动力定位(DP)系统简介知识分享
动力定位概述
动力定位概述1. 动力定位系统原理船舶动力定位系统就是依据所要求的船舶定位或运动指令,根据测量所得船舶的运动信息与环境信息,利用计算机进行复杂的实时计算,控制船舶主副推力装置产生一定推力与力矩,以实现预定的船舶姿态控制、定位控制或运动控制。
船舶在海上除了受到本身推进器的推力以外，还受到风力、波浪与海流的外界作用力，从而产生6 个自由度的运动，即纵荡、横荡、升沉、纵摇、横摇与艏遥。
动力定位系统利用位置测量设备测出本身位置的变化，利用各类传感器测出船艏、纵横摇以及风力风向，再采用现代控制理论，建立船舶与推力器的数学模型，并采用多种控制方法，同多对船舶6 个自由度运动风量以及风力风向的计算，对船舶各主副推力器的推力进行分配，从而控制船舶3 个自由度的运动，即纵荡、横荡与艏摇。
2. 动力定位系统组成动力定位系统通常包括两大部分：测量控制部分和推力装置部分。
测量控制部分测量控制部分主要包括:1）测量传感器：DGPS或其他类型定位系统）-测量船位电罗经-测量艏向船舶垂直参考单元-测量船舶的纵摇、横摇与升沉风向风速仪-测量影响船舶动力的主要干扰力即风力2）控制部分：操作台：其台面上布置有操纵手柄、跟踪球、输入键盘、各种操纵按钮、指示灯与报警灯及显示屏，操纵台内部布置有一台高性能计算机。
控制柜：其内部布置有实时处理计算机、存储器、输入/ 输出接口、供电模块以及大量接线端子；动力定位系统与位置测量设备、各种传感器以及主副推力器的电气联接均通过控制柜，系统供电也经由本柜。
便携式手操终端推力装置部分1）动力部分：船舶主机、发电机2）推力部分:主推进器、舵、辅助推力装置（多用侧推器和全回转推进器）。
3. 动力定位的等级与精度动力定位等级国际海事组织IMO 根据动力定位系统的功能以及设备冗余度,将动力定位系统分为三个等级:1 级、2 级与3 级。
DP1、DP2、中国船级社根据动力定位系统不同的沉余度将动力定位等级DP3。
第四代半潜式钻井平台动力定位系统设计简介
第四代半潜式钻井平台动力定位系统设计简介【摘要】动力定位（DP）系统广泛应用与海洋工程机各种特种船舶，中集来福士建造的COSL项目就是第四代半潜式钻井平台的典型代表，文章简要讲述了DP系统的起源、定义和应用、入级符号，并以COSL项目为实例概括介绍了DP系统的设计、故障模式与影响分析等。
【关键词】海洋工程；第四代半潜式钻井平台；动力定位系统；故障模式与影响分析1 起源动力定位（DP）系统最早起始于20 世纪60年代的海底钻井作业。
随着向更深海的不断推进，自升式钻井驳等近海钻探装备难以满足深海作业的需要，而深海锚链定位作业又非常复杂，且成本高昂。
由此便开始了DP系统研究和应用的技术探索。
2 定义和作用DP系统是当环境条件发生变化时，由集控手操或自动响应系统，通过水动力系统的作用是船舶位置和航向保持在环境条件限定范围内。
DP系统的环境条件主要指风、浪、流等环境力。
船舶在环境力的作用下，会产生六个自由度的运动，即纵荡、横荡、升沉、横摇、纵摇和艏摇。
事实上，DP系统主要是控制船舶在海平面上纵荡、横荡和艏摇三个自由度运动，由推进器产生适当大小的推力和力矩，以抵消环境力，从而使船舶尽可能保持预设的位置和航向。
如今，DP系统的功能已经不仅仅局限于使船舶定位于海洋石油钻探船舶和平台，也广泛应用与布缆船、铺管船、起重船、平台供应船、科考勘探船等特种船舶。
3 入级符号DP系统包括所有直接或间接影响船舶定位能力的设备、电缆、管路和通风等，其安全可靠性取决于所有这些方面的冗余程度，根据DP系统的不同冗余程度，各船级社可授予相应的船舶符号标志，如表1所示。
本文将DP系统设计分成系统原理设计和详细生产设计两大部分。
系统原理设计，分为动力、控制和参考基准三部分。
动力部分，分为发电、配电和推进系统；控制部分，包括电力、推进系统的自动或手动控制，以及位置测量控制系统；参考基准部分，就是各种提供船舶位置、环境和状态信息的测量系统及其传感器。
船舶DP系统在科考船中的应用
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。
