acecook

Quy trình triển khai thiết kế, dự toán phần điện-tự động cho dự án nhà máy

Hỗ trợ kỹ thuật
27/12/2021 15:24
Trong quá trình triển khai các dự án nhà máy, thường các bạn kỹ sư điện - tự động hoá chuyên bảo trì nhà máy sẽ được giao nhiệm vụ chủ trì mảng điện tự động hoá. Tuy nhiên, nếu các bạn chưa từng được tham gia vào các dự án tư vấn thiết kế, việc chạy một dự án cụ thể cho mảng này sẽ rất dễ gây ngộp, dễ bị các nhà cung cấp, nhà thầu và nhà tư vấn dắt mũi không thương tiếc.
aa

Trong quá trình triển khai các dự án nhà máy, thường các bạn kỹ sư điện – tự động hoá chuyên bảo trì nhà máy sẽ được giao nhiệm vụ chủ trì mảng điện tự động hoá. Tuy nhiên, nếu các bạn chưa từng được tham gia vào các dự án tư vấn thiết kế, việc chạy một dự án cụ thể cho mảng này sẽ rất dễ gây ngộp, dễ bị các nhà cung cấp, nhà thầu và nhà tư vấn dắt mũi không thương tiếc.

• 5 nền tảng cơ bản của bảo trì và ứng dụng trong bảo trì điện – tự động
• Lời khuyên để lập biểu dự án tự động hóa hiệu quả

Trong bài viết này, mình sẽ cố gắng chia ra các giai đoạn thiết kế các bạn cần để lập được dự toán và đấu thầu được một dự án điện tự động với cỡ khoảng trên dưới 1 triệu USD. Các dự án cỡ lớn hơn thường sẽ cần một ban quản lý dự án lớn và sẽ có các nhóm thiết kế chuyên trách. Bài viết này sẽ không đề cập đến gói phần mềm ERP hoặc MES, do 2 gói này có yêu cầu đặc thù riêng, được dự toán độc lập với phần điện – tự động hoá thông thường.

Bước 0: Chuẩn bị thiết kế nền tảng
Trong bước chuẩn bị thiết kế nền tảng, bạn cần phải có được trong tay 2 tài liệu tối quan trọng của dự án:

  • General Arrangement (GA) – Layout (thiết kế xây dựng vị trí tổng thể): quyết định quy hoạch vị trí của tất cả trang thiết bị, máy móc, phòng ốc.
  • Process Flow Diagram (PFD) (Quy trình công nghệ): tài liệu này sẽ quyết định toàn bộ thiết kế công nghệ, hướng đi của nguyên vật liệu/năng lượng và các máy móc cần thiết trong quy trình, tuy nhiên mới dừng ở việc công nghệ tổng thể mà thôi.

Thiếu bất kì tài liệu nào trong 2 tài liệu nền tảng này thì bạn nên quay ngược lại từ điểm này để bắt đầu. Ở bước này, nếu từ PFD, nhóm công nghệ tự triển khai được Piping & Instrument Diagram (Bản vẽ đường ống và đo lường) thì sẽ là tuyệt vời nhất.

Ngoài 2 tài liệu cơ bản này, trong thiết kế nền tảng, bạn cần chuẩn bị bản mô tả kĩ thuật (specifications) cho từng loại thiết bị. Thường với các công ty lớn sẽ có sẵn bản mô tả này do các kỹ sư chủ chốt làm từ trước, và sẽ chỉ cần cập nhật lại theo công nghệ. Đối với dự án mới hoàn toàn, trong lúc mọi người tập trung làm GA và PFD thì bạn cần hoàn thiện bản mô tả kỹ thuật.
Ví dụ về các bản mô tả cần thiết:

  • General Instrument Spec – Thiết bị đo lường
  • Electrical spec – Thiết bị điện động lực
  • Cable spec – Dây cáp các loại
  • Control system spec – hệ thống điều khiển
  • Installation spec – lắp đặt

Các tài liệu về bản mô tả sẽ là kim chỉ nam cho toàn bộ thiết kế về sau này, và cần kỹ sư có nhiều kinh nghiệm về lĩnh vực đó viết. Trong quá trình viết bản mô tả kỹ thuật, có 2 lựa chọn về cách viết:

  • Hướng hoàn toàn về yêu cầu kỹ thuật, không quan tâm về thương hiệu sản phẩm: đấu thầu nhiều ắt sẽ có giá tốt. Tuy nhiên sẽ có tình trạng trong một nhà máy có thể có rất nhiều thiết bị khác nhau cho cùng một kiểu, vận hành bảo trì sẽ rất oải
  • Hướng về lựa chọn thiết bị của thương hiệu nào đó: giá cao hơn, nhưng tin tưởng hoàn toàn về chất lượng và hiệu quả, cũng tiêu chuẩn hoá được các loại thiết bị cho vận hành bảo trì sau này.

