Ở dự án Sa bàn Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải 1, khách hàng đặt ra bài toán làm mô hình in 3D có tích hợp AI điều khiển. Đồng thời các cơ cấu điện/chuyển động… có thể tháo ra xem được trong quá trình vận hành demo trưng bày. Vì vậy ngay từ phần thiết kế 3D, chúng tôi phải tính cùng lúc ba chuyện: nhìn có đúng không, cơ cấu có chạy được không và tính khả thi của việc bảo trì linh kiện cơ khí hao mòn sau 2-5 năm chạy liên tục.
Video dưới đây là một số cảnh test và trình diễn mô hình:
Xử lý thiết kế 3D: không phải cái gì có trong file cũng đem đi in
Dữ liệu của một công trình công nghiệp thường có rất nhiều chi tiết. Khi thu nhỏ xuống tỉ lệ mô hình, một số đường ống, kết cấu nhỏ hoặc chi tiết liên kết sẽ quá mảnh để gia công, hoặc có làm ra thì người xem cũng gần như không nhận biết được. Do đó file phải được tách lọc, dựng lại và đơn giản hóa ở những phần cần thiết. Mục tiêu là giữ đúng hình dáng đặc trưng của công trình nhưng vẫn sản xuất và lắp ráp được. Đây là phần khá quen thuộc ở các dự án sa bàn nhà máy và mô hình xưởng mà 3DPLUS từng làm.
Riêng ở Duyên Hải 1, file 3D còn phải chừa không gian cho những phần có chuyển động. Mái nhà tua-bin cần tách ra khỏi thân nhà, bên trong phải có chỗ cho tua-bin và cơ cấu quay. Các cụm nhà dạng module phải có vị trí ghép lại chính xác trên mặt bằng.
Có những mặt ghép nhìn trên máy tính rất đẹp nhưng đến lúc lắp thật lại thiếu chỗ đưa tay vào hoặc vướng cơ cấu bên dưới. Vì vậy phần thiết kế không dừng ở chuyện “vẽ cho giống”, mà phải nghĩ luôn cách ráp và cách tháo.
Trong dự án sa bàn nhà máy Nestlé Trị An, 3DPLUS cũng từng xử lý theo hướng tinh giản các cụm thiết bị để dễ sản xuất và phục vụ thuyết minh. Với Duyên Hải 1, phần chuyển động và tháo mở khiến việc bố trí bên trong phải tính kỹ hơn.
In 3D các cụm nhà và thiết bị phụ
In 3D được dùng để tạo hình nhiều cụm nhà và thiết bị trên sa bàn. Với những hình khối công nghiệp có hình học phức tạp, việc chia thành từng phần rồi gia công giúp quá trình lắp ráp và hoàn thiện dễ kiểm soát hơn.
Tuy nhiên in xong mới chỉ là phần tạo hình. Sau đó còn phải uớm vào vị trí, kiểm tra mặt ghép, chỗ đi dây, không gian cho cơ cấu và cách lấy cụm ra khi cần bảo trì.
Ở dạng mô hình module như Duyên Hải 1, chúng tôi thường phải nghĩ cả hai chiều: lắp vào sao cho gọn và sau này tháo ra bằng cách nào. Một cụm nhìn đẹp nhưng tháo không nổi thì tới lúc sửa điện sẽ rất cực.
Tháo mái nhà tua-bin để xem thiết bị bên trong
Nhà tua-bin là một khối khá dễ nhận ra trên tổng thể, nhưng phần thú vị nhất lại nằm bên trong. Vì vậy chúng tôi làm mái có thể tháo rời.
Khi nhấc mái lên, người xem thấy trực tiếp cụm tua-bin và chuyển động quay. Cách trình diễn này hợp với sa bàn kỹ thuật hơn việc chỉ làm một khối nhà kín rồi giải thích “tua-bin nằm ở trong đây”.