船用动力定位DP系统概述(报告精选)
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
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。
动力定位系统讲座
DPS动力定位系统Offshore & DPS Presentation2008年07月28日1议程1. 动力定位的典型配置和系统 2. 介绍ABS动力定位系统规范 3. 动力定位在海洋工业中的应用 4. FMEA故障模型影响分析 5. 送审 6. 建造与检验 7. 问题和回答2动力定位系统动力定位系统(DPS)是当环境条 件发生变化时，由集控手操或自 动响应系统，通过水动力系统的 控制使船舶的位置和航向保持在 环境条件限定范围内。
3基本外力4典型动力定位控制系统操控台控制箱全回转推进器 控制线 侧推器舵 主推进器5典型动力定位系统的组成风速计Anemometer差分GPSDGPS控制器 DP Console 电罗经 Gyrocompass 垂直参照Vertical reference unit主动声纳系统Artemis激光参照Laser Reference侧推器PropellersTunnel Thruster全回转推进器Acoustic Positioning SystemAzimuth Thruster螺旋桨Rudders张紧绳定位测量系统WeightTaut Wire Position Measuring System声纳定位系统Tunnel Thrusters侧推器Acoustic Transponder舵重块声纳发射器6操控台液晶 显示器 操纵杆功能键7现代控制板液晶 显示器操纵杆 键盘8功能键盘9DP规范的介绍• NMD Guidelines for Dynamic Positioning Vessels, 1983 • IMO/MSC Circular 645 Guidelines for Vessel with DP, 1994 • ABS Guide for Thrusters and Dynamic Positioning System, 1994 (No Longer used) • ABS Steel Vessel Rules 2008 (Part 4, Chapter 3, Section 5/ Paragraph 15)10ABS DP Notations DPS-0 DPS-1 DPS-2 DPS-311DPS-0船舶装备一套集控手操和自动航向 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。
动力定位(DP)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。
概述海上钻井平台的动力定位系统
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）。
动力定位系统概况汇总
船舶动力定位概况一、船舶为什么需要“动力定位系统”？长期以来，船舶在近浅海和内陆水域里，人们都是采用抛锚技术来保持船位在水面上相对稳定。
这种定位技术的最大特点就是：锚必须牢固地抓住水下的固定物体（陆基），并且一旦锚通过锚链将船舶的位置固定后，船上的推进设备及其辅助设施和相应的控制系统便停止运行，完全处于停电（电力推进）和停油、停气（柴油机推进）工况。
但是，随着地球上人口的急剧增加，科学技术的飞速发展，人们的生活水平日益提高，世界对能源的需求量越来越大。
陆地上资源的开采和供应日趋极限，甚至出现紧缺的态势。
这就迫使世界各国必须把经济发展的重点转移到海洋上。
因为占地球总面积2/3以上的浩瀚大海里，有极其丰富的海水化学资源、海底矿产资源、海洋大量资源和海洋生物资源。
可以预料，21世纪将是人类全面步入海洋经济的时代，人们对海洋的探索和开发的范围将越来越广，对海洋的探索和开发的手段也越来越先进，对海洋探索和开发的领域由近海浅海日趋向远海深海发展。
