DP动力定位系统
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船舶DP系统在科考船中的应用1. 引言1.1 船舶DP系统的概念船舶动态定位系统(DP系统)是一种通过利用各种传感器和控制设备,帮助船舶在没有依靠锚链或系船绳的情况下保持稳定位置的技术。
船舶DP系统通过不断计算船舶的位置、速度和航向,并通过自动控制船舶的推进器和方向舵,可以使船舶保持在指定的位置或航线上,从而提高船舶的操纵性和安全性。
船舶DP系统在海洋科考船中具有特别重要的作用,因为科考船经常需要在海洋中进行复杂的科学研究和数据采集工作,而传统的锚泊方式在高风浪或潮流环境下往往难以保持船舶的稳定位置。
船舶DP系统的应用可以大大提高科考船在海上的作业效率和安全性,为科学研究提供稳定的工作平台。
船舶DP系统是一种先进的船舶控制技术,可以帮助船舶在复杂的海洋环境中保持稳定位置和航线。
在科考船中的应用具有重要意义,将为海洋科学研究提供更好的技术支持。
1.2 科考船的特点科考船是一种专门用于科学考察和研究的船只,具有以下特点:1. 多功能性:科考船通常配备有各种先进的科研设备和仪器,可以进行海洋地质、海洋生物、海洋环境等多个领域的科学研究。
2. 船龄较长:由于科考船的建造和改装需要耗费较多时间和资金,因此科考船的船龄通常较长,但在使用过程中会定期进行维护和更新。
3. 船员素质高:科考船的船员通常是经过专门培训和筛选的专业人员,具有丰富的科考经验和专业知识,能够应对各种复杂的海洋环境和情况。
4. 航行路线复杂:科考船通常需要在各种海洋环境中进行考察和研究,航行路线较为复杂,需要具备较高的航行技术和安全保障能力。
5. 船舶DP系统的重要性:在科考船的航行和科学考察过程中,船舶DP系统起着至关重要的作用,能够提高船舶的精确操控能力和安全性,确保船只能够在复杂的海洋环境中顺利进行科学考察和研究工作。
科考船的特点决定了船舶DP系统在其中的必要性和重要性。
2. 正文2.1 船舶DP系统在科考船中的必要性科考船在执行科学研究任务时,通常需要在海上停留一段时间进行数据采集和实验。
北京先略投资咨询有限公司船用动力定位DP系统概述(最新版报告请登陆我司官方网站联系) 公司网址: 目录船用动力定位DP系统概述 (3)第一节船用动力定位DP系统的定义和分类 (3)一、动力定位DP0系统 (3)二、动力定位DP1系统 (3)三、动力定位DP2系统 (3)四、动力定位DP3系统 (3)第二节船用动力定位DP系统的市场情况 (4)一、动力定位DP1系统的市场情况 (4)1、全球 (4)2、中国 (5)二、动力定位DP2系统的市场情况 (8)1、全球 (8)2、中国 (8)三、动力定位DP3系统的市场情况 (10)1、全球 (10)2、中国 (11)船用动力定位DP系统概述第一节船用动力定位DP系统的定义和分类国际海事组织和国际海洋工程承包商协会将DP定义为动力定位船舶需要装备的全部设备,包括动力系统、推进器系统和动力定位控制系统。
由于海上作业船舶对动力定位系统的可靠性要求越来越高,IMO和各国船级社都对DP提出了严格要求,制定了三个等级标准。
设备等级一(DP1):在单故障的情况下可能发生定位失常。
设备等级二(DP2):有源组件或发电机、推进器、配电盘遥控阀门等系统单故障时不会发生定位失常,但当电缆、管道、手控阀等静态元件发生故障时可能会发生定位失常。
设备等级三(DP3):任何但故障都不会导致定位失常。
DP的分级主要考虑设备的可靠性和冗余度,目的是对动力定位系统的设计标准、必须安装的设备、操作要求和试验程序等作出规定,保证DP安全可靠运行,并避免在DP作业时对人员、船舶、其他设备造成损害。
一、动力定位DP0系统DP0船舶装备一套集控手动操作系统和航向自动保持的动力定位系统(DPS),能在最大环境条件下,使船舶的位置和航向保持在限定范围内。
二、动力定位DP1系统DP1船舶装备具有自动定位和航向自动保持的动力定位系统(DPS),另外,还有一套独立的集控手动操作系统和航向自动保持的动力定位系统,能在最大环境条件下,使船舶的位置和航向保持在限定范围内。
UT771摘要:本文简要介绍DP(Dynamic Positioning System)动力定位系统的定义,入级附加标志(DP1,DP2,DP3)的基本要求,现以海工平台供应船UT771 WP的工程项目实例进行动力定位系统设计研究,该船入级满足DNV动力定位2级要求,并在DNV检测下进行安装与测试,试验满足DNV动力定位2级要求,主要包括DP操作站,DP主控制箱,信号接口箱, 外围设备, 位置参考系统, 传感器, 独立操作杆系统和相关的操作模式,该文是规则的快速指南,有助于改善船厂,船东和制造商对动力定位系统有更深入的了解,对国内其他准备建造动力定位系统船舶项作一个参考。
