofagasta (1600 km al norte de Santiago).

Chuquicamata es una mina de cobre fundada a principios del siglo XX. Es considerada la más grande del mundo en su tipo y en 2018 la división produjo 320.744 toneladas métricas de cobre fino, según datos de la propia empresa.

Las plantas de suministro de esta división dependen de la Gerencia de Mantenimiento, Servicios y Suministros, dentro de la cual funciona un área denominada Superintendencia de Automatización y Electrónica (SAE). “En los últimos seis años, hemos trabajo constantemente en distintas mejoras de automatización tanto en plantas de suministros como en otras áreas de la división Chuquicamata, por ejemplo, en proyectos de Chancado Primario y Secundario que han incluidos una serie de equipamientos provistos por Rockwell Automation y Magna IV”, explica Nelson Sáez, ingeniero experto de SAE.

De acuerdo con lo que agrega el profesional, las plantas de suministro tienen como función primordial entregar abastecimiento de “agua desmineralizada, aire (presión PSI), vapor y generación de energía de emergencia tanto para la Gerencia Concentradora como para la Gerencia Fundición”. 

En este contexto, la empresa decidió llevar a cabo un proyecto de mejoramiento que buscaba potenciar el suministro de la variante aire en la Central Térmica Sulfuros, denominado “Upgrade Sistema de Control Compresores Planta Termoeléctrica”. Básicamente, la iniciativa se desarrolló a partir de la necesidad que tenía Codelco por actualizar los controladores de los compresores, los cuales proveen aire para el proceso de fundición y concentradora de la división.

La central térmica tiene 23 compresores de diversas presiones y marcas. Este proyecto se centró en el suministro de aire de 90 psi, por lo que considera los principales equipos que generan este abastecimiento (13 compresores), donde cada cual posee su proprio controlador dedicado, provisto por el fabricante de la máquina. Dicha condición generaba varias complicaciones para la operación del sistema, ya que se debía mantener un gran número de tarjetas electrónicas de repuesto de distintos modelos, lo cual ocasionaba un alto costo y la complejidad adicional de encontrarse las tarjetas, en muchos casos, caducas.

“La planta tiene más de 50 años y casi todos los sistema de control están obsoletos. Ante eso, buscamos alternativas que nos permitiesen tener repuestos ante posibles fallas. El proveedor nos indicó, además, que ya no eran capaces de darnos soporte debido a la obsolescencia del sistema de control, lo cual implicaba que nosotros mismos teníamos que hacernos cargo de solucionar los problemas”, recuerda Sáez.

El sistema implementado consideró una etapa inicial de conversión de 13 controladores a PAC Allen-Bradley® de la línea CompactLogix™ y un HMI local tipo PanelView™ por cada compresor.

Junto a esto, la arquitectura planteada consideró un anillo Ethernet tolerante a falla entre todos los controladores convertidos y una estación de operación remota basada en FactoryTalk® View desde donde se puede controlar y monitorear de forma remota la operación de los equipos de terreno.

“Otro aspecto fundamental, y que constituyó un valor agregado al proyecto, tuvo que ver con el hecho de que la propuesta nos permitía abrir este sistema de control dedicado, ya que tampoco podíamos hacer modificaciones de parámetros, rescatar los programas o agregarle señales al sistema”, destaca el ingeniero.  

Hugo Aliaga, Jefe de Operaciones Automatización & Control Magna IV Engineering, agrega que el compresor viene de fábrica con un controlador propietario, que es una tarjeta electrónica, “el cual incluye un código cerrado que no permite interactuar de forma transparente con el equipo a la gente que opera en planta”. 

Por tal motivo, los objetivos del cliente apuntaban a estandarizar los controladores; contar con una solución que le permitiera aumentar la cantidad de instrumentos en el equipo; mejorar la disponibilidad de repuestos; tener una herramienta que permitiese a sus mantenedores revisar el programa y hacer modificaciones.

“El beneficio operativo concreto pasa por optimizar la producción de aire. Actualmente, nos damos cuenta de inmediato si un compresor está funcionando bien o mal en base a estas variables; o si podemos sacarle mayor rendimiento”, explica Sáez.