目的只有一个，就是将浩瀚大海里的资源开发出来，供人类充分使用。
因而，世界各国便随之研究开发出各式各样的、不同类型的深远海作业的浮式生产系统，诸如半潜式钻井平台、多用途石油钻井平台供应船、科学考察船和海洋资源调查船等等。
这些浮式生产作业系统有一个共同的特点：就是在浩瀚深邃的大海上，能够按照人们的要求将其位置稳定在地球的某个坐标范围里；就像抛锚定位那样，将这些浮动的作业体牢牢地锁定在人们期望的浩瀚深邃的大海的某个位置上。
这便进一步诱发了世界各国对深远海作业的浮式生产系统的定位技术和系泊方式的研究。
在一般的近浅海水深情况下，浮式生产系统的系泊定位主要采用锚泊系统。
但是，随着水深的增加，锚泊系统的抓底力减小，抛锚的困难程度增加。
同时，锚泊系统的锚链长度和强度都要增加，进而使其重量剧增，这必然使海上布链抛锚作业变得更加复杂，其定位功能也会受到很大的限制，定位的效果也不尽人意。
动力定位DP-3系统介绍
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。
DP系统原理课(2节)
4.DP控制系统
4.DP控制系统
计算机系统
计算机是DP控制系统的“The Brain”，计算机给出 控制指令到推力器，基于
操作者的输入信息； 位置参考系统的输入信息； 传感器的输入信息。
4.DP控制系统
DP系统的控制原理
Motion data are processed through a model-based Kalman filter to extract the slowlyvarying components. By comparing this information with the desired motion (feedback), and also using the predicted wind effect on the vessel (feedforward), the controller gives commands to the propellers, thrusters and rudders on how they should behave in order for the vessel to keep its desired position and orientation.
1.动力定位技术的历史和发展
导管架模式钻井
1947年 在墨西哥湾水深6米进行了钻井 1963年 水深75米 1976年 水深260米 1978年 水深312米，
钢结构物重59000吨 1988年 水深达411米
（世界纪录）钢结构物 重77000吨
缺点：价格昂贵， 不可移动
1.动力定位技术的历史和发展
4.DP控制系统
位置参考系统（PRS）
卫星导航系统（DGPS/Glonass） 超短基线声呐（USBL） 张力索（Taut Wire） 微波测距仪（RaDius and RadaScan） 激光测距仪（Fanbeam and CyScan）
DP system
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。
DP_动力定位系统
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。
动力定位简介DP
动力定位DP(Dynamically positioned)的定义是一种可以不用锚系而自动保持海上浮动装置的定位方法。
动力定位系统由船位显示仪、电子计算机控制机构和推进器等部件组成。
工作时，电子计算机随时可根据船位仪所测定的船位数值，自动地发出控制信号，改变推进器的运转方向、转速或叶片的螺矩，以调节船位。
有的动力定位系统，还可根据风力的变化，提前发出信号来抵消风力的影响。
采用动力定位的海上浮动装置，在海上钻探作业时不需要抛锚，这不仅减少了复杂的抛锚工序，而且工作的水深亦不受锚系长度的限制，甚至可以在水深大于1000米以上的深度进行工作。