Cả hai cách làm trên đều tốt. Cách 1 thường thấy ở các ngành công nghiệp nặng (dầu khí, hoá chất), cách 2 phổ biến ở công nghiệp nhẹ (consumer goods) và tùy định hướng của công ty để quyết định.

Bước 1: Thiết kế cơ sở (Basic Design) – dự toán +/- 20%
1.1 Thiết kế điện công nghiệp

Từ bản vẽ GA và PFD, bạn có thể chuẩn bị được danh sách tải, vị trí tải và công suất dự kiến của các tải. Các tài liệu bạn cần chuẩn bị và thiết kế gồm:
Single Line Diagram (SLD): Sơ đồ đơn tuyến. Quyết định số tủ, số tải trong tủ, các thiết bị đóng cắt cần thiết, cấp bảo vệ, quy hoạch nguồn cấp và ưu tiên tải.

Load list: danh sách tải và các nguồn cấp. Danh sách sẽ giúp việc quản lý danh sách tải cũng như tính toán về thiết bị cấp điện nhanh và rõ ràng hơn rất nhiều. Trong danh sách tải cần phân rõ các tải sử dụng nguồn nào (1P hay 3P, 24V sạch hay 24V bẩn, UPS hay không UPS), đấu từ đâu tới đâu. Thông tin từ danh sách tải cũng sẽ phải được cập nhật song song lên SLD. Danh sách tải cũng sẽ quyết định thiết kế của các thiết bị trong toàn bộ hệ thống điện.

  • Electrical room/cabinet layout: vị trí phòng điện/tủ điện. Nội dung này bạn vẽ đè lên trên GA trong một lớp (layer) mới trên AutoCAD. Vị trí phòng điện và tủ càng được làm sớm thì càng tốt, vì càng ở các bước sau của quy trình thiết kế, không gian đặt tủ càng hạn chế và sẽ gây ảnh hưởng rất lớn tới việc đặt tủ của bạn.
  • Nếu bạn phải làm cả điện nhẹ và chiếu sáng, thì phần điện nhẹ cũng sẽ cần được lên bản thiết kế và SLD để tính toán phân bố tải cũng như đóng cắt.

1.2 Thiết kế tự động
Từ bản vẽ PFD, bạn cần chuẩn bị:

  • Piping & Instrument Diagram P&ID – Bản vẽ đường ống và thiết bị đo lường. Đây là bản vẽ chi tiết của hệ thống. Nếu PFD quan tâm về khối thiết bị, luồng đi của nguyên vật liệu và năng lượng, thì P&ID quan tâm về việc lắp đặt đường ống, thiết bị đo lường, thiết bị thực thi như thế nào để vận hành từng phần một. Phần quan trọng nhất với kỹ sư tự động, đó là có các thiết bị đo lường và thực thi như thế nào, vận hành phối hợp với nhau ra làm sao, cụm chức năng thế nào sẽ được thể hiện rõ trong P&ID. Ngoài ra, trong P&ID nên có chia phạm vi công việc (ví dụ đường ống công nghệ tới đâu thuộc trách nhiệm của đội tự động hoá, tới đâu là trách nhiệm của đội đường ống), bản vẽ lắp đặt điển hình để ở bước thiết kế chi tiết sẽ dễ dàng hơn.
  • Control System Architecture: – thiết kế kiến trúc hệ thống điều khiển. Hệ thống điều khiển gồm bao nhiêu cụm; chia PLC/DCS thành bao nhiêu nhóm, có bao nhiêu cụm thiết bị, truyền thông giữa các cụm với nhau ra sao; SCADA có mấy server, mấy màn hình điều khiển, có màn hình điều khiển tại cụm thiết bị hay không. Bản vẽ này rất quan trọng trong việc định hình hệ thống, đặt biệt là đối với các hệ thống lớn thì càng rõ ràng về thiết kế kiến trúc hệ thống thì càng dễ để các nhà thầu triển khai báo giá.
  • Instrument List + I/O list: danh sách thiết bị đo lường/thực thi và danh sách I/O. Danh sách thiết bị được lấy ra từ P&ID, và I/O sẽ được phát triển từ trên danh sách thiết bị này. Trong danh sách sẽ có dán nhãn, miêu tả thiết bị, hệ thống được lắp, miêu tả vị trí lắp đặt, còn trong danh sách I/O sẽ tách ra từng thiết bị sẽ có I/O nào, dạng I/O là gì, cấu hình trên thiết bị như thế nào và cấu hình trên PLC sẽ như thế nào. Khi đã có danh sách I/O và thiết kế kiến trúc, các nhà cung cấp hệ thống điều khiển có thể đưa ra giá dự toán cho toàn bộ hệ thống.
  • Instrument Layout/Control room layout: Tương tự với bản vẽ phòng điện, bản vẽ hệ thống điều khiển cũng nên được vẽ đè lên bản vẽ GA.