关键词:动力定位,位置参考系统,冗余1 定义1.1动力定位船舶:系指仅用推进器的推力保持其自身位置(固定的位置或预先确定的航迹)的船舶。
1.2动力定位系统:系指使动力定位船舶实现动力定位所必须的一整套系统,包括下列分系统:(1)动力源系统(2)推进器系统(3)动力定位控制系统(4)独立操作杆系统1.3入级标志:(1)DYNPOS AUT(DP1)——安装有动力定位系统的船舶,可在规定的环境条件下,自动保持船舶的位置和首向,同时还应设有独立的集中手动船位控制和自动首向控制。
有一套备用遥控推进控制系统和一套备用位置参考信号系统。
(2)DYNPOS AUTR(DP2)——安装有动力定位系统的船舶,在出现单个故障(不包括一个舱室或几个舱室的损失)后,可在规定的环境条件下,在规定的作业范围内自动保持船舶的位置和首向。
自动位置保持系统,技术设计有冗余。
(3)DYNPOS AUTRO(DP3)——安装有动力定位系统的船舶,在出现任一故障(包括由于失火或进水造成一个舱室的完全损失)后,可在规定的环境条件下,在规定的作业范围内自动保持船舶的位置和首向。
自动位置保持系统,技术设计和布置有冗余。
2 系统配置DNV 船级社对动力定位系统不同的入级标志有不同的系统配置要求。
船舶系统中DP动力定位系统设计的原则发布时间:2021-04-23T09:18:42.567Z 来源:《科学与技术》2021年3期作者:闫健张日旭[导读] 随着社会科技水平的不断提升,船舶行业的不断发展闫健张日旭(大连建骄机械有限公司辽宁大连 116000)摘要:随着社会科技水平的不断提升,船舶行业的不断发展,提升船舶工作安全性显得越来越重要,而DP作为船舶系统中重要的组成部分,直接关系着船舶系统的正常运行。
因此,工作人员只有全面了解和学习DP动力定位系统设计原则,才能做好设计工作,从而确保DP 动力定位系统具有可行性。
下面本文将简单分析DP动力定位系统的结构,并且指出设计工作中应该遵循的原则。
关键词:船舶系统;DP动力定位系统;系统设计;设计原则一引言随着现代社会科学技术的不断发展,越来越多的新工艺、新技术新设备被广泛应用于DP动力定位系统结构中,不断完善DP动力定位系统功能,使之更好的配合船舶整体运行系统,从而确保船舶的正常工作,确保工作人员安全。
目前SRI—VC2110DP 动力定位系统已经成为最新的定位系统,该系统在实际应用中取得较好的效果具有积极的推广意义,工作人员要熟悉系统的基本结构,并且遵循基本设计原则开展设计工作。
二 DP动力定位系统结构设计 DP动力定位系统是一种闭环的控制系统,主要是利用推力器为船舶提供抵抗风、浪、流等冲击的作用力,从而保持船舶在水面上的平稳和安全。
其主要是由电源系统、推进器、控制装置以及传感器等组成,其中电源系统又包括:发电机和原动机、主配电板、开关以及配电系统和电源管理系统。
而控制装置中又包括自动控制和手动控制两个部分,其中自动控制系统主要是利用计算机技术对系统进行控制,每一个推进器旁安装一个控制杆,对推进器进行及时调节。
传感器中主要是外围传感器,其主要是对环境中的风速、风向情况进行感应,发出及时信号。
系统中的每一个部分都会影响系统的性能,工作人员在系统设计时,一定要根据实际需要和系统特性认真开展工作,提升设计结果的可行性。
动力定位(DP)系统简介作者:王卫卫来源:《广东造船》2014年第01期摘要:随着海洋工程项目的蓬勃发展,动力定位系统(简称DP系统)的应用已越来越广泛。
本文对DP系统等级、工作原理以及根据船级社不同入级符号的设备配置等作了简单的介绍,希望能够对大家以后的开发设计及生产有所帮助。
关键词:DP;入级符号;特点;工作原理中图分类号:P751文献标识码:AInvestigation of Dynamic Positioning SystemWANG Weiwei( Guangzhou Shipyard International Co., Ltd. Guangzhou 510382 )Abstract: The application of Dynamic Positioning System (DP system) is more and more popular because of development of ocean project. The article introduce the level of DP system, work principle, the requirement of equipment according to different DP notations. I hope it is helpful to exploder, design and production in the future.Key words: DP;Classification notation;characteristic;work principle1前言动力定位系统(Dynamic Positioning System)简称DP系统,是从上个世纪70年代逐渐发展起来的,并逐步由浅水海域向深水海域发展,应用于各种海洋工程、海上科考、水下工程等领域。
