A mineração é uma atividade complexa que enfrenta inúmeros desafios. Os processos de produção são suscetíveis de serem interrompidos por eventos inesperados, como falhas em equipamentos ou alterações nas condições climáticas. Além disso, as mineras precisam processar minerais cada vez mais complexos, o que dificulta o gerenciamento das operações.
Um eixo fundamental para otimizar o processo é como as empresas mineras gerenciam os processos da operação. Atualmente, os sistemas dependem muito de estratégias de controle regulatório baseadas em controle PID (proporcional integral derivativo).
Esses sistemas de controle automatizam os processos de mineração há décadas e são baseados em ciclos para regular um atuador e uma variável de processo. Isso se torna mais complexo quando o problema de controle envolve múltiplos atuadores que influenciam múltiplas variáveis de processo.
No entanto, existe uma maneira melhor de fazer isso. O Controle Preditivo Multivarável baseado em Modelos (MPC – Model Predictive Control) é uma tecnologia avançada projetada para controlar e otimizar os processos complexos. Trata-se de uma camada de inteligência sobre um sistema de automação que, a partir de modelos matemáticos dinâmicos obtidos do processo, prevê o comportamento das variáveis e as controla proativamente para aprimorar o desempenho em tempo real.
O MPC pode coordenar as malhas de controle regulatório com as quais interage e lidar com respostas dinâmicas complexas, gerenciar distúrbios de maneira previsível, diminuir as variabilidades com controle de processo mais obediente e levar o desempenho ao limite do processo. Em outras palavras, o MPC aprende com o impacto que as variáveis tem sobre outras e baseado em seus modelos do processo, simula e prediz como as variáveis controladas (CV) vão se comportar em um horizonte de controle futuro, calcula continuamente a melhor trajetória de ações nas variáveis manipuladas (MV) em todos os passos neste horizonte e executa ação enviando o primeiro passo para as MVs. Dessa forma, os operadores não precisam mais lidar com operação rotineira sendo o “algoritmo de controle” do processo e passam a gerenciar o desempenho a partir de uma operação de nível mais alto e menos estressante. O controle MPC passa a ser um piloto automático e o operador apenas gerencia os limites e os pontos de operação desejados, tal qual ocorre em uma aeronave onde o piloto delega o controle da mesma apenas ajustando, velocidade, direção e altitude cruzeiro.
A Rockwell Automation fez uma grande diferença com a solução MPC Pavilion8®, que opera com base em sistemas de automação que impulsionam continuamente a fábrica para atingir vários objetivos de negócios (reduções de custos, diminuição de emissões, qualidade consistente e aumentos de produção) em tempo real.
Essa tecnologia consegue incorporar todo o conhecimento de processo disponível para oferecer modelos mais precisos e da forma mais fiel possível. Ela também oferece uma solução única e exclusiva que pode lidar com processos lineares e não lineares simultaneamente, gerando melhores resultados em uma ampla variedade de tecnologias de processo. A tecnologia de aprendizado de máquinas do Pavilion8®, agrega recursos para gerar variáveis virtuais (VOA – Virtual On-Line Analyzer), de propriedades de materiais que geralmente são obtidas em análises de laboratório em horários esparsos, e disponibiliza esta variável para o controlador MPC como se fora um instrumento em tempo real.
O MPC oferece vários benefícios para a mineração, como aprimorar a estabilidade do processo, aumentar a recuperação, reduzir o consumo de reagentes, reduzir o uso e os custos de energia e aprimorar a produtividade. Além disso, o MPC pode ajudar a minimizar o impacto ambiental da mineração, reduzindo as emissões e os resíduos e consumo de água.
Acompanhamento durante todo o processamento
Como líder em soluções de MPC para a mineração, a Rockwell Automation também conta com a plataforma SDCD PlantPAx®, um sistema digital de controle distribuído de alto desempenho e alta disponibilidade que pode lidar com aplicações complexas, como o processamento e refino de minerais. Da mesma forma, ela oferece recursos e aplicações avançadas focadas em desafios específicos de mineração, como o controle de nível de flotação para as plantas concentradoras.
Com essa solução, é possível gerenciar aplicações complexas, como a fundição e o refino de metais, aumentar a produtividade e controlar custos, além de reduzir o consumo de energia, o que permite diminuir as emissões e aprimorar a segurança.
