Elevación y tracciónIngenio en movimientono es impulsado por un motor <strong>de</strong> CC através <strong>de</strong> una caja <strong>de</strong> engranajes. Debidoa las limitaciones <strong>de</strong> espacio, los motoresestán montados verticalmente. Eltamaño, relativamente pequeño, <strong>de</strong>l alojamiento<strong>de</strong> los tornos viene impuestopor los requisitos medioambientales <strong>de</strong>ledificio don<strong>de</strong> se alojan (está situado enel parque regional y su aspecto y tamañoexterno no pue<strong>de</strong>n tener carácter industrial).Control <strong>de</strong> frenosEl sistema <strong>de</strong> control <strong>de</strong> frenos consta<strong>de</strong> dos unida<strong>de</strong>s in<strong>de</strong>pendientes, cadauna <strong>de</strong> ellas equipada con un regulador<strong>de</strong> frenado <strong>de</strong> emergencia que proporcionauna suave, pero eficaz, <strong>de</strong>celeraciónbajo todas las condiciones <strong>de</strong> lacarga. El sistema <strong>de</strong> frenado ha <strong>de</strong>controlar diversas posibilida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> distribución<strong>de</strong>l par <strong>de</strong> frenado entre lostornos en una situación <strong>de</strong> parada <strong>de</strong>emergencia. Esto se consigue diferenciandola presión <strong>de</strong> frenado entre losdos sistemas <strong>de</strong> control y mediante laaplicación retardada <strong>de</strong> las unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong>frenos para los tornos cuando operanen modo <strong>de</strong> ‘tracción’.La parte hidráulica <strong>de</strong> los sistemas <strong>de</strong>control <strong>de</strong> frenos 6 son estaciones4 Los cuatro cables están fijados al transportador<strong>de</strong> modo que puedan tirar hacia el mismo lado, oque dos cables puedan tirar hacia los dos lados.hidráulicas duales <strong>de</strong> <strong>ABB</strong>, <strong>de</strong> tipoestándar, como las utilizadas para lostornos <strong>de</strong> extracción minera. Sonunida<strong>de</strong>s autónomas con dos bombas(una funcionando, la otra <strong>de</strong> reserva),un <strong>de</strong>pósito <strong>de</strong> aceite, componentes<strong>de</strong> acondicionamiento <strong>de</strong>l aceite yválvulas que proporcionan frenadoregulado y no regulado.El control <strong>de</strong> tornosEste sistema se aloja en el cubículo <strong>de</strong>control <strong>de</strong> tornos, cuya parte frontal dispone<strong>de</strong> un panel <strong>de</strong> mandos con unamo<strong>de</strong>rna interfaz hombre-máquina. Estepanel se usa principalmente durante lasoperaciones <strong>de</strong> mantenimiento.El PLC (controlador lógico programable)<strong>de</strong> los tornos se ocupa <strong>de</strong> todoslos aspectos <strong>de</strong> control y seguridad <strong>de</strong>los mismos. Básicamente es un sistema<strong>de</strong> control <strong>ABB</strong> como el utilizadonormalmente en los tornos <strong>de</strong> extracción<strong>de</strong> minas, con funciones adicionalesespecíficas para esta instalación<strong>de</strong> elevación. Una <strong>de</strong> las característicasdistintivas <strong>de</strong> este sistema es la<strong>de</strong>terminación <strong>de</strong> la posición <strong>de</strong>ltransportador. El sistema recibe señales<strong>de</strong> posición <strong>de</strong> todos los tornospor medio <strong>de</strong> codificadores incrementales.La posición y velocidad <strong>de</strong> lostornos en las zonas <strong>de</strong> transición noreflejan la velocidad y posición <strong>de</strong>ltransportador. Por tanto, el PLC <strong>de</strong>control <strong>de</strong> los tornos incluye unafunción <strong>de</strong> software que garantiza unatransición precisa y ‘sin sacudidas’ <strong>de</strong>las señales <strong>de</strong> velocidad y posición<strong>de</strong>s<strong>de</strong> un par <strong>de</strong> tornos al otro.Estaciones <strong>de</strong> control <strong>de</strong> los tornosEl sistema <strong>de</strong> elevación BCMR consta<strong>de</strong> siete estaciones <strong>de</strong> control <strong>de</strong>tornos. Durante el funcionamientonormal se utiliza la estación <strong>de</strong>control <strong>de</strong>l transportador, que secomunica con el sistema por medio<strong>de</strong> un radioenlace. Las otras estaciones<strong>de</strong> control