Ở nhà máy thật, tua-bin nhận năng lượng từ dòng hơi và kéo máy phát. Trên mô hình, chúng tôi không mô phỏng hơi nước thật mà chỉ tái hiện chuyển động cần thiết để người thuyết minh chỉ đúng thiết bị đang nói tới.
Khi đóng mái, nó trở lại thành một phần của tổng mặt bằng. Khi mở mái, ngay vị trí đó biến thành một cụm trình diễn. Đây là kiểu chi tiết khá nhỏ về thiết kế nhưng khi sử dụng thực tế lại rất tiện.
Khu vực than và các máy xúc chuyển động
Khu vực than được làm thêm các máy xúc có chuyển động. Đây là phần khá dễ thu hút mắt khi sa bàn đang chạy, đồng thời cũng là điểm bắt đầu hợp lý để giải thích về nhiên liệu của một nhà máy nhiệt điện than.
Để làm cho máy xúc than “nhúc nhích” được, cần tìm giải pháp bố trí động cơ/cơ cấu và test nhiều lần
Module tạo khói mini cho ống khói
Ống khói là một trong những chi tiết rất dễ nhận biết trên mô hình nhà máy nhiệt điện, nên chúng tôi thử thêm một module tạo khói mini để phục vụ trình diễn.
Module được làm nhỏ để bố trí cùng hệ thống mô hình. Khi kích hoạt, hiệu ứng khói xuất hiện ở phần ống khói và giúp khu vực này nổi bật hơn khi quay video hoặc thuyết minh trực tiếp.
Đây chỉ là hiệu ứng trên sa bàn. Ở nhà máy thật, khí thải còn đi qua các hệ thống xử lý trước khi ra ống khói. Trong bài này chúng tôi không đi sâu phần đó vì mục tiêu chính vẫn là cách mô hình được thiết kế và vận hành.
APP điều khiển sa bàn bằng mô hình 3D
Thay vì làm một bảng nút với nhiều công tắc, sa bàn được điều khiển bằng APP trên điện thoại. Trên APP có mô hình 3D của chính nhà máy; người dùng có thể xoay góc nhìn, chọn khu vực và thao tác trực tiếp trên đối tượng cần điều khiển.
Bàn giao công tác điều khiển AI app điện thoại
app AI 3dplus, có thể xem 3D và điều khiển trực tiếp
Cảm giác sử dụng gần với thao tác trong một game 3D hơn là bảng điều khiển sa bàn truyền thống.
Luồng hoạt động có thể hiểu đơn giản:
Người dùng chọn đối tượng → phần mềm xác định thiết bị → gửi lệnh tới bộ điều khiển → cơ cấu thật trên sa bàn hoạt động
Ra lệnh bằng AI cho một số thao tác
APP còn có chức năng dùng lệnh AI cho một số thao tác điều khiển thông qua Gemini live. Thay vì phải tìm từng nút hoặc từng đối tượng, người dùng có thể đưa yêu cầu và phần mềm xử lý. Phần AI ở đây không phải để “làm màu”. Cái chúng tôi quan tâm là nó có giúp người đang thuyết minh điều khiển mô hình nhanh hơn hay không, và lệnh cuối cùng có chạy đúng cơ cấu hay không.
Trước đó 3DPLUS cũng đã làm mô hình 3D Nhà máy điện hạt nhân có phần điện, bo mạch điều khiển và phần mềm đi cùng mô hình. Những dự án dạng này buộc phần thiết kế vỏ, cơ khí và điều khiển phải được nghĩ chung từ khá sớm.
Chia module và dùng nam châm để tháo lắp
Một sa bàn nhà máy lớn nếu dán chết tất cả cụm công trình lên mặt bàn sẽ khá bất tiện khi vận chuyển. Đến lúc cần sửa một motor hoặc đoạn dây phía dưới còn mệt hơn.
