I船舶电气IDP-3动力定位控制系统在钻井平台上的应用袁飞晖，熊勇，宋金扬(上海外高桥造船有限公司，上海200137)摘要：以"海洋石油981”钻井平台项11为例，重点阐述在此项H中的DP-3动力定位控制系统、生产设计及其在DP控制网络上的应用。关键词：DP-3动力定位控制系统；系统介绍；生产设计；应用中图分类号：TP273；U674.38+I文献标识码：B文章编号：1005-9962(2010)01-0042-04Abstract:TheDP-3controlsystemonboardHaiYangShiYou981deepwatersemi-submersibledrillingunit,itsproductiondesignandapplicationinDPcontrolnetworkaredescribedinthispape匚Keywords:DP-3dynamicpositioningcontrolsystem:systeminstmetion;productiondesign;application0前言近年来，随着陆地上油气资源的不断减少，人们把目光都聚集到了深海领域的开发。因此，深水钻井平台的需求和开发深受世界各国的广泛关注。当前，上海外高桥造船有限公司正在建造的3000m深水半潜式钻井平台“海洋石汕981”，属于第6代钻井平台，是我国“863计划”重点攻关项目，它采用了1=1前最先进的DP-3动力定位控制系统。动丿J定位(DynamicPositioning,DP)系统，是指在风、浪、流的干扰情况下，不借助锚泊系统，利川自身的推力器系统使海上浮动装置保持一定的位置和循向，或者按预定运动轨迹运行的闭环控制系统⑴。根据动力定位的不同兀余度，DP-3要求在出现任一故障(包括山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艄向⑵。1DP-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(IntegratedControlSystem,ICS)中最重要的核心系统其主耍的工作原理为图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第一作者简介：袁飞晖，男，工程师。1978年生，2001年辽宁科技大学通信工程专业毕业，现从事船境信息，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，然后经推力器分配模块计算后发出对各推力器的指令。在DP控制系统中，艄向和位置由操作者设定，然后山DP控制器通过发出控制信号到推力器系统，DP控制系统通过推力器控制系统的分配，发布命令到任何一个在使川的推力器，通过改变推力器的运转方向、转速或叶片的螺矩，以调节平台的船位。出现偏差时，DP控制系统町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⑴。在“海洋石油981"项目上，DP-3动力定位控制系统上要是由主DP系统、备丿IJDP系统、操纵杆系舶及海洋工程电气专业设计工作。单个推力黴命令|KALMAN滤波器设定位置、術向、速度来自位置参照系统和传感器的测址数据图1DP控制系统工作原理统(JoystickSystem)以及DP传感器和位置参照系统等组成其主要的结构如下图2所示。DP-3控制系统中的主DP系统和备用DP的最重要的区別是控制器DPC的冗余，前者的控制器配置了3兀余的DPC-3,而后者的控制器仅配置了一单个的DPC-lo但是，它们通过网络的连接，其控制器DPCZ间相互可以进行表决，以确保控制器DPC的安全可靠度和冗余度，从而满足了DP-3兀余的要求。DP控制系统还提供了一套操纵杆系统，它主要包含：操纵杆控制器、操纵台以及便携式、可移动的操纵终端。操纵杆系统与推力器、风速风向仪、电罗径以及DGPS卫星定位系统都令接口。操纵杆系统独立于主DP系统和备用DP的控制系统，操作者可以通过操作台上的切换按钮來进行模式切换，完成平台定位工作。在操纵杆模式下，可以选择自动月首向模式(AutoHeading)、自动定位(AutoPosition)>位置保持(StationKeeping)等功能,来达到平台定位的目的⑴。在DP-3控制系统屮，DP传感器和位置参照对平台的定位起着重要的参考作用。在此项目中，DP传感器主要包括：风速风向仪(Wind),电罗经(Gyro),运动参照装置(MolionReferenceUnit,MRU)o风速风向仪主要是测量风的方向和速度，电罗经主要是测量平台的位置，而MRU则可提供平台在横荡、纵荡和垂荡时(即数学模型中X轴、Y轴和Z轴，3个方向)的运动状态，并把在这3个方向上所测量到的关于平台的偏移方向和偏移速度的数据提供给DP-3控...