随着船舶自动化程度越来越高,DP系统的定位能力以及自动化程度也越来越高,而以上各类领域的工程项目也越来越离不开带有DP系统的海上钻井平台和船舶。
动力定位(D P)系统简介动力定位(DP)系统简介作者:王卫卫来源:《广东造船》2014年第01期摘要:随着海洋工程项目的蓬勃发展,动力定位系统(简称DP系统)的应用已越来越广泛。
本文对DP系统等级、工作原理以及根据船级社不同入级符号的设备配置等作了简单的介绍,希望能够对大家以后的开发设计及生产有所帮助。
关键词:DP;入级符号;特点;工作原理中图分类号:P751文献标识码:AInvestigation of Dynamic Positioning SystemWANG Weiwei( Guangzhou Shipyard International Co., Ltd. Guangzhou 510382 )Abstract: The application of Dynamic Positioning System (DP system) is more and more popular because of development of ocean project. The article introduce the level of DP system, work principle, the requirement of equipment according to different DP notations. I hope it is helpful to exploder, design and production in the future.Key words: DP;Classification notation;characteristic;work principle1前言动力定位系统(Dynamic Positioning System)简称DP系统,是从上个世纪70年代逐渐发展起来的,并逐步由浅水海域向深水海域发展,应用于各种海洋工程、海上科考、水下工程等领域。
随着船舶自动化程度越来越高,DP系统的定位能力以及自动化程度也越来越高,而以上各类领域的工程项目也越来越离不开带有DP系统的海上钻井平台和船舶。
动力定位系统(HDP501)操作规程1.系统启动将UPS电源箱上船电开关和应急开关打开,船电和应急转换开关旋至船电位置处,按UPS控制面板开机按键。
打开控制柜柜门,闭合控制柜右下角的两个空气开关(左边空气开关为控制柜主机的电源开关,右边为运动传感器MRU的电源开关)。
按主/副控制台内的电源按钮,电源指示灯亮,主/副操纵面板和主/副控制台主机上电,显示器显示系统运行封面。
注:启动前尽可能将操纵面板上的独立操纵杆和DP操作控制权转换开关旋至独立操纵杆位置处。
2.仿真训练工作方式系统开机后将出现系统运行封面,在倒计时期间(10秒)按下主控制台操纵面板上的训练工作按键。
综合显示页面状态栏显示仿真工作方式。
利用辅助设定菜单的海洋环境设置,设置海洋环境的仿真数据。
操作员根据需要,选择工作模式,进行DP操纵。
选择多功能菜单中的实船方式,可退出仿真训练方式,进入实船工作方式。
选择多功能菜单中的关闭系统,可退出仿真训练方式。
注:在仿真训练工作方式,只能通过主控台面板进行操作。
3.实船工作方式系统开机后出现系统运行封面,在倒计时期间,不进行任何操作,系统自动进入实船工作方式。
综合显示页面状态栏显示实船工作方式。
系统处于仿真训练方式,选择多功能菜单中的实船方式,进入实船工作方式。
系统处于开机自检工作方式,选择自检菜单的返回系统子菜单,确认后,系统自动进入实船工作方式。
4.独立操纵杆工作方式进入实船工作方式,系统处于主控台操纵下。
将独立操纵杆/DP操作控制权转换开关旋至独立操纵杆位置,系统将处于独立操纵杆工作方式。
在此方式,操纵员利用船上的独立操纵杆系统操纵船的航行,船的推进系统不接受HDP501控制台发出的指令,动力定位控制系统只具有信息综合显示功能。
5.DP工作方式进入实船工作方式,将独立操纵杆/DP操作控制权转换开关旋至DP操作位置,系统将处于DP工作方式。
进行推进器允控请求,在所有推进器允控情况下,才可进行DP操作。
概述海上钻井平台的动力定位系统动力定位(Dynamic Positioning)系统已经广泛应用于海洋作业船、海洋科考船、深海半潜式钻井平台以及为钻井平台服务的穿梭油轮、储油加工等船舶,目前建造的海洋工程船如风车安装船、穿梭油轮、MPF1000FDPSO和半潜式钻井平台如Sevan650、GM4000等都装备了动力定位系统,这些船根据用途装备的动力定位设备等级不同,因此设备的配置和入级标志也不同,下面作个简单的介绍。