DP3是动力定位的等级,3级是最高的一种.不过各船级设对动力的定位等级的名称描述不全相同,像DNV的就叫的比较另类~~DP3是最高等级的了,冗余多,安全好,一般平台上采用,钻井船的话DP2多点。
动力定位需要接收GPS,，卫星信号，电罗经的信号等信号，并且点罗经要配备多个，还要配备参照设备，并将这些信号送到动力定位系统，然后动力定位系统的计算机根据这些信息计算怎样控制推进器的动作。
动力定位系统设计时要根据船舶的服务海域，假设出船所受的浪高，浪的周期，风速，洋流速，并且要不同角度计算，才能设计出一个合理的动力定位系统。
DP控制系统1 ，一般来说，DP控制系统布置在DP控制站里，在该控制站操作人员可以清楚看到船的外形轮廓及周边区域。
DP控制站应该显示来自动力、推进和DP控制系统的信息，以确保这些系统正常运行。
对安全操作DP系统必需的信息必须一致可见。
其它信息应该基于操作员要求可用。
3 ，特别地，显示系统和DP控制站应该基于声环境学原理。
DP控制系统应该提供控制模式的简单选择，比如手动、操纵杆、或推进的电脑控制，并且应该清楚地显示出现运行的模式。
4，对配备2和3级的，操作控制必须设计为没有单个误操作可能导致临界条件。
5 ，相关接口的系统和/或DP控制系统控制的系统的错误报警必须是声光报警。
动力定位系统介绍
动力定位系统介绍1、动力定位系统的产生和发展动力定位系统于上世纪70年代后期由美国海军研制成功，起初主要应用于潜水艇支持船、军用海底电缆铺设等作业。
从上世纪80年代初开始，随着北海油田、墨西哥湾油田的大规模开发，动力定位系统被广泛应用于油田守护、平台避碰、水下工程施工、海底管线检修、水下机器人(ROV)跟踪等作业。
尤其是90年代以来，随着海上勘探开发逐步向深水(500m～1500m)和超深水(1500m以上)发展，几乎所有的深水钻井船、油田守护船都装备了动力定位系统。
据初步估计，目前全世界装备动力定位系统的各类船只已超过1 000艘。
2、动力定位系统简述海洋中的船舶因不可避免的受到风、波浪与水流产生的力的影响，船舶在这些环境外力的干扰作用下，将产生六个自由度(纵荡、横荡、升沉、纵摇、横摇、艏摇)运动，而对于定位船舶而言，需要控制的只是水平面内的三个运动，即纵荡(Surge)、横荡(Sway)和艏摇(Yaw)运动。
使用动力定位控制系统能够抵消那些作用在船体上不断变化的阻力，维持操作员指定的位置与航向，或者使船舶沿着需要的轨迹移动。
动力定位控制系统使用来自一个或多个电罗经的数据来控制船舶航向；至少使用一个位置参考系统（如DGPS或声纳）的数据来控制船舶位置，从而进行船舶定位。
风传感可以测量船舶受到的风阻力的大小和方向，但是海流力和波浪力不是测量出来的，而是由船舶数学模型计算得出。
动力定位中的船舶数学模型是由扩展卡尔曼滤波算法建立的，该算法用于估计船舶航向、位置以及在各个方向运动的自由度：纵荡，横荡与艏摇，它合并了估计海洋水流与波浪影响的算法。
但是该数学模型是无法100％准确代表真正的船舶，因此根据位置参考系与传感器的测量值来不断修正该船舶数学模型，这是一个闭环控制过程。
下图是动力定位系统的控制原理图：动力定位系统可以检测与显示船舶的实际航向和位置与期望的航向和位置之间发生偏离的情况，控制器基于这些信息来控制船舶。
船舶动力定位系统及其控制技术
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。
DP定位系统
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。
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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。
本文简要介绍DP系统的工作原理，以及根据船级社不同入级符号对DP系统的等级和不同等级下设备的配置。
2DP系统工作原理IMO给出的DP船舶定义为：仅靠推力器的推力作用能够自动保持船舶位置（固定位置或者预定航迹）的船舶。