se usan con fines <strong>de</strong>mantenimiento e inspección.Sistema <strong>de</strong> accionamiento <strong>de</strong> los tornosEl ferrocarril dispone <strong>de</strong> dos accionamientosdigitales DCS-502 <strong>de</strong> <strong>ABB</strong>. Unaccionamiento controla los tornos <strong>de</strong>llado este y el otro los <strong>de</strong>l lado oeste.Para el mantenimiento es posible conmutarcada accionamiento, <strong>de</strong> modoque el sistema funcione con un solomotor.El software <strong>de</strong> los accionamientos tienevarias características concebidas específicamentepara este sistema elevador:Modo <strong>de</strong> control <strong>de</strong> velocidad o <strong>de</strong>par motor, <strong>de</strong>pendiendo <strong>de</strong>l escenario<strong>de</strong> carga (dirección <strong>de</strong> recorridoy posición <strong>de</strong>l transportador)En el modo <strong>de</strong> control <strong>de</strong> par, el par (lacorriente) pue<strong>de</strong> actuar siguiendo elpar motor <strong>de</strong> la otra pareja <strong>de</strong> tornos opue<strong>de</strong> ajustarse para que proporcionetensión mínima en los cables.La transición entre los modos <strong>de</strong>operación se produce <strong>de</strong> formasuave y ‘sin sacudidas’.El sistema utiliza diferente lógica ydiferentes parámetros cuando operacon un único motor.Ambos accionamientos incluyen controlFEM (fuerza electromotriz), utilizadofrecuentemente en motores <strong>de</strong>tornos <strong>ABB</strong>. En este sistema <strong>de</strong> elevación,ambos motores alcanzan su tensiónnominal cuando la velocidadalcanza el 70 por ciento. Después <strong>de</strong>esta aceleración, la tensión <strong>de</strong> losmotores (FEM) se mantiene constantecontrolando el campo <strong>de</strong>l motor. Talestrategia <strong>de</strong> control tiene numerosasventajas: se reducen los efectos negativos<strong>de</strong>l accionamiento sobre la red62 Revista <strong>ABB</strong> 3/2006
Elevación y tracciónIngenio en movimientoCuadro Requisitos <strong>de</strong>l ferrocarril Big Chute MarineEl sistema <strong>de</strong> control, accionamiento y frenado<strong>de</strong> los tornos cumple los requisitos siguientes:Sistema <strong>de</strong> accionamiento y controlPara garantizar tensión constante en loscables <strong>de</strong> cada pareja <strong>de</strong> tornos, la tracción yel <strong>de</strong>splazamiento <strong>de</strong> ambos cables han <strong>de</strong>ser idénticos.Cuando todos los tornos operan <strong>de</strong>l mismomodo (motor o regeneración), la tracción instantánea<strong>de</strong> los cables <strong>de</strong> los 4 tornosha <strong>de</strong> ser idéntica.Para evitar que los cables se aflojen cuandoun par <strong>de</strong> tornos opera en modo motor y elotro en modo <strong>de</strong> regeneración, la tracción <strong>de</strong>los cables <strong>de</strong>l par <strong>de</strong> tornos que actúa sobreel transportador <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el lado <strong>de</strong>scen<strong>de</strong>nteha <strong>de</strong> ser constante.Puesto que, en la zona <strong>de</strong> transición, lavelocidad <strong>de</strong> un par <strong>de</strong> tornos no refleja la velocidad<strong>de</strong>l transportador (en realidad, este par<strong>de</strong> tornos cambia <strong>de</strong> dirección en esta zona),el otro par ha <strong>de</strong> controlar la velocidad (y laaposición) en esa zona; es <strong>de</strong>cir, los tornos <strong>de</strong>llado oeste son responsables <strong>de</strong> controlar lavelocidad y la posición en la zona <strong>de</strong> transicióneste. La transición <strong>de</strong>l control <strong>de</strong> velocidad yposición <strong>de</strong> un par <strong>de</strong> tornos al otro ha <strong>de</strong>producirse <strong>de</strong> forma precisa y ‘sin sacudidas’.El par motor (tracción <strong>de</strong> cables) en cadapunto <strong>de</strong> transición ha <strong>de</strong> variar suave y gradualmente<strong>de</strong>s<strong>de</strong> el par constante, proporcionandola tracción mínima requerida <strong>de</strong> loscables <strong>de</strong> un par <strong>de</strong> tornos hasta igualar elpar motor <strong>de</strong> todos los tornos y viceversa. Elobjetivo es minimizar la oscilación <strong>de</strong> velocida<strong>de</strong>s,que podría aumentar por la