1 动力定位功能及系统组成1.1 动力定位功能动力定位(以下简称DP)是完全依靠推进力方式而不是锚泊方式保持船位(固定位置或预定航线)。
其基本工作原理是利用计算机对接收的卫星定位信号(DGPS)、环境参数(风、浪、流)以及船舶传感器输入的船舶位置信号,自动地与计算机中模拟的预定船位进行比较,推算出保持这一位置需要的各推进器的推力、速度和方向,自动控制推进器工作。
反复地进行比较判断计算和执行控制,使船舶在规定的环境条件下,位置保持在精度允许的范围内。
1.2 DP系统组成DP主要有3大系统组成:电力系统;控制系统;推进系统。
1.2.1 DP电力系统:发电机组;配电系统;功率管理系统。
1.2.2 DP控制系统:计算机及自动控制系统;独立操纵杆系统(手动控制);传感器系统[电罗经、移动参照传感器(MRU)、风向风速传感器];位置参照系统[卫星参照系统GPS、激光参照系统(Laser)、雷达参照系统、无线电参照系统、水声参照系统、张紧索参照系统(Tautwire)]。
2 DP设备等级国际海事组织(IMO)通过的《海上移动式钻井平台构造和设备规则1989修正案》中详细地规定了DP设备等级,其文Msc./Cire.645《采用动力定位系统船舶导则》中规定了DP系统的设备等级分别为3级,即:Class1、Class2、Class3(为叙述方便,本文用DP1、DP2、DP3代表3个动力定位设备等级)。
动力定位系统的原理与应用研究动力定位系统(Dynamic Positioning System,简称DP系统)是一种利用船舶自身的动力装置,通过控制船舶的推进器和转向装置,以保持船舶在特定位置或沿特定航线中的姿态和位置的船舶控制技术。
该系统通过引入先进的传感器、计算机和自动控制技术,实现了船舶的自动定位和控制,具有广泛的应用范围,包括海洋工程、油气勘探和海上施工等领域。
本文将围绕动力定位系统的原理和应用进行研究,探讨其工作原理、关键技术以及在不同领域中的应用情况。
动力定位系统的基本原理是通过精密控制船舶的动力装置和转向装置,使船舶能够保持指定的位置或姿态。
系统通过多个传感器,包括全球定位系统(GPS)、惯性导航系统(INS)、罗盘等,获取船舶的姿态和位置信息。
船舶的动力传动系统包含主推进器、侧推进器和横向推进器,通过调整各个推进器的转速和推力,使得船舶能够在海上保持稳定的位置和方向。
此外,动力定位系统还包括中央控制室和自动控制软件,用于处理传感器数据和控制推进器的工作状态。
动力定位系统的关键技术主要包括传感器融合、控制算法和动力装置。
传感器融合是指将不同类型的传感器数据进行融合,通过算法得到更准确的位置和姿态信息。
控制算法则是根据传感器数据和预设目标,通过动态调整推进器的工作状态,使船舶保持稳定的位置和姿态。
动力装置包括主推进器、侧推进器和横向推进器,这些推进器通过电动机、液压系统和传动装置等实现动力输出,并通过控制系统调整输出的推力和转速。
动力定位系统在海洋工程领域有着广泛的应用。
在海底油气勘探和开采过程中,船舶需要靠近井口进行作业,因此精确的定位至关重要。
动力定位系统能够通过控制船舶的位置和姿态,使其保持在井口附近,从而实现安全和高效的作业。
此外,动力定位系统还能够应用于海上风电场建设、海洋石油平台维修等领域,在这些领域中,船舶需要稳定地停留在特定的位置进行作业,而动力定位系统能够实现船舶的准确定位和控制。
动力定位DP-3系统介绍动力定位(Dynamic Positioning,DP)系统是指在风、浪、流的干扰情况下,不借助锚泊系统,利用自身的推进器系统使海上浮动装置保持一定的位置和艏[1]向,或者按预定运动轨迹运行的闭环控制系统。
根据动力定位的不同冗余度,DP-3要求在出现故障(包括由于失火或进水造成一个舱室的完全损失)后,可[2]在规定的环境条件下,在规定的作业围内自动保持船舶的位置和艏向。
动力定位系统是自上个世界六十年代开始,国外海洋工程为了深水海域的开发而研制出来的自动控制船舶位置的系统。
动力定位船可以根据实时测得的海域环境条件,通过控制船舶的推进器系统,自动保持船舶的位置按照预先设定的轨迹运动。
在国内海洋工程领域,该定位系统越来越成为深水海洋工程船舶的标准配置。
同时,随着中国造船行业的迅猛发展,越来越多的动力定位船在国内船厂建造。
DP-3动力定位控制系统介绍DP-3动力定位控制系统是中央控制系统(Integrated Control System,ICS)中最重要的核心系统之一。
其主要的工作原理为图1所示。
动力定位控制系统的工作原理是:根据位置参照系统测得的船位信息与DP传感器系统测得的环境信息,经滤波后得到估算值,根据估算值与期望值进行比较和运算,然后经推进器分配模块计算后发出对各推进器的指令。
