Visualización y análisis automático de datos de procesos de planta concentradora

Abstract

El presente trabajo desarrolla una herramienta de monitoreo y análisis de desempeño para lazos de control en una planta concentradora. En primer lugar, se lleva a cabo un estudio del estado del arte sobre los sistemas de Monitoreo de desempeño de Lazos de Control (CLPM) disponibles comercialmente, identificando sus características, capacidades y limitaciones. Posteriormente, se establecen los indicadores clave de desempeño utilizados en este estudio, incluyendo el tiempo de subida, tiempo de asentamiento, razón de amortiguamiento, sobrepaso y error absoluto medio, seleccionados por su relevancia en la evaluación de la estabilidad y eficiencia del control. Para garantizar la fiabilidad de los indicadores calculados, se consideran aspectos como la estandarización de datos y la correcta selección de ventanas de tiempo. A continuación, se implementa un programa computacional en Python para el cálculo automatizado de estos indicadores. Dicho programa permite la importación y procesamiento de datos operacionales, así como la generación de métricas clave, integrando los resultados con el software LabVIEW para su visualización. La interfaz gráfica en LabVIEW proporciona una representación clara de los datos, facilitando el monitoreo y la evaluación del rendimiento de los lazos de control. La automatización del análisis reduce la necesidad de interpretación manual y permite detectar problemas operacionales en los lazos de control, favoreciendo la toma de decisiones basada en datos y la mejora continua del proceso industrial. La validación del sistema se realiza en dos etapas: en primer lugar, a través de pruebas en plantas simuladas, con el objetivo de verificar la correcta implementación y funcionamiento del programa. Posteriormente, se aplica el análisis a datos históricos a dos procesos de la planta concentradora, permitiendo obtener información sobre la eficiencia de los lazos de control en condiciones reales de operación. Los resultados obtenidos facilitan la identificación de oportunidades de mejora y la optimización de la sintonización de los controladores, contribuyendo a una mayor estabilidad y eficiencia en el proceso productivo.

This work develops a monitoring and performance analysis tool for control loops in a concentrator plant. First, a state-of-the-art study on commercially available Control Loop Performance Monitoring (CLPM) systems is conducted, identifying their characteristics, capabilities, and limitations. Subsequently, the key performance indicators used in this study are established, including rise time, settling time, damping ratio, overshoot, and mean absolute error, selected for their relevance in assessing control stability and efficiency. To ensure the reliability of the calculated indicators, aspects such as data standardization and the appropriate selection of time windows are considered. Next, a computational program is implemented in Python for the automated calculation of these indicators. This program enables the import and processing of operational data, as well as the generation of key metrics, integrating the results with LabVIEW software for visualization. The graphical interface in LabVIEW provides a clear representation of the data, facilitating the monitoring and evaluation of control loop performance. The automation of the analysis reduces the need for manual interpretation and allows detection of control loop issues, supporting data-driven decision-making and continuous process improvement. The system validation is carried out in two stages: first, through testing in pilot plants to verify the correct implementation and functionality of the program. Subsequently, the analysis is applied to historical data from the concentrator plant, providing insights into the efficiency of control loops under real operating conditions. The obtained results facilitate the identification of improvement opportunities and the optimization of controller tuning, contributing to greater process stability and efficiency. IV