Simulación SIMIT de un proceso de molienda minera para evaluar estrategias de control SIL con PCS7

Abstract

El presente trabajo aborda el desarrollo de una simulación en SIMIT para un proceso de molienda en una planta concentradora, con el objetivo de evaluar estrategias de control en un entorno Software-in-the-Loop (SIL) utilizando PCS7. Actualmente, el modelo del molino SAG en la simulación de la planta es estático, lo que limita su capacidad de representar adecuadamente las interacciones dinámicas del proceso. Para abordar esta limitación, se implementa un modelo dinámico basado en ecuaciones de balance de masa, validado a partir de datos experimentales y bibliografía especializada. Se integran submodelos de molienda, clasificación y transporte de masa para mejorar la precisión del sistema. Además, se configura la interconexión con el DCS PCS7, permitiendo la simulación en lazo cerrado para evaluar el desempeño del control aplicado. Los resultados demuestran que la integración de un modelo dinámico del molino SAG mejora la fidelidad de la simulación, proporcionando una herramienta robusta para la validación y optimización de estrategias de control antes de su implementación en planta. En el primer capítulo se contextualiza el problema, resaltando la necesidad de desarrollar un modelo dinámico del molino SAG en la simulación de una planta concentradora, actualmente limitada a señales constantes. Se establecen los objetivos de la memoria, que incluyen la implementación de una simulación en SIMIT, su integración con la planta digital y la evaluación de estrategias de control en un entorno SIL con PCS7. Además, se revisa el estado del arte sobre procesos de molienda, técnicas de simulación y el uso de plataformas como SIMIT y PCS7 para el modelado y control de plantas mineras(...). This thesis focuses on the development of a simulation in SIMIT for a grinding process in a concentrator plant, aiming to evaluate control strategies in a Software-in-the-Loop (SIL) environment using PCS7. Currently, the SAG mill model used in the plant simulation is static, which limits its ability to accurately represent the dynamic interactions of the process. To address this limitation, a dynamic model based on mass balance equations is implemented and validated using experimental data and specialized literature. Submodels for grinding, classification, and mass transport are integrated to enhance the accuracy of the system. Additionally, the model is connected to DCS PCS7, enabling closed-loop simulation to evaluate control performance. The results show that incorporating a dynamic SAG mill model improves simulation fidelity, providing a robust tool for validating and optimizing control strategies before their implementation in the plant. The first chapter contextualizes the problem, emphasizing the need for a dynamic SAG mill model in the simulation of a concentrator plant, which is currently limited to constant signals. The objectives of this thesis are outlined, including the implementation of a simulation in SIMIT, its integration with the digital plant, and the evaluation of control strategies in an SIL environment with PCS7. Additionally, a literature review is conducted on grinding processes, simulation techniques, and the use of platforms such as SIMIT and PCS7 for modeling and control in mining plants(...).