Bước 2 : Thiết kế chi tiết (Detailed design) – dự toán +/- 10%
2.1. Thiết kế điện công nghiệp

  • Routing Layout: Bản vẽ định tuyến. Dây cáp không bao giờ được kéo thẳng từ điểm A tới điểm B, mà sẽ được gom lại trên các tuyến thang máng cáp. Bản vẽ định tuyến sẽ giúp bạn quy hoạch các đường dây sao cho gọn nhất có thể, cũng như chuẩn bị cho việc thiết kế kích thước từng đoạn thang máng cáp sao cho phù hợp nhất có thể. Bản vẽ này là cơ sở thiết kế cũng như cơ sở để công trường thi công các tuyến dây.
  • Cable schedule: bảng kế hoạch dây: Từ bảng danh sách tải và bản vẽ định tuyến, bạn có thể làm thành một bảng kế hoạch dây, trong đó dây cáp tuỳ theo tải sẽ chọn loại dây có kích thước và chuẩn phù hợp và tùy theo định tuyến sẽ có độ dài được quy hoạch trước. Nếu có bảng kế hoạch dây đúng, cáp sẽ được cắt trước khi mang vào công trường và quy hoạch theo cuộn trước, giảm tải lãng phí cáp vụn (chiếm khoảng 5-10% chi phí cáp). Từ bảng kế hoạch dây, bạn có thể ra được dự toán về chi phí dây cũng như chi phí thi công dây.
  • Cable Tray/ladder schedule: bảng kế hoạch thang máng cáp: từ bản vẽ định tuyến dây, các loại thang máng cáp có thể được vẽ định tuyến, từ đó khối lượng vật tư có thể dự toán được. Từ bảng kế hoạch thang máng cáp, bạn có thể có được báo giá cho phần thang máng cáp
  • Equipment datasheet: bảng yêu cầu kỹ thuật cho thiết bị: Các thiết bị được trình bày trong SLD, dựa trên mô tả kỹ thuật sẽ được viết thành Datasheet (bảng yêu cầu kỹ thuật cụ thể). Khi toàn bộ yêu cầu kỹ thuật cụ thể được hoàn thành thì bạn có thể gửi cho các nhà cung cấp và có thể nhận được báo giá cho thiết bị điện.

2.2. Thiết kế điều khiển

  • Instrument Datasheet: bảng yêu cầu kỹ thuật. Từ danh sách thiết bị, chuẩn bị bảng yêu cầu kỹ thuật cho từng loại thiết bị để mua dựa trên đặc điểm kỹ thuật chuẩn bị ở bước 0.
  • Tương tự như với thiết kế điện, bản vẽ đi dây, bảng kế hoạch dây, bảng kế hoạch thang máng cáp cũng sẽ cần được chuẩn bị, và phần chi phí cũng sẽ được dự toán chính xác.
  • Tương tự như với thiết kế điện, nếu thiết bị có sử dụng khí nén/thuỷ lực để vận hành, bạn cần chuẩn bị bản vẽ định tuyến, kế hoạch đường ống và thiết kế chung với bảng kế hoạch thang máng cáp. Khối lượng vật tư và chi phí cũng có thể dự toán được từ bước này.3. Các công việc sau thiết kế chi tiết
    Thường sau khi thiết kế ở bước 2 (detailed design sẽ cho tổ chức đấu thầu dự án. Các phần công việc còn lại thường sẽ yêu cầu nhà thầu tự thiết kế gồm:
  • Installation detail – thiết kế lắp đặt chi tiết
  • Hook-up detail – thiết kế kết nối chi tiết
  • Equipment GA – thiết kế chi tiết của từng thiết bị
  • Material Take Off (MTO) – tổng khối lượng vật tư, đặc biệt cho các vật liệu nhỏ

