Analisis de diferentes estrategias de control automático aplicadas a un prototipo didáctico para el estudio de la ventilación de minas subterráneas

Analysis of different strategies of automatic control applied to a didactic prototype for the study of underground mines ventilation

El presente artículo describe un prototipo desarrollado para el estudio y control de la ventilación para minería. Se presenta el modelado por medio de una identificación paramétrica y el resultado de la aplicación de estrategias de control básicas como el PID, On-Off y avanzadas como control basados en Modos deslizantes.

1. INTRODUCCIÓN

Una de las mayores preocupaciones para los ingenieros de minas que laboran en minas subterráneas es mantener dentro de la operación un flujo de aire adecuado para ventilar la mina y así desarrollar de manera segura la explotación (Keith & Wallace, s.f; Reed & Taylor, 2007; Salamanca, Niño & Higuera, 2012). La manera más efectiva de ventilar una mina es mediante la instalación de ventiladores principales ubicados estratégicamente en la mina para generar un circuito de ventilación constante, el cual no será dependiente de la presión barométrica y la temperatura del aire en superficie, como sucede con la ventilación natural, la cual depende de estas variables ver (Reed & Taylor, 2007).

La ventilación mecanizada actualmente tiene grandes retos para la ingeniería y uno de ellos es conseguir que se pueda continuar llevando aire de buena calidad a todos los rincones de la mina sin importar su profundidad, reduciendo los consumos de energía eléctrica y sin poner en riesgo la seguridad de la operación (Salamanca, Niño & Higuera, 2012; Kei & Wallace, sf; Witant, Niculesca & Marchand, 2008). Una parte de la solución del anterior problema está en el empleo de estrategias de control automático, las cuales pueden comandar 1os ventiladores de acuerdo con diferentes factores como cambios de temperatura y aumento de niveles de gas. Las anteriores variables pueden ser detectadas mediante sistemas de sensores que pueden enviarla señal aun sistema de comando y allí dar una orden al ventilador: Para más información ver (Witrantet al, 2008; Witrant, Nicalescu & Marchand, 2008; Olara, Sandou, Witrent & Niculesca, 2008; Di Benedetto, D´Imocenzo, Serra & Witrant,2008).

Dentro de las estrategias de control que se pueden utilizar para controlar los ventiladores en una mina, están:

Control PID.

Control On-Off

Control por modos deslizantes.

Estas estrategias ofrecen flexibilidad en la implementación con el equipo existente, como variadores de velocidad PLC y procesadores digitales.