在DP控制系统中,艏向和位置由操作者设定,然后由DP控制器通过发出控制信号到推进器系统,DP控制系统通过推进器控制系统的分配,发布命令到任何一个在使用的推进器,通过改变推进器的运转方向、转速或叶片的螺矩,以调节船位。
出现偏差时,DP控制系统可自动探测并进行适当的调整。
DP控制系统这种控制方式能减少燃料消耗、机器磨损和温室气体排放。
1图1 DP控制系统工作原理动力定位系统是动力定位船的必要的完整装置,主要由电力系统、推进器系统和DP控制系统组成。
任何一个子系统发生故障都可能导致船舶失去定位或艏向保持能力。
给定的最严峻环境条件给定的最严峻环境条件系指船舶作业区域内的最大风速﹑流速与浪高。
根据不同工况要求和操作要求,调整DP等级,以降低能耗和对周边环境的影响。
主要DP控制系统供应商“绿色DP” 控制系统控制器全回转推进器硬线或网络侧推推进用推进器一般的位置测量设备•扇形波束测位仪(激光技术)Fan Beam (Laser Technique)•张紧索(测垂向倾角);Taut Wire (Vertical Angle)•差分式全球卫星定位系统DGPS (借助卫星)•水下声学定位系统HPR (有长﹑短基线等方法,需水下声学应答器,水下声学技术);HPR(Long &Short Base, Hydro‐acoustic, Transponders)•Atriums (无线电波,需要岸上参考目标,适用于特定位置)Atriums (Radio Wave, Landmark, SpecificSite)•其他设备Others联合操纵杆零级定位DPS‐0适用于安装有动力定位系统的船舶,它具有集中手动位置控制和自动艏向控制,在给定的最严峻环境条件下,能保持船舶的位置和艏向。
For vessels which are fitted with a dynamicpositioning system with centralized manual positioncontrol and automatic heading control to maintain the position and heading under the specifiedmaximum environmental conditions.一个典型的DPS‐2系统内部构成A Typical DPS‐2 Configuration双操作站双控制器三级定位DPS‐3适用于安装有动力定位系统的船舶,在给定的最严峻环境条件下,包括发生任何单一故障(包括由于火灾或水灾而失去整个舱室),能自动保持船舶的位置和艏向在给定的运行范围内。
先讲DP的介绍:动力定位系统首先在海洋钻井船、平台支持船、潜水器支持船、管道和电缆敷设船、科学考查船和深海救生船上得到了应用,其主要原理是利用计算机对采集来的环境参数(风、浪、流),根据位置参照系统提供的位置,自动地进行计算,控制各推力器的推力大小,使船舶保持艏向和船位。
近年来,随着中国海洋开发事业的不断发展,具有动力定位性能的船舶在国内需求逐步增大。
为了更好地做好船级服务工作,满足国内需求,中国船级社于2000年开始立项对动力定位系统进行专题研究,目前已完成了《动力定位系统检验指南》(以下简称CCS指南)的编写工作。
下面就对CCS指南和世界上主要船级社的动力定位系统规范的内容作一个简单介绍。
一、规范的发展过程自1977年挪威船级社(DNV)出版了第一本动力定位系统试行规范后,英国劳氏船级社(LR)随后也出版了动力定位系统规范。
为了指导船东正确地操作动力定位系统船舶,英国能源部和挪威石油理事会于1983年联合出版了《Guidel ines for the specification and operation of dynamically positioned di ving support vessels》。
至此,动力定位系统方面的技术文件已比较完整。
由于大量的动力定位船舶的使用,而且动力定位系统的操作与船舶的作业安全密切相关,因此引起了IMO海安会的重视,在1994年的IMO 63届海安会上通过了M SC/Circ.645 《Guidelines for Vessels with Dynamic positioning system s》,该通函自1994年7月1日对新船生效。
此后,美国船级社(ABS)、德国船级社(GL)、法国船级社(BV)也相继出版了动力定位规范。
中国船级社于2 002年正式出版第一本动力定位规范。
二、船级符号船级符号是船级社授予船舶的一个等级标志,是保险公司对船舶及货物、工程作业等进行保险的重要依据。
先讲DP的介绍:动力定位系统首先在海洋钻井船、平台支持船、潜水器支持船、管道和电缆敷设船、科学考查船和深海救生船上得到了应用,其主要原理是利用计算机对采集来的环境参数(风、浪、流),根据位置参照系统提供的位置,自动地进行计算,控制各推力器的推力大小,使船舶保持艏向和船位。