acciónconjunta <strong>de</strong> la flexibilidad <strong>de</strong> los cables, <strong>de</strong>lpeso <strong>de</strong> los cables suspendidos en tramoshorizontales y <strong>de</strong> la gran masa <strong>de</strong>l transportadorcon carga útil (cerca <strong>de</strong> 200 toneladas).Sistema <strong>de</strong> frenosSe utilizan controles <strong>de</strong> frenado <strong>de</strong> emergenciaregulado, ya que éste ha <strong>de</strong> ser suave yseguro en diferentes condiciones <strong>de</strong> carga.El par <strong>de</strong> frenado <strong>de</strong> emergencia ha <strong>de</strong> po<strong>de</strong>rser distinto para cada pareja <strong>de</strong> tornos cuandosea necesario. Por ejemplo, durante el <strong>de</strong>scenso<strong>de</strong>s<strong>de</strong> el punto <strong>de</strong> transición este al puntoboeste, la fuerza (el par) <strong>de</strong> frenado <strong>de</strong> emergenciaque actúa sobre el transportador la han <strong>de</strong>proporcionar exclusivamente los tornos <strong>de</strong>l ladoeste. El par <strong>de</strong> frenado en los tornos <strong>de</strong>l ladooeste ha <strong>de</strong> ser menor <strong>de</strong>l requerido para aminorarla velocidad <strong>de</strong> las masas giratorias <strong>de</strong>estos tornos, evitando así que se aflojen los cablesy eliminando el ‘rebote’ que se produciría siestos tornos no frenaran en absoluto.Durante el recorrido ascen<strong>de</strong>nte por lapendiente <strong>de</strong>l lado oeste (todos los tornosoperando en modo motor), el par <strong>de</strong> frenado<strong>de</strong> emergencia ha <strong>de</strong> ser mínimo, para que lostambores <strong>de</strong> los tornos no frenen la marcha<strong>de</strong>l transportador más rápidamente <strong>de</strong> lo quelo haría la fuerza <strong>de</strong> la gravedad. Así se evita elaflojamiento excesivo <strong>de</strong> los cables. A<strong>de</strong>más,<strong>de</strong>spués <strong>de</strong> la parada se ha <strong>de</strong> aplicar inicialmenteun pequeño par <strong>de</strong> frenado mecánicopara provocar un suave retroceso <strong>de</strong> lostornos (y el transportador) durante el ‘latigazo’provocado por los cables aflojados. Esto reducela tensión <strong>de</strong> los cables durante el ‘latigazo’y también el efecto <strong>de</strong> ‘rebote’ al que se veríasometido el transportador si se aplicara lamáxima fuerza <strong>de</strong> frenado inmediatamente<strong>de</strong>spués <strong>de</strong> la parada <strong>de</strong> los tornos.5 Esta vista <strong>de</strong>l edificio <strong>de</strong> tornos muestra los cuatro tornos en ellimitado espacio disponible.6 La tecnología <strong>ABB</strong> <strong>de</strong> tornos <strong>de</strong> extracción <strong>de</strong> minas participa en elarrastre <strong>de</strong> los barcos. En la imagen, las válvulas <strong>de</strong> control <strong>de</strong> frenado.(mejor factor <strong>de</strong> potencia, menoscaída <strong>de</strong> tensión y menos distorsionesarmónicas). Se reduce la corriente <strong>de</strong>rizado <strong>de</strong> CA en los motores, al igualque la corriente <strong>de</strong> cortocircuito <strong>de</strong>CC (par <strong>de</strong> cortocircuito <strong>de</strong>l motor).Navegación sin problemas gracias a <strong>ABB</strong>El elevador pue<strong>de</strong> manejar una cargaútil <strong>de</strong> hasta 90 toneladas. Un solo viajea través <strong>de</strong> él dura 15 minutos.Des<strong>de</strong> su inauguración, el sistema yaha transportado 11.000 embarcaciones.El sistema <strong>de</strong> elevación ha <strong>de</strong>mostradosu fiabilidad operando impecablementedurante todo el período <strong>de</strong>garantía. Parks Canada Agency estámuy satis fecha <strong>de</strong> su rendimiento.Esta singular instalación confirma lacalidad <strong>de</strong> los equipos y la competencia<strong>de</strong> <strong>ABB</strong> en los tornos <strong>de</strong> extracciónminera.Klaus Kacy<strong>ABB</strong> Automation, Mining DivisionBurnaby, BC, Canadáklaus.w.kacy@ca.abb.comBibliografía[1] Kacy, K, 1998. Advantages Of Digital Control InMine Hoist Applications. CIM Conference in Montreal,Canada.[2] Kacy, K, Brian O’Neil, 2005. Multiple Hoisting Systemfor Incline Haulage with Positive and NegativeSlope. Hoist & Haul 2005 Conference, Perth, Australia.Revista <strong>ABB</strong> 3/200663