Các phần công việc thiết kế còn lại ở phía chủ đầu tư vẫn còn, bao gồm:
FDS: functional design specification: Miêu tả các thiết bị tự động hoạt động như thế nào, từ đó nhà thầu sẽ phải triển khai cấu hình cho hệ thống điều khiển phù hợp theo FDS

  • 3D modeling: để quản lý rủi ro va chạm trong quá trình thi công
  • Shutdown hierarchy (hệ thống phân cấp tắt máy) – riêng đối với hệ thống có sử dụng process safety system (hệ thống an toàn quy trình).
  • Cause & Effect matrix (Bảng nguyên nhân – kết quả) – riêng đối với hệ thống có sử dụng hệ thống an toàn quy trình.

Khi bạn đã hoàn thành các thiết kế ở trên, bạn có thể tự tin hệ thống đã được thiết kế khá hoàn chỉnh và có thể tự tin rằng các nhà thầu có thể thi công và cung cấp dự án cho bạn. Từ lúc bạn gửi yêu cầu mua hàng tới khi thi công, có thể kéo dài 4-6 tháng. Trong thời gian này, bạn cần chuẩn bị các tài liệu cho quá trình thi công và nghiệm thu sau này. Các danh mục được chuẩn bị trong quá trình thiết kế sẽ hỗ trợ bạn chuẩn bị được tài liệu cho kiểm soát tiến độ thi công, cũng như kiểm soát tiến độ nghiệm thu và chuyển giao cho vận hành (hand-over).

Hoàng Kim Hùng – Sales Account Manager
Rockwell Automation Việt Nam

mca
Tin bài khác
Quốc hội thông qua Luật Trí tuệ nhân tạo: Hoàn thiện hành lang pháp lý cho kỷ nguyên số

Quốc hội thông qua Luật Trí tuệ nhân tạo: Hoàn thiện hành lang pháp lý cho kỷ nguyên số

Chiều ngày 10/12, tiếp tục chương trình Kỳ họp thứ 10, Quốc hội khóa XV, Quốc hội đã chính thức thông qua Luật Trí tuệ nhân tạo (AI) với 429/434 đại biểu tham dự (90.70%) biểu quyết tán thành. Luật Trí tuệ nhân tạo (AI) có hiệu lực từ ngày 01/3/2026, là đạo luật đầu tiên của Việt Nam điều chỉnh toàn diện về phát triển, ứng dụng và quản trị AI.
Hội nghị toàn quốc triển khai Nghị định 265: Các địa phương triển khai mô hình tăng trưởng mới

Hội nghị toàn quốc triển khai Nghị định 265: Các địa phương triển khai mô hình tăng trưởng mới

Ngày 10/12/2025 tại Gia Lai, Bộ Khoa học và Công nghệ đã tổ chức Hội nghị toàn quốc triển khai Nghị định 265/2025/NĐ-CP và hướng dẫn xây dựng kế hoạch, dự toán ngân sách nhà nước cho lĩnh vực khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số (KHCN,ĐMST&CĐS).
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 12/12/2025: Tuổi Tuất mắc sai lầm, tuổi Dần nhiều tin tức tốt

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 12/12/2025: Tuổi Tuất mắc sai lầm, tuổi Dần nhiều tin tức tốt

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 12/12/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 11/12: VN Index mất mốc 1.700, nhịp chỉnh vẫn chưa có điểm dừng

Thị trường chứng khoán ngày 11/12: VN Index mất mốc 1.700, nhịp chỉnh vẫn chưa có điểm dừng

Thị trường khiến nhà đầu tư thêm phần lo lắng khi VN Index mất mốc 1.700 điểm, với thanh khoản chỉ hơn 16 nghìn tỷ đồng. Áp lực bán trên diện rộng và thanh khoản thấp cho thấy dòng tiền đang rút lui khỏi các cổ phiếu dẫn dắt, khiến các nhịp hồi kỹ thuật trở nên mong manh hơn.
ESG trở thành tiêu chuẩn bắt buộc của doanh nghiệp hóa chất - vật liệu Việt Nam