DP系统的工作原理：由于海上海浪、风速、风向的影响，船舶或者平台在海上必然会产生移动，DP系统就是利用计算机软件对采集到的周围的环境因素如水流、风速、风向、海浪等，根据位置参照系统（GPS、罗经等）进行汇总计算后不断控制调整船舶或者平台上的各个推力器的大小和方向，从而使得船舶或者平台保持事先设定的位置。
3船级社入级符号随着对具有DP系统的船舶及平台的需求越来越大，各个船级社根据DP系统的功能以及设备冗余度的情况提出了DP系统的等级划分以及相应的附加入级符号，如表1所列，这里要特别说明的是DNV关于DP系统的入级符号有两个系列（DYNPOS –系列和DPS-系列），前者的设计要求要比后者更加严格。
表1DP系统等级分类及各船级社入级符号注：对于DYNPOS –系列的符号为必需补充符号；对于DPS系列符号为非必需符号，是可选符号。
3.10级DP系统船舶装备有一套能够自动保持航向的集中控制系统，该控制系统可以是电脑自动控制，也可以是操作手柄集中控制，能在规定的环境条件下，使船舶的位置和航向保持在限定范围之内。
对于0级的控制系统，有的船级社要求为自动控制，有的船级社要求为控制手柄。
目前使用的动力定位系统等级最低为1级，0级几乎不再使用，因此本文对0级DP系统不做详细介绍。
3.21级DP系统船舶装备具有自动定位和航向保持的动力定位系统及一套独立的带自动保持航向的集控手操装置，能在规定的环境条件下，使船舶的位置和航向保持在限定范围之内。
根据定义，1级DP系统较0级相比增加了自动定位和航向保持的装置，而另外一套独立的带有自动航向保持功能的集控手操装置作为备用，使得自动控制系统发生故障时，DP系统仍能手动操作。
1级DP系统的特点：自动；不冗余。
3.32级DP系统船舶装备两个具有自动定位和航向保持的动力定位系统及一套独立的带自动保持航向的集控手操装置，即使发生单个故障（包括火灾、破舱等），也能在规定的环境条件下，使船舶的位置和航向保持在限定范围之内。
一个自动控制系统发生故障后，自动切换到另外一个自动控制系统，如两个自动控制系统都失效，可以手动进行集中控制。
2级DP系统的特点：自动；有冗余。
3.43级DP系统船舶装备三个具有自动定位和航向保持的动力定位系统及一套独立的带自动保持航向的集控手操装置，即使发生单个故障（包括火灾、破舱等），也能在规定的环境条件下，使船舶的位置和航向保持在限定范围之内。
其中的两个自动控制系统标准等同于2级配置，第三个自动控制系统独立于其他两个自动控制系统，作为应急备用。
如三个自动控制系统都失效，则转入手动集控手柄进行手动操作。
3级DP系统的特点：自动；有冗余且物理分隔；相关的电缆布线和管路有冗余且进行相应的防水、A-60防火的物理分隔。
`4设备配置要求4.1推进器系统推进器包括：管遂推进器；全回转推进器；固定或可调桨推进器。
推进器应能在规定的环境下提供足够的横向或者纵向的推力，以保证船只定位稳定性。
对于2级和3级的DP系统，要有冗余设计，即任意一个推进器发生故障后，剩余的推进器仍能够提供横向或者纵向的推力，保持船只的定位。
对于3级的定位系统，不仅要冗余设计，而且各推进器布置上也要分隔，即单个舱室发生火灾、破舱等故障时，也不会影响到其他推进器的工作。
4.2电力系统规范主要对发机电、功率管理系统、主配电板等方面进行了要求。
对于配有2级入级符号的船只，船上发电机需要进行冗余设计，任意发电机出现单一故障，剩余的发电机仍能保证动力定位的稳定性；配电板应分成两部分或者更多部分，每一部分之间用断路器开关连接。
出现单一故障时，断路器开关自动断开，出现故障的配电板被隔离，不会造成电源的全部中断，这里的单一故障是指系统或部件的技术性损坏；对于3级入级符号的船只，发电机与主配电板除了满足2级入级符号技术设计上的冗余，还应使发电机与主配电板分布在两个或两个以上的舱室中，舱室之间进行水密、防火分隔。
即发生除了系统或部件的技术性损坏外，由于失火、浸水等引起的故障，也不会影响到船舶的定位性能。
对于2级和3级入级符号的船只，还应该有功率管理系统且冗余，此系统能使发电机随着负荷的变化而起动和停止。
