[发明专利]船海工程单点系泊锚桨联合协同定位系统及方法

说明书

本发明提供一种船海工程单点系泊锚桨联合协同定位系统及方法，船海工程单点系泊锚桨联合协同定位系统包括上位机、锚绞机系统、船舶推进系统以及系泊平台环境参数检测系统；所述上位机通过通信网络分别与所述锚绞机系统、所述船舶推进系统以及所述系泊平台环境参数检测系统连接。优点为：通过系泊锚‑桨联合协同定位，为海工定位项目带来稳定、高效、节能和低成本优势，推进设备资源利用率高，还减小了系泊设备容量，具有较高的经济和社会效益，对提升海上采油、装卸货等定位项目的竞争力具有重要的现实意义和推广价值。

技术领域

本发明属于船舶与海洋工程技术领域，具体涉及一种船海工程单点系泊锚桨联合协同定位系统及方法。

背景技术

浮式海洋平台/工程船的工作模式多在某一海域长期定位工作，可在小范围内移泊作业，其定位技术及方法非常关键。单点系泊属于浮式海洋平台/工程船定位模式的一种，多应用于FPSO、油轮等可在预定区域内绕定点旋转的场合。

目前，单点系泊模式主要包括系泊(锚泊)定位、DP动力定位以及系泊与DP动力定位相结合的联合定位方式。一般情况下，1500米水深以上采用DP动力定位的较多，1500米水深以内采用系泊定位的较多，1500～3000米水深多采用系泊-DP动力定位联合定位方式。

其中，系泊定位的优点为：定位作业的综合成本低，能耗低；但由于定位铰车和缆绳的强度受限，因此，无法抵抗不同海况及海水腐蚀，在海洋环境条件恶劣或深水条件下不能满足浮式海洋平台/工程船所需的定位精度。而DP动力定位方式虽然可满足恶劣海况下和深水情况下的定位精度要求，但具有高能耗高成本的问题。

而系泊与DP动力定位相结合的联合定位方式，既能在恶劣海况下和深水情况下满足定位精度，又能减少单纯使用DP动力定位产生的高能耗高成本。但DP动力定位是最复杂的动力及控制系统，多应用于高附加值项目；海上石油开采比陆地石油开采的成本已经高出很多，因此，系泊与DP动力定位相结合的联合定位方式，由于成本高以及能耗高等问题，发展仍然受限。

所以，开发出一种结构简单、造价低、易于使用和维护，同时又能够在恶劣海况下和深水情况下满足定位精度需求的定位系统，成为目前亟需解决的事情。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种船海工程单点系泊锚桨联合协同定位系统及方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种船海工程单点系泊锚桨联合协同定位系统，，包括上位机、锚绞机系统、船舶推进系统以及系泊平台环境参数检测系统；所述上位机通过通信网络分别与所述锚绞机系统、所述船舶推进系统以及所述系泊平台环境参数检测系统连接。

优选的，所述系泊平台环境参数检测系统包括：风向检测模块、风速检测模块、风力检测模块、流速检测模块、浪涌计、系泊平台左右摇摆角度检测模块以及系泊平台振荡传感器。

优选的，所述锚绞机系统包括：锚绞机控制系统PLC、锚机电动机、锚铰机、锚链、锚、第一24VDC电源模块、系泊运动控制器、电机供电模块ALM、电机驱动模块PM、电动机编码器模块、电动机编码器、锚绞机编码器模块、锚绞机编码器、张力传感器、垂直向角度传感器、水平向角度传感器、减速器和制动器；

所述锚绞机控制系统PLC通过所述电机驱动模块PM与所述锚机电动机连接，用于控制所述锚机电动机的工作状态；所述锚机电动机的输出端连接到所述锚铰机，用于驱动所述锚铰机进行锚链的伸缩动作；所述锚链的一端缠绕于所述锚铰机，另一端通过所述锚固定到系泊定位点；

电站母线排提供动力电源，其与所述电机供电模块ALM连接，用于向所述电机供电模块ALM提供450V三相交流电；所述电机供电模块ALM将三相交流电变换为700V的直流电，并连接到所述电机驱动模块PM；所述电机驱动模块PM将700V的直流电变换为450VAC供给所述锚机电动机，进而向所述锚机电动机供电；