Junto con estas ventajas, destaca el ingeniero, Codelco busca hoy incorporar beneficios en materia de eficiencia energética. “Por ejemplo, antes no contábamos con medición de flujos de aire para conocer la eficacia de nuestros equipos. Ahora estamos instalando una serie de flujómetros a varios de estos equipos, y como están unidos en red, existe la posibilidad de instalar otro controlador sobre este sistema, todo lo cual nos permitirá optimizar nuestros recursos”, explica.

En la actualidad, Codelco cuenta con 13 compresores controlados íntegramente por PAC CompactLogix™, lo cual facilita a sus mantenedores ingresar al programa, revisar la lógica de control, agregar nueva instrumentación o analizar con rapidez cualquier falla en el sistema. También cuenta con un stock de repuestos que permite solucionar fallas en el momento.

“Si teníamos problemas en el control, solo éramos capaces de llegar hasta cierto punto para revisarlo. Hoy, en cambio, hemos logrado una mayor capacidad de diagnóstico”, aclara Sáez.  Junto con esto, el profesional destaca que al instalar una estación de operación con FactoryTalk en la sala de control de la central, actualmente pueden monitorear los 13 compresores, cuestión que antes había que hacer en terreno.

Respecto a las principales características del PAC CompactLogix™, el ingeniero señala es un equipo de fácil utilización y comunicación, con buen nivel de repuestos en el mercado y muy robusto, ya que el lugar donde fue instalado resulta muy complejo para la operación de equipos electrónicos. “Los compresores irradian mucha temperatura y estos PAC tienen la capacidad para soportar condiciones que no son óptimas”.  

Sáez destaca que la experiencia, conocimiento técnico y atención post venta que tiene Magna IV, lo cual unido a una propuesta económica competitiva, fueron los factores que gatillaron que el Recognized System Integrator de Rockwell Automation se adjudicara esta licitación. “Estamos muy satisfechos con la labor realizada. No ha habido ningún tipo de falla de índole electrónica o de programación hasta la fecha. Además, hemos tenido un gran apoyo técnico y humano de Magna IV”, remarca.

“Este proyecto fue un desafío muy grande, que implicó además una alta demanda de tiempo. De hecho, fue una iniciativa muy innovadora: abrir el sistema de control y sacar el controlador dedicado, no era una tarea sencilla. Fue un riesgo; podíamos dejar sin abastecimiento de aire a la concentradora. Sin los compresores o el suministro, la planta se detiene”, enfatiza Sáez. “Por eso, la asesoría técnica de Magna IV fue fundamental y pudimos apoyarnos en personas que manejan este tipo de equipamiento”, agrega.

Por su parte, Aliaga destaca la ventajas comparativas para su empresa de trabajar como socio comercial de Rockwell Automation, ya que a su juicio es la marca de mayor reconocimiento del rubro minero a nivel global. “La confianza que tenemos en todos sus equipos y soluciones es muy alta. Además, prácticamente todos nuestros clientes operan con la marca Allen-Bradley® de Rockwell Automation”, concluye.

  • Problemática: actualizar controladores de compresores de la planta termoeléctrica, que proveen aire para el proceso de fundición. El proyecto buscaba estandarizar controladores; aumentar cantidad de instrumentos; mejorar disponibilidad de repuestos; tener una herramienta capaz de revisar el programa y hacer modificaciones.
  • Solución: 13 Controladores CompactLogix™ 5370 L1; 30 módulos análogos de entrada de 8 canales 1734-IE8C; 13 módulos análogos de salida 1734-OE4C; 2 Switch Stratix 5700 1783-BMS10CGN; 13 Ethernet/IP 1783-ETAP; 13 PanelView™ Plus 7” T4W21D8S; 1 FactoryTalk® View SE Station (100 pantallas).
  • Resultados: optimización de la producción de aire y aumento del stock de repuestos; eliminación del control dedicado lo cual permitió ingresar al programa, revisar lógica de control, agregar nueva instrumentación, analizar con rapidez cualquier falla en el sistema y mayor capacidad de diagnóstico.
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