近年来,随着中国海洋开发事业的不断发展,具有动力定位性能的船舶在国内需求逐步增大。
为了更好地做好船级服务工作,满足国内需求,中国船级社于2000年开始立项对动力定位系统进行专题研究,目前已完成了《动力定位系统检验指南》(以下简称CCS指南)的编写工作。
下面就对CCS指南和世界上主要船级社的动力定位系统规范的内容作一个简单介绍。
一、规范的发展过程自1977年挪威船级社(DNV)出版了第一本动力定位系统试行规范后,英国劳氏船级社(LR)随后也出版了动力定位系统规范。
为了指导船东正确地操作动力定位系统船舶,英国能源部和挪威石油理事会于1983年联合出版了《Guidel ines for the specification and operation of dynamically positioned di ving support vessels》。
至此,动力定位系统方面的技术文件已比较完整。
由于大量的动力定位船舶的使用,而且动力定位系统的操作与船舶的作业安全密切相关,因此引起了IMO海安会的重视,在1994年的IMO 63届海安会上通过了M SC/Circ.645 《Guidelines for Vessels with Dynamic positioning system s》,该通函自1994年7月1日对新船生效。
此后,美国船级社(ABS)、德国船级社(GL)、法国船级社(BV)也相继出版了动力定位规范。
中国船级社于2 002年正式出版第一本动力定位规范。
二、船级符号船级符号是船级社授予船舶的一个等级标志,是保险公司对船舶及货物、工程作业等进行保险的重要依据。
船舶动力定位系统及其控制技术随着海洋经济时代的到来,人们对海洋资源的需求越来越多。
由于深海环境复杂多变,因而对获取海洋资源的装置定位精度要求也越来越高。
传统的锚泊系统有抛起锚操作过程繁琐、定位精度和机动性差等缺陷,难以符合定位精度的要求;而船舶动力定位系统(以下简称“DP系统”)则在保持航迹或保持位置方面具有突出的优势,已被逐渐应用到海上航行船舶和作业平台上,快速发展的控制理论在DP系统中的应用,取得了很好效果。
1 DP系统概述1.1 定义DP系统是指不依靠外界的辅助,通过固有的动力装置来对船舶或作业平台进行定位的一种闭环控制系统,系统包括控制系统、测量系统和推进系统,控制系统是其核心。
1.2 组成DP系统由控制系统、测量系统和推力系统组成。
控制系统是整个系统的核心,对测得的信息和外界干扰信号进行处理,能够通过计算推算出抵抗外界干扰的推力,并传递给推力系统。
测量系统能够获得船舶運动所需要的信息,其种类有DGPS、电罗经、张紧索系统、水下声呐系统、垂直参考系统、风力传感器等。
推力系统根据控制系统计算出的推力来控制船舶。
1.3 研究状况第1代DP系统的研发始于1960年。
钻井船“Eureka”号是世界上第一艘基于自动控制原理设计的DP船舶。
该船配备的DP模拟系统与外界张紧索系统相连。
该船除装有主推力系统外,在还在船首和船尾装有侧推力系统,在船身底部也安装有多台推进器。
第2代DP系统始于1970年,具有代表性的是“*****5”号船,该船安装有多台推进器,系统的控制器采用kalman滤波等现代控制技术,且控制系统中的元件有冗余,其安全性、稳定性和作业时间均有了较大的改善和提高。
第3代DP系统始于1980年。
系统采用微机处理技术和Muti-bus、Vme等多总线标准的控制系统。
代表性的第3代DP系统有挪威Konsberg公司的AD-P100、AD-P503系列产品和法国的DPS800系列产品。
我国对DP系统的研究开展得较晚,研究力量集中在高校和科研院所。
D P 系统在专业救助船上的应用前景孙程琳 刘现亮摘要:新技术引领了时代的进步,同样,在航海领域的新技术也在突飞猛进。
船舶动力定位(DP)技术起步较早,经历 了较长时期的瓶颈期后,近年来发展迅速。
从DP技术角度,以典型的专业救助船为例,分析DP技术的原理和应用现状, 设想未来应用前景,促进行业提高对DP技术的认知程度。
关键词:DP技术;专业救助船;技术应用 DOI:10.16176/ki.21-1284.2018.06.008船舶动力定位系统从20世纪70年代逐渐发展起 来,在海洋工程、科学考察等领域有着重要的用 途。
随着船舶电力推进的成熟和自动控制理论的发 展,动力定位系统的性能不断提高,应用领域也在 不断扩大。
在我国当前的海上专业救助船中,DP 技术也得到了循序渐进的应用。
从早期的DP-0到 后来的DP-2,专业救助船对DP技术一直在不断实 践和探索。
本文通过总结分析DP技术的实践,以 提高海上救助能力为目的,展望DP技术在专业救 助船上的应用前景。
