Title

MITIGAÇÃO DE RISCO CRÍTICO DE DESMORONAMENTO DE PILHAS DE GRANÉIS – CONTROLE DINÂMICO DE GIRO DE EMPILHADEIRAS

CRITICAL RISK MITIGATION OF BULK STOCKPILE COLLAPSE – DYNAMIC SLEW CONTROL OF STACKERS

Authorship

FREITAS, JEAN DE OLIVEIRA; RIBEIRO, ALEX BRUNO DE ALMEIDA; TEIXEIRA, OCINEY DE OLIVEIRA; ROSA, MAURÍCIO FREIRE

FREITAS, JEAN DE OLIVEIRA

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RIBEIRO, ALEX BRUNO DE ALMEIDA

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TEIXEIRA, OCINEY DE OLIVEIRA

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ROSA, MAURÍCIO FREIRE

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DOI

10.5151/2594-5335-42582

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Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a implantação de um sistema de controle automático de giro em duas empilhadeiras de minério, concebido para eliminar desmoronamentos de pilhas. O algoritmo combina um modelo cinemático, formulado com a convenção de Denavit–Hartenberg, à equação de queda livre, estimando em tempo real o ponto de deposição a partir dos ângulos de giro e elevação, da altura de descarga e da velocidade da correia. Esse set-point alimenta um controlador PID embarcado no CLP, que mantém o erro radial abaixo de 1 m. Implementado no fim de 2023, o sistema eliminou os oito eventos de instabilidade registrados anteriormente e, como benefício adicional, aumentou em cerca de 10 % a capacidade média do pátio, evitando a necessidade de expansão física da área e os impactos ambientais associados. A solução destacou-se pelo baixo custo, alta segurança e facilidade de replicação em outros terminais de granéis.

THIS STUDY PRESENTS THE DEVELOPMENT AND DEPLOYMENT OF AN AUTOMATIC SLEWING-CONTROL SYSTEM FOR TWO ORE STACKERS, DESIGNED TO ELIMINATE STOCKPILE COLLAPSES. THE ALGORITHM COMBINES A KINEMATIC MODEL, FORMULATED USING THE DENAVIT–HARTENBERG CONVENTION, WITH FREE-FALL EQUATIONS TO ESTIMATE THE MATERIAL’S IMPACT POINT IN REAL TIME FROM TOWER SLEW AND BOOM ELEVATION ANGLES, DISCHARGE HEIGHT, AND BELT SPEED. THIS SET-POINT DRIVES A PID CONTROLLER EMBEDDED IN THE PLC, KEEPING THE RADIAL ERROR BELOW 1 M. IMPLEMENTED AT THE END OF 2023, THE SYSTEM ELIMINATED ALL EIGHT PREVIOUSLY RECORDED INSTABILITY EVENTS AND, AS AN ADDITIONAL BENEFIT, INCREASED THE YARD’S AVERAGE CAPACITY BY ROUGHLY 10 %, THUS AVOIDING PHYSICAL YARD EXPANSION AND ITS ASSOCIATED ENVIRONMENTAL IMPACT. THE SOLUTION PROVED LOW-COST, HIGHLY SAFE, AND EASILY REPLICABLE ACROSS OTHER BULK TERMINALS.

Keywords

controle de giro, estabilidade de pilha, aumento de capacidade, automação portuária, Denavit–Harten

slewing control, stockpile stability, capacity increase, port automation, Denavit–Hartenberg, PLC