当没有足够大电功率来起动大功率负载时，能够阻止大功率负载设备的启动，按照要求起动备用的发电机获得足够大功率时，才能起动大功率设备。
另外，IMO要求3级入级符号的船只在进行动力定位操作时，不同冗余部分配电系统之间的断路器开关应该断开。
除非采用特殊的构造，无论发生任何单一故障时，船舶仍能保持动力定位能力。
4.3控制系统控制系统主要包括：自动控制（基于计算机控制）；操纵手柄控制；手动控制。
相应等级的动力定位系统，至少需要与之等级类别相同的计算机：1级DP系统，需要1台计算机；2级DP系统，需要两台计算机且冗余设计；3级DP系统，需要3台计算机且冗余设计和物理分割。
每一计算机系统都需要配一台UPS，持续时间为至少30 min。
对于1~3级的DP系统，IMO要求在各个控制站都要求配有独立的联合操控手柄，联合操控手柄可以综合控制船上的各个推进器、舵机等。
在每个控制站都需要提供能观察到各推进器的运行、停止、螺距、方位、转速等的仪器仪表。
另外，IMO还要求在每个控制站都配备各个推进器的单独的操作手柄.4.4传感器系统传感器主要包括：位置参照系统和外部传感器系统。
一套动力定位系统至少应包括两套位置参照系统，对于2级和3级的DP系统应该配备有3套位置参照系统。
当使用两个或两个以上的位置参照系统时，这些系统不应该采用同一工作原理。
常见的位置参照系统主要有GPS、DGPS、 Loran、 Arthemis、水下声学位置参照系统等。
外部传感器系统主要包括：垂直面参照系统；陀螺罗经系统（首向）；风速风向仪系统。
这些传感器的作用主要是输入风速、风向等信号到DP系统中，通过电脑计算，消除风、浪、水流等对动力定位的影响，从而使定位更加精确。
不同的船级社对于外部传感器的要求配置不同。
对于3级DP系统，其中一套传感器系统应该连接到备用控制站，并且用A-60级分割与其他传感器系统分开。
5故障模式与影响分析（FMEA）故障模式与影响分析（Failure Mode and Effects Analysis），缩写为FMEA。
2级和3级的DP系统要求有FMEA报告。
FMEA的主要目的是说明与动力定位系统有关的系统设备的不同的故障模式，以及发生故障后对动力定位所产生的影响分析。
通常由船厂和DP系统供应商以外的第三方完成FMEA分析报告和试验程序及海试验证。
常见的机构有C-MCR、DNV、ULSTEIN、MARINE、GLOBAL MAEINE等。
应该尽可能详尽地包括所有系统的主要部件，内容至少应该包括：所有系统的主要部件的描述及相互之间的作用；所有的故障模式；探测故障的方法；故障对船位及系统的影响分析等。
除此之外，各个船级社还有一些其他的要求，详见各个船级社规范。
6动力定位能力除了1~3级入级符号外，大部分船级社会有关于动力定位能力的补充入级符号，各个船级社动力定位能力符号见表1。
动力定位能力: 表示在给定的环境条件下保持定位能力的时间百分比，通常是由厂家或者咨询公司来完成并送审船级社。
虽然每个船级社所要求计算的故障模式不同，但是厂家或咨询公司在完成定位能力报告时，还是会按照自己的习惯计算下述情况下的能力：所有推进器工作；出现推进器最小单个故障；出现推进器最严重的单个故障；出现最严重的单个故障。
以ABS符号为例，SKP（95, 95, 85, 75, 2, North Sea）表示：（1）在北海海况（风速和浪高），2 kt水流，所有推进器都工作时，95%的时间船舶能够保持定位稳定；（2）在北海海况（风速和浪高），2 kt水流，出现推进器最小单个故障时，95%的时间船舶能够保持定位稳定；（3）在北海海况（风速和浪高），2 kt水流，出现推进器最严重单个故障时，85%的时间船舶能够保持定位稳定；（4）在北海海况（风速和浪高），2 kt水流，出现最严重单个故障时，75%的时间船舶能够保持定位稳定。
7结束语随着海洋开发事业的不断发展，海工设备不断增加，动力定位系统也将越来越多地被应用，最终成为海洋工程的必备设备。
本文仅对DP系统作简单的概括介绍，每个船级社对于各个系统的设计及布置都有更加详细的要求，我们需要对各个船级社规范详加了解，希望本文能对大家以后的设计生产有所帮助。