一、D P技术的概述DP系统(Dynamic Positioning System)系指仅 用推进器的推力保持其自身位置(固定的位置或预 先确定的航迹)的操作系统,一般的系统组成为: 1.动力系统;2.推力器系统;3.动力定位控制系统 及测量系统。
DP系统分级: DP-0:船舶装备一套集控手操的集中控制系 统,在规定的环境条件下,使船舶的位置和艏向保 持在限定范围。
DP-1:船舶装备一套能够自动保持艏向的集 中控制系统,集中控制系统可以是操作手柄集中控制,也可以是电脑自动控制,在规定的环境条件 下,使船舶的位置和艏向保持在限定范围。
DP-2:船舶装备两套能够自动保持艏向的集 中控制系统,集中控制系统可以是操作手柄集中控 制,也可以是电脑自动控制,在规定的环境条件 下,使船舶的位置和艏向保持在限定范围。
DP-3:船舶装备三套能够自动保持艏向的集 中控制系统,集中控制系统可以是操作手柄集中控 制,也可以是电脑自动控制,其中两套控制系统等 同于DP-2,第三套能够自动保持艏向的集中控制 系统需要分开并单独配置,作为应急之用,在规定 的环境条件下,使船舶的位置和艏向保持在限定范 围。
—173—《装备维修技术》2021年第3期引言:上世纪60年代,首次出现DP 定位的概念,随着科技的不断进步,配套产品的不断升级换代,该理论已经日渐成熟,具有DP 定位能力的船舶也逐渐出现在海洋工程的各个领域,比较而言,我国DP 船舶出现的比较晚,但是在国家对海洋事业的重视及大力人力、物力投入的背景下,我国发挥后发优势,不断建造适用于不同用途的高性能DP 船舶,DP 船舶以其适用范围广、定位精度高、操控性优良、自航能力强等优点受到用户的青睐。
DP 定位系统对很多船员来说仍然是新事物,但从其组网形式来说并未与以往的大型PLC 系统有太大区别,系统以工业以太网为基础,将各设备互联并集中控制实现高度的自动化。
其维护也与大型PLC 系统类似,下面将分别阐述。
1 DP 船分类及其重要组成部分DP 船按照定位能力分类可以分为DP2、DP3等,不同类型DP 船的硬件组成及工作原理大致相同,广义的DP 系统主要由DP 操控系统、数据传输系统、定位传感器、发电供电系统、推进器系统等组成。
DP 操控系统:主要由DP 操作椅(K-Master Chair )、DP 操作电脑及软件组成,DP 操作椅集成了DP 操作手柄、推进器操纵手柄及其他与DP 操作相关的设备,为DPO 提供更加方便、适宜的工作环境,DP 操作员(以下简称DPO )可以通过分屏显示功能切换不同操作或显示界面,快速读取自己所关心的信息,如电站工作状态、推进器工作状态、DP 操作界面、定位传感器等信息。
DP 操作电脑(DP OS 站)作为DP 系统的中枢神经,是整个系统最为重要,最为核心的部分,内部安装有DP 操作系统逻辑及数学运算模型,其主机布置在DP 控制柜内,电脑显示信息则通过分屏显示设备显示在DP 操作椅屏幕上,系统采用冗余设计,使用UPS 为系统供电,提高了系统的安全性。
数据传输系统:DP 系统与K-chief 、K-Thrust 系统共同组成船舶的IAS(Integrated Automation System)系统,各分系统之间设备和网络共享,整个系统采用冗余设计,采取了抗干扰措施,大大提高了系统的稳定性,大量使用了如RS485、RBUS 等现场总线传输技术,大大提高了数据传输效率,降低了设备故障率,精简了设备体积,现场信号经RMP 、RDIOR 、RSER 等模块就近采集或发送,经RCU 处理后传入系统,定位传感器信号通过专用的DPC 机柜以NEMA 信号的形式传入系统,提高了信号传输质量。
DP定位系统简介2010年08月20日星期五 07:43船舶的动力定位系统从70 年代逐渐发展起来,在海洋工程、科学考察等领域有着重要的用途。
随着船舶电力推进的成熟和自动控制理论的发展,动力定位系统的性能也不断提高。
动力定位系统的组成动力定位系统包括3 个分系统:动力系统、推力器系统和动力定位控制系统。
动力系统:动力系统一般来说是给整个动力定位系统提供电力的。
一般的船舶电站可兼作动力系统,但应满足一些特殊要求。
输入(船位、控制器推力器输出)推力器系统推力器系统作为动力定位系统执行部分,常用电动机或柴油机驱动的推进器。
主推进装置(包括其舵系统)可兼作动力定位系统的推力器,在船舶进入动力定位运作模式时,由动力定位系统的控制器进行控制。
为提高定位能力,主推进装置可设计为全回转推进器,例如Z 型推进、SSP 推进等。
一般各推力器的工作组合应产生横向、纵向推力及回转力矩。
动力定位控制系统动力定位控制系统包括控制器和测量系统。
控制器指的是动力定位系统总的控制部分,一般采用计算机控制的方法。
测量系统包括位置参照系统、电罗经、风向风速仪、倾角仪等,测量船舶的船位、艏向、纵倾横倾角等船舶状态,以及风向、风力、流速等环境条件,通过接口输入到控制器中。
控制器根据人工输入的船位和艏向,对测量系统提供的数据进行分析和运算,给出推力器的控制指令。