ESG trở thành tiêu chuẩn bắt buộc của doanh nghiệp hóa chất - vật liệu Việt Nam

Hội nghị giới thiệu chuỗi triển lãm quốc tế 2026 cho thấy một bức tranh rõ nét: doanh nghiệp Việt Nam đang bước vào giai đoạn mà minh bạch nguồn gốc, kiểm soát phát thải và tiêu chí bền vững không còn là lựa chọn. Các chuyên gia khẳng định ESG đã trở thành yêu cầu bắt buộc từ thị trường quốc tế, đồng thời là chìa khóa giúp doanh nghiệp cải thiện vận hành và gia tăng lợi thế cạnh tranh dài hạn.
Còn nhiều hạn chế trong công tác truyền thông Nghị quyết của Đảng tại các cơ quan Nhà nước

Còn nhiều hạn chế trong công tác truyền thông Nghị quyết của Đảng tại các cơ quan Nhà nước

TS. Lê Nghiêm - Phó Chủ tịch Hội Truyền thông số Việt Nam chỉ ra điểm nghẽn lớn nhất trong truyền thông chính sách của cơ quan Nhà nước là chưa được chuyên nghiệp. Văn bản chính sách nặng tính kỹ thuật và khó tiếp cận, khoảng cách giữa người làm chính sách và người thụ hưởng vẫn lớn. Cơ quan Nhà nước hầu như không có đội ngũ truyền thông đúng nghĩa.
Nhận định phiên giao dịch ngày 11/12: Nắm giữ danh mục đã mua thăm dò trước đó

Nhận định phiên giao dịch ngày 11/12: Nắm giữ danh mục đã mua thăm dò trước đó

Sau phiên giảm mạnh ngày 10/12 khi VN-Index mất hơn 28 điểm và áp lực bán lan rộng ở nhóm cổ phiếu vốn hóa lớn, giới phân tích cho rằng xu hướng điều chỉnh của thị trường vẫn chưa thực sự được xác lập. Trong bối cảnh thanh khoản suy yếu và khối ngoại tiếp tục bán ròng, khuyến nghị đặt ra cho phiên 11/12 là nhà đầu tư nên tiếp tục nắm giữ các danh mục đã mua thăm dò trước đó, đồng thời chờ nhịp rung lắc về vùng hỗ trợ để cân nhắc mở vị thế mới.
AI công nghiệp: Động lực mới của chuyển đổi số trong sản xuất hiện đại

AI công nghiệp: Động lực mới của chuyển đổi số trong sản xuất hiện đại

Trong giai đoạn chuyển đổi mạnh mẽ của ngành công nghiệp toàn cầu, chuyển đổi số đã trở thành một nhiệm vụ mang tính sống còn đối với các doanh nghiệp sản xuất. Tuy nhiên, dù nhận thức được tầm quan trọng, không ít công ty vẫn loay hoay trước các rào cản về hạ tầng dữ liệu, khả năng tích hợp hệ thống và năng lực của lực lượng lao động. Khi các doanh nghiệp phải đối mặt với áp lực tối ưu chi phí, tăng năng suất và đảm bảo chất lượng, một công nghệ đang nổi lên như chất xúc tác quan trọng của sự thay đổi: trí tuệ nhân tạo công nghiệp (Industrial AI).
Luật Báo chí (sửa đổi): Bước tiến lớn trong quản lý và phát triển báo chí hiện đại

Luật Báo chí (sửa đổi): Bước tiến lớn trong quản lý và phát triển báo chí hiện đại

Sáng 10/12/2025, Quốc hội đã thông qua Luật Báo chí (sửa đổi) với 437/440 đại biểu tán thành (tương đương 92,39%). Luật gồm 4 chương, 51 điều, sẽ có hiệu lực từ ngày 1/7/2026, làm rõ cấu trúc hệ thống báo chí, bổ sung chính sách phát triển và điều chỉnh toàn diện hoạt động báo chí trong bối cảnh truyền thông số và công nghệ mới.
Đột phá thể chế để đưa KHCN thành động lực tăng trưởng mới

Đột phá thể chế để đưa KHCN thành động lực tăng trưởng mới

Trong bối cảnh công nghệ toàn cầu biến đổi nhanh chóng, Việt Nam đứng trước yêu cầu cấp bách phải hoàn thiện thể chế để tạo nền tảng tăng trưởng mới. Khoa học công nghệ (KHCN), đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số đang trở thành những trụ cột then chốt giúp nâng cao năng lực cạnh tranh quốc gia và thúc đẩy mô hình phát triển dựa trên tri thức, dữ liệu và công nghệ.
song-gia-tri