\
Vì vậy các cụm nhà và cấu kiện ở Duyên Hải 1 được chia thành module tháo lắp. Nam châm hỗ trợ định vị để khi đặt lại, cụm trở về đúng vị trí khá nhanh.Cách làm này có lợi ở ba lúc: vận chuyển, lắp đặt và bảo trì. Khi cần tiếp cận thiết bị bên dưới, có thể lấy riêng một cụm lên thay vì tháo cả sa bàn. 3DPLUS cũng đã dùng cách chia module nam châm ở dự án mô hình lò hơi công nghiệp Martech Boiler, đặc biệt hữu ích với các mẫu cần vận chuyển hoặc mang đi triển lãm.
Làm sa bàn nhà máy không chỉ là thu nhỏ hình dáng
Với Duyên Hải 1, phần chúng tôi phải giải quyết trải từ thiết kế 3D, in 3D, lắp ráp, cơ khí chuyển động cho tới điện điều khiển và APP. Nhưng cuối cùng mọi thứ vẫn quay lại một yêu cầu khá thực tế: mô hình phải dùng được.
Đặt lên bàn phải nhìn ra đúng nhà máy. Cần thuyết minh thì mở được mái để xem tua-bin. Máy xúc phải chạy đúng lúc. Module khói phải kích hoạt được. Cầm điện thoại chọn thiết bị thì thiết bị ngoài sa bàn phải phản hồi đúng. Khi vận chuyển thì tháo được từng cụm, còn khi có lỗi thì phải mở ra sửa được.
Đó cũng là cách 3DPLUS tiếp cận các dự án mô hình nhà máy thu nhỏ, mô hình xưởng và sa bàn công nghiệp: giữ đủ chi tiết để người xem hiểu công trình, nhưng đồng thời phải tính cách chế tạo, lắp ráp và sử dụng ngay từ lúc còn ở trên file 3D.
Liên hệ tư vấn dịch vụ sản xuất mô hình trưng bày: 0907888325 – email: Lienhe@3Dplus.vn
Từ kho than đến tua-bin: quy trình nhiệt điện ngay trên mô hình
Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải 1 thuộc Trung tâm Điện lực Duyên Hải, gồm hai tổ máy với tổng công suất 1.245 MW. Đây là một tổ hợp nhiệt điện than có quy mô lớn, bên trong gồm nhiều khu vực và hệ thống khác nhau như kho than, lò hơi, nhà tua-bin, máy phát, hệ thống phụ trợ, xử lý khí thải và ống khói
Phần quy trình này nếu nói đúng kiểu kỹ thuật thì rất dài, nhưng khi đứng trước sa bàn chỉ cần hiểu một đường đi cơ bản:
Than → lò hơi → hơi nước → tua-bin → máy phát → điện.
Than được tiếp nhận,lưu trữ rồi đưa tới hệ thống chuẩn bị nhiên liệu truocw khi vào lò. Tại đây quá trình đốt tạo nhiệt để chế taoj hơi nước áp suất và nhiệt độ cao. Dòng hơi này đi tới tua-bin. Khi tua-bin quay,trục của nó kéo máy phát và tạo ra điện. Sau đó hơi được làm nguội, ngưng tụ thành nước rồi tiếp tục quay lại chu trình. Nghe thì ngắn vậy thôi, nhưng ở nhà máy thật giữa mấy công đoạn đó là cả một đống bơm, đường ống, thiết bị trao đổi nhiệt, hệ thống cấp than và thiết bị phụ trợ. Bê hết xuống mô hình thì nhìn chắc… không còn biết cái gì với cái gì. Vì vậy trên sa bàn chúng tôi chỉ giữ những phần đủ để người xem lần theo câu chuyện. Bắt đầu ở khu vực than, đi tới nhà tua-bin, mở mái ra nhìn thiết bị quay bên trong rồi nhìn về tổng thể các cụm còn lại. Cách này dễ hiểu hơn nhiều so với việc đứng đọc một sơ đồ công nghệ dày đặc.