动力定位控制系统执行的功能可总结如下:(1)给出推力器的控制指令。
(2)测量船舶的船位、艏向等船舶状态。
(3)测量风向、风力等环境条件。
(4)接收各种操纵指令的人工输入。
(5)动力定位系统的故障检测及报警。
(6)动力定位系统工作状态的显示。
动力定位系统的系泊试验动力定位系统在进行系泊试验之前,应确认已取得本社颁发的产品证书,并确认布置和安装已严格按本社审批的图纸进行,采用的工艺满足本社有关规定。
动力系统系泊试验动力系统的各组成部分,如发电机、发电机原动机、主配电板等,应满足船舶建造检验的一般要求。
故障解除
DP/JC 7寸面板右上角显示NO COMMUNICATION ALARM
原因1:正常启动或是重启刚开始的时候,属于正常状况。
解决方法:不要进行任何操作,等待2~3分钟后系统将运行正常。
原因2:系统中3S Realtime PLC Systemservice程序没有正常运行
解决方法:按照以下步骤分布执行(以DP为例)
1.判断并确认是该软件没有运行(步骤a~f)
a.鼠标左键点击屏幕右上角PRAXIS图标
b.点击屏幕右下角键盘图标调出屏幕键盘
c.点击屏幕键盘F4,选择分组30 SYSTEM DIAGNOSITCIS(系统诊断)
d.检查分组30 SYSTEM DIAGNOSITICS(系统诊断)是否有报警。
同时检查Tag号:
06500 DP SERVER - LIFE CHECKS
10141 DP SERVER - XP101 CHECKS FROM 1131
10142 DP SERVER - XP101 CHECKS TO 1131
10143 DP SERVER - COMMUNICATION FAILURE
06510 DP SERVER 2 - LIFE CHECKS
06511 DP SERVER2 – COMMUNICATION FAILURE
的状态及其数值。
正常情况为:06500,10141,10142,06510的数值在0 –9999之间变化。
同时10143,06511显示为Normal(正常),且为黄色。
故障情况为:
(1)06500,10141,10142的数值为0保持不变,10143显示为Alarm!(报警),且为红色。
06510的
数值在0-9999之间变化,06511显示Normal(正常),且为黄色。
或者
(2)06500,10141,10142的数值在0-9999之间变化,10143显示为Normal(正常),且为黄色。
06510
的数值为0保持不变,06511显示Alarm(报警),且为红色。
e.左键点击屏幕键盘左下角Windows图标,然后左键点击系统右下角3S Realtime PLC Systemservice图标,查看软件是否已经启动。
f.通过上述检查,可以判定为3S Realtime PLC Systemservice软件没有正常运行引起了No Communication报警。
2.修复系统(步骤g~t)
g.回到DP操作界面,点击屏幕右下角General按钮,弹出对话框,选择8 Exit(退出)系统。
h.弹出对话框Passward(密码),User Name(用户名)不填,Login(密码)为数字0,点击OK,退出系统。
注意:如果是JC的7’ TFT面板出现NO COMMUNICATION,请多执行以下步骤:
(1)在DP操纵控制台上选择JC按钮
(2) 退出DP控制台上的JC操作界面。
i.系统退出后,进入以下目录:
D:\Software\System\Setup\Iec1131\DP,执行DP.pro软件。
j.输入密码,进入系统。
(密码由船长和船东经理保存)
k.进入系统后,进入Project下来菜单,执行Clean all。
l.再执行Rebuild all选项。
m.接着执行Online下拉菜单中的Login选项。
n.继续执行Online下拉菜单中的Run选项。
o.回到Windows操作系统桌面,找到以下目录:
C:\Tools\CleanImageXP,执行CleanAll.exe程序。
(该程序执行非常迅速,不易观察到,为了保证确实已经执行,请多点击几次)
p.找到以下目录:C:\Tools\EWF,执行EWF_re-able.cmd程序。
q.待屏幕出现以下窗口时,点击任意屏幕键盘键,完成程序执行。
r.重新启动Windows操作系统。
此时注意不要点击人为结束所有程序,等待系统自动结束所有程序。
但是,此过程中会出现是否保存系统设置时,请选择YES。
s.待系统重新启动后,等待大约5分钟,将自动进入DP 操作界面。
t.待DP,JC都正常工作后,断掉DP和JC的电源(S1)。
1分钟以后,合上JC电源开关S1。
等待30秒后,合上DP电源开关S1。
等待DP和JC系统自动进入正常工作状态。
进入时间约为3~5分钟。