基于PROFIBUS-DP控制网络型船舶电站的控制实现

结合当前船舶电站控制所采用的现场总线组网技术介绍某三机组电站的控制实现。其控制核心是由主站可编程序控制器(PLC)与三台发电机同步保护装置(PPU)的从站构成的控制网络;主站PLC实现电站的逻辑控制,从站PPU监测三相电参数及控制发电机运行。主、从站通过PROFIBUS-DP协议实现数据共享。其中网络组态和电站控制逻辑的实现均在Step7V5.4中完成。实践证明其控制方式灵活、可靠、可移植性强,是目前船舶电站控制的主流之一。

基于Levy-AVOA优化模糊PID的动力定位船舶循迹控制研究

为了提高动力定位(DP)铺缆船在铺设海底电缆时的路径循迹能力,设计非洲秃鹫算法优化模糊PID的船舶控制器(AVOA-Fuzzy-PID)。船舶运动数学模型采用三自由度,加入风、浪、流作用力模拟海况,以船舶的位置和姿态矢量与实际值的差值作为控制器输入。在传统PID控制器基础上加入模糊控制,根据模糊控制规则寻求K_(p)、K_(i)、K_(d)的调整变化量ΔK_(p)、ΔK_(i)、ΔK_(d)与e和de间的关系,自动调节参数,加强控制器稳定性,使船舶沿规划路径向目标位置航行。采用非洲秃鹫算法结合Levy飞行策略计算船舶模型,通过确定每组最优秃鹫、秃鹫饥饿率、探索和开发4个阶段,并在开发阶段引入Levy飞行策略,增强全局搜索能力,确定秃鹫食物源最优位置,防止结果陷入局部最优,提高计算结果精确性。仿真结果表明,结合AVOA算法的模糊PID控制器能够提高船舶路径跟踪效率,使其跟踪过程较为平顺。通过对比PSO、GA和SSA算法优化Fuzzy-PID控制器参数可以看出,AVOA对K_(p)、K_(i)、K_(d)参数整定收敛速度较快,控制器适应度值较低,寻优精度较高,能够使船舶沿规划路径航行。

基于PROFIBUS-DP总线的船舶电站监控系统

结合实际工程给出 PROFlBUS-DP 总线的船舶发配电控制系统的拓扑结构,揭示 PROFIBUS-DP 的通讯机理和链接方式,总结了控制系统的功能特点及优势。

某深海钻井船DP3动力定位能力分析

世界主要海事机构对动力定位能力等级都进行了定义。文章梳理了各主要海事机构对动力定位系统的要求;针对DP3等级动力定位深海钻井船特点,介绍了风、浪、流等环境载荷计算方法以及动力定位能力的评估方法 ;对一艘DP3级的钻井船进行实例分析,对其动力定位能力进行评估,并对DP3级钻井船的动力定位系统设计提出建议。

基于Profibus-DP总线的网络控制转换器的设计与应用

为了解决舰船信息化过程中遇到的多总线、多网络、多协议的困境,设计能支持多种协议的网络设备成为亟需解决的问题。该文应用精减指令集微处理器PIC18F4520与Profibus-DP总线专用集成芯片SPC3设计了舰船用网络转换控制器,通过它可以实现集控室对各分控制系统的在线操作与监控。

超深水DP-3钻井船失电后快速恢复及漂移控制

为实现超深水DP-3钻井船在3min之内从失电到恢复定位并停止漂移的能力,对钻井船设备配置、失电后供电及推进系统启动流程进行介绍,并详细分析其实时模拟图像,从理论和实例中证实该型钻井船的供电可靠性和故障恢复能力。有利于开拓国际市场和提升企业竞争力。

西门子PLC与变频器在脱硫系统中的DP通信应用

西门子PLC在各行各业中有着广泛的应用,PROFIBUS-DP现场总线技术在PLC编程中也有着明显的优势。船舶尾气脱硫系统中有多个子系统,这些系统与废气清洗控制系统(EGCS)都采用DP网络系统构成,具有网络电缆敷设简洁、PLC通信配置简单的优势。以其中一个子系统为例,采用西门子PLC为主站,两台丹佛斯变频器为从站。详细阐述了DP网络构架、开发PLC与变频器之间的实时通信程序、变频器参数设置等,实现了PLC与变频器的通信。

DP-3动力定位系统实船电气设计分析

随着海洋工程装备的快速发展,越来越多的钻井平台和高端船舶都配备了DP-3动力定位系统。出于安全考虑,各大船级社对DP-3船舶的冗余设计要求极高,这就为船舶电气设计带来了诸多困难和挑战。本文通过介绍船级社对DP-3船舶的冗余设计要求,分析DP-3动力定位船舶电气设计的重难点,并结合DP-3深潜水实船设计案例,分析提出了DP-3船舶电气设计难点问题解决方法,为装配了DP-3系统的高端海工装备电气设计提供设计指导和参考依据。

DP-2起重船的电力系统特点分析

对于起重船,尤其是大型起重船,DP-2起重作业模式是最为关键的工作模式,该文基于3000 t全回转起重船的电气设计进行阐述与分析。首先分析了3000 t全回转起重船在电气系统设计中的特点要素,主要包括配电系统架构、动力定位(DP-2)系统和锚泊定位系统在起重船上的应用;然后通过结合FMEA报告对全回转起重船的电气设计进行反推,并针对此起重船的特殊性,提出满足航行和作业要求的设计方案以及一些重要问题的解决措施,分析其与以往起重船的共性和差异,为该类型后续船的电气系统设计提供一些参考,并希望藉此获得对海洋工程起重船舶电气设计的更深入探讨和更佳的优化方案。

