Chuyển đến nội dung chính

Phát triển bản vẽ đo lường tự động hóa trong dự án

Các bản vẽ và tài liệu mà kỹ sư đo lường sử dụng trong công việc thiết kế và vận hành với những mục đích tương đối khá khác nhau. Kỹ sư đo lường trong dự án mới thường phải tiếp cận hệ thống tài liệu dựa trên các giai đoạn phát triển của dự án, mà điển hình là giai đoạn ý tưởng (concept hay pre-FEED), giai đoạn thiết kế sơ bộ (front-end engineering design FEED), giai đoạn thiết kế chi tiết (detail design) và giai đoạn lắp đặt chạy thử (pre-commissioning và commissioning). Kỹ sư đo lường trong giai đoạn vận hành được thừa hưởng bộ tài liệu của giai đoạn thiết kế, vì thế, chất lượng của bộ tài liệu dự án đặc biệt quan trọng cho suốt quá trình phát triển, vận hành và tháo dỡ (development, operation and de-commissioning). Bộ tài liệu và bản vẽ dự án hầu hết phải được xây dựng trên cơ sở các quy định về quản lý dự án (project specification), các hướng dẫn về thiết kế của từng chủ đầu tư (company guidelines), các tiêu chuẩn kỹ thuật tại nước sở tại và tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế (national and industrial engineering standards), …

Ở các giai đoạn đầu của thiết kế như thiết kế tiền khả thi và thiết kế sơ bộ FEED, việc xác định rõ các tiêu chuẩn kỹ thuật đặc biệt đóng vai trò cực kỳ quan trọng cho chất lượng, thời gian và chi phí của dự án.
Ví dụ, một chi tiết như toàn bộ hệ thống điện của dự án theo hệ nào, hệ Mỹ NEC hay hệ Châu Âu IEC. Thông thường, công ty mẹ là khu vực Bắc Mỹ thì hay đem theo tiêu chuẩn này để phát triển dự án ở các nước khác. Nếu dự án đó được phát triển ở các nước mà tiêu chuẩn phổ biến là IEC như Việt Nam, thì việc chọn các thiết bị sử dụng điện 480VAC thay cho 220VAC là rất khó khăn, gây tốn chi phí và hạn chế về nhà cung cấp…. Những quyết định lớn như vậy thường được xác định và thảo luận rất kỹ trong giai đoạn tiền khả thi. Do đó, việc hiểu sự khác nhau giữa các tiêu chuẩn phổ biến như JIS, NEMA, NEC, CSA, IEC, ISA là rất cần thiết cho kỹ sư đo lường ở giai đoạn concept.

Đứng trên quan điểm của kỹ sư đo lường tự động, giai đoạn tiền khả thi là giai đoạn xác định được các yêu cầu cơ bản (basic of design) về thiết kế hệ thống đo lường tự động. Điều này bao gồm các quy cách kỹ thuật cho hệ thống tự động (control system specification), các sơ đồ khối (block diagram), đóng góp ý kiến cho việc thiết kế quy trình công nghệ, và sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển shutdown (Shutdown hierarchy).

Khi cấu trúc các tài liệu tiêu chuẩn và quy cách được phê duyệt trong giai đoạn FEED, các thông tin về thiết kế và quy cách lắp đặt cần phải được tuân thủ chặt chẽ theo những tiêu chuẩn này.

Chuyển sang giai đoạn thiết kế chi tiết, ngoài việc thỏa mãn các yêu cầu trong quy chuẩn kỹ thuật (technical specification), kỹ sư tự động hóa đo lường còn cần phải xem xét đến các điều kiện thục tế. Tùy theo tính chất phức tạp của dự án, mà các bản vẽ về đo lường và hệ thống tự động được phát triển, các tài liệu sau là những tài liệu chuẩn mà kỹ sư đo lường sẽ chịu trách nhiệm chính hoặc chịu trách nhiệm một phần trong việc phát triển:

1. Instrument specification - các tài liệu về đo lường và tự động hóa về thiết kế, lựa chọn và lắp đặt thiết bị đo
2. Piping and Instrument Diagram - bản vẽ đường ống và thiết bị đo lường
3. Instrument Index hay Instrument List - danh sách các thiết bị đo
4. Instrument datasheet - chi tiết của thiết bị đo
5. Sizing calulation - bản tính (cho van điều khiển, đĩa orifice)
6. Loop diagram - bản vẽ đấu nối dây điện từ hiện trường đến điều khiển
7. Instrument Location plan hay Location layout - bản vẽ vị trí của thiết bị đo trong sơ đồ mặt bằng.
8. Installation details - bản vẽ lắp đặt chuẩn cho thiết bị đo
9. Interconnection drawing - bản vẽ giữa các tủ điện của thiết bị đo.
10. Control Narratives - thuyết minh điều khiển
11. Control system block function - Sơ đồ khối hệ thống điều khiển
12. Logic diagram - Sơ đồ logic điều khiển
13. I/O List - danh sách các tín hiệu input/output
14. Cause & Effect chart -  sơ đồ nguyên nhân & kết quả.
15. …

Các bản vẽ trên đều được phát triển với tiêu chuẩn được xác định sẵn về quy cách và cách diễn đạt bằng ngôn ngữ hay ký hiệu.

Chất lượng tài liệu và bản vẽ kỹ thuật kém là nỗi đau của kỹ sư vận hành, vì vậy, kỹ sư đo lường trong giai đoạn thiết kế đóng vai trò rất quan trọng cho cả dự án không chỉ lúc triển khai chạy thử mà cả giai đoạn vận hành sau đó. Để khi cân nhắc giữa chi phí, chất lượng và tiến độ, kỹ sư đo lường phải nắm thật chắc về kỹ thuật, để bảo vệ cho cả quan điểm vận hành sau này.


Nhận xét

  1. Rất chi tiết, không có trong tài liệu của 1 trường đại học nào tại VN.

    Trả lờiXóa

Đăng nhận xét

Bài đăng phổ biến từ blog này

Phát triển bản vẽ P&ID

Như đã đề cập, P&ID là bản vẽ đại diện cho quy trình công nghệ của nhà máy và cách thức vận hành của các thiết bị hay quy trình chính, quy trình xử lý nào trước, quy trình nào kế tiếp theo sau, và chúng được nối với nhau bằng đường ống gì, vật liệu gì, chịu được các điều kiện vận hành áp suất, nhiệt độ, đặc tính lưu chất ra sao. Khi phát triển dự án, bản vẽ này đóng vai trò nền tảng cho các hoạt động thiết kế khác, bao gồm thiết kế chi tiết và các tài liệu vận hành. P&ID cũng là công cụ để các kỹ sư khác chuyên môn, khác nhóm có thể nói chuyện với nhau dễ dàng hơn. P&ID thường được phát triển từ PFD, bảng tính cân bằng khối lượng (mass balance) và các yêu cầu về điều khiển nhà máy. Để phát triển bản vẽ P&ID, trong nhóm thiết kế cần có kỹ sư Công Nghệ và kỹ sư đo lường và điều khiển. Tuy nhiên, kỹ sư công nghệ sẽ đóng vai trò là người kiểm soát chất lượng, phê duyệt và kiểm soát các phiên bản của bộ P&ID. Các hoạt động khi phát triển P&ID như HAZOP (h...

Độ lặp lại (Repeatability)

Mục đích cuối cùng của đo lường vẫn là làm sao giá trị đo gần với giá trị chính xác nhất (true value) của đại lượng được đo, trong đó sai số được hiểu là độ sai khác giữa giá trị đo và giá trị chính xác. Trên thực tế, sai số là không thể tránh khỏi vì môi trường đo lường luôn có nhiều biến đổi và không tuyến tính, và bản chất của việc sai số cũng rất khó xác định. Thực tế, nhà sản xuất chỉ xác định khoảng sai số mà thiết bị hoạt động trong điều kiện thử nghiệm và điều kiện thực tế. Hình dung đô chính xác được ví von như tập hợp các viên đạn được vận động viên bắn vào bia. Nhìn vào kết quả bắn như hình trong bài viết, ta có thể nói rằng vận động viên bắn súng có phong độ rất ổn định, các phát bắn đều   lệch nhau rất nhỏ, có độ lặp lại (repeatability) rất tốt. Tuy vậy, nhìn vào tâm của bia bắn, thì rõ ràng là vận động viên này không ghi được nhiều điểm, vì các điểm này không nằm gần tâm vòng tròn. Vậy kết quả bắn súng ở đây chỉ thể hiện khả năng bắn súng của vận động viên này c...