DP Heavy Lift试验探讨

随着海洋开发的深入,目前市场需要更多的带动力定位(Dynamic Positioning,DP)系统的起重船,使得吊装工程业主方对DP模式下船舶的定位能力提出了越来越高的要求。国外某系统服务商已开发出动力定位模式下的吊重软件(DP Heavy Lift)及配套设备。因此,将重点说明一艘国内某型起重船在海上进行DP Heavy Lift试验的组织与实施,希望对后续同类型项目的 DP Heavy Lift海上试验具有一定的借鉴意义。

海工船动力定位能力分析系统研究与应用

结合IMCA相关规范,介绍预估船舶动力定位能力的方法,阐述动力定位能力的计算流程,分析常见的风、流系数的区别与适用范围,给出适用于海洋工程辅助船的风力及水流力计算系数,编制船舶动力定位能力分析系统。以海洋工程辅助船为对象,预估其最大动力定位能力及在定海况下各桨推力使用情况,分析各类型系数在计算中的结果,并结合试验验证该系统的可靠性。

基于模型预测控制的船舶动力定位约束控制

研究了模型预测控制在船舶动力定位系统约束控制中的应用,建立了3自由度动力定位船舶的数学模型,提出了船舶动力定位系统设计中应考虑的各种约束.针对某供应船,根据模型预测控制理论进行了动力定位控制器设计,使约束的处理问题贯穿于控制系统设计的始终.仿真试验验证了模型预测控制算法应用于船舶动力定位约束控制的有效性.

船舶动力定位系统的广义预测控制方法研究

船舶在海上的航行是一种复杂的非线性运动,其水动力参数很难精确确定,并且会遭遇来自风、流和浪的随机干扰;因此,船舶须要具有鲁棒性和自适应能力的动力定位系统。鉴于广义预测控制算法在非线性控制方面的独特优势以及神经网络具有自学习和自适应的能力,作者研究了基于支持向量机的广义预测混合控制算法,并将其应用于船舶动力定位系统。仿真结果表明,该方法具有较好的鲁棒性和自适应性,提高了动力定位系统的精度和性能。

基于Profibus总线技术的船舶舱室环境监控系统设计

船舶工业的不断发展,对舱室环境的集中监控提出了更高的要求,本文提出了基于Profibus-DP总线的船舶舱室环境监控系统设计,为船舶舱室环境的集中监控提供了简单有效的途径,提高了控制系统的实时性和自动化水平。

考虑对地航速和航向的船舶典型轨迹提取方法

基于船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据的船舶典型轨迹挖掘需要经过两个重要步骤,一是压缩AIS数据,二是聚类压缩后的AIS数据。传统的DP(Douglas-Peucker)压缩算法,只考虑船舶轨迹的压缩形状,忽视了船舶航行中其他重要信息。为解决此问题,把对地航速和航向加入到DP算法的压缩过程中。在AIS轨迹聚类方面,传统谱聚类方法只对船舶轨迹的位置进行相似性度量,没有考虑船舶轨迹的其他维度,针对此问题,提出多属性轨迹相似性度量方法。由于不同的输入参数影响着最终的聚类质量,引入Calinski-Harabasz指标评价谱聚类算法,实现聚类参数的自适应选择。利用山东威海水域的实际AIS数据进行实例研究,并与传统谱聚类算法做比较实验。实验结果表明,利用该方法提取到的典型轨迹符合真实水域的交通情况,相较于传统谱聚类方法具有更高的聚类质量。

动力定位工程船设计技术研究

论述了动力定位入级船舶设计时所要综合研究的环境条件、推力器的配置、全船电力系统单线图方案、动力定位能力分析及入级符号与故障模式影响分析之间的复杂的辨证关系,给出了动力定位船舶设计程序及原则。

基于模糊控制理论的船舶动力定位系统的研究

本文建立了船舶定位系统的数学模型,并设计了系统的模糊控制器。通过仿真得出如下结论:基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型设计动力定位船舶控制器响应时间,上升时间短,超调率低,具有一定的抗干扰能力,有较强的鲁棒性,具有良好的控制品质。

触摸屏和PLC在钻井船输灰监测系统中的应用

将PLC和触摸屏应用于钻井船输灰监测系统,对灰罐工作原理、PLC硬件配置、网络组态和触摸屏主要界面进行了介绍。

动力定位控制系统在第六代深水钻井船的应用

传统的锚泊定位由于受到水深的限制而无法定位,而动力定位系统则不受到水深的限制而被运用到各种深水海洋结构物中。动力定位系统是指采用推进器抵抗外界风、浪、流的环境载荷,将船舶保持在所要求的位置。而船级社DP3级的附加标志规定,任何单个故障,包括舱室的失效仍应能使海洋结构物正常的定位和作业。现以第六代深水钻井船的DP3级动力定位控制系统为例,详细说明DP控制工作原理以及船级社附加标志的相应配置要求,并结合整个控制系统在实际项目中的应用,重点阐述了DP工作网络、传感器系统、位置参考系统。最后,通过分析验证了整个控制系统满足DP3附加标志的要求。

动力定位船舶推进器切换系统

基于某深水铺管船推进器切换系统设计,分析电力系统推进器主电源和推进器辅助电源的配置。在此基础上,分析中压主电源、推进变频器和低压辅助电源柜的切换控制系统,并应用流程图对整个系统的切换控制进行总结。通过对推进器切换效果进行组合可知,在机舱、配电板和母排分段等不同设备发生故障导致失电的情况下,切换系统能使带切换的推进器继续保持运行工况,增加发生单点故障时可用推进器的数量,从而提升该铺管船的动力定位能力。