[发明专利]通过DP-3级动力定位系统实现保障定位作业的方法

摘要

本发明涉及一种DP‑3级动力定位系统及其保障定位作业的方法，该系统包第一、第二控制台和备用控制台；第一、第二RCU和备用RCU；三套传感器；三个控制台分别通过双冗余网络与三个RCU连接；第一、第二RCU、三套传感器分别与第一串口HUB连接，第三传感器和备用RCU与第二串口HUB连接；第一、第二RCU分别连接在主控CAN/CANOpen总线上；备用RCU连接在备用CAN/CANOpen总线上，备用CAN/CANOpen总线与主控CAN/CANOpen总线通过主/备切换开关连接；驱动器分别与主控CAN/CANOpen总线上；以及推进器，与所述驱动器连接。本发明通过合理的结构布置，充分保障了DP‑3级动力定位系统对外部恶劣环境的耐受度和内部数据交换通讯的稳定和冗余，满足国际海事组织对DP‑3级动力定位系统的要求。

主权项

1.一种通过DP‑3级动力定位系统实现保障定位作业的方法，所述DP‑3级动力定位系统包括控制层和设备层；所述控制层包括：第一控制台、第二控制台和设于A60隔离舱室内的备用控制台；双冗余网络，所述三个控制台分别连接在该双冗余网络中；所述设备层包括：第一远程控制单元RCU、第二远程控制单元RCU和设于A60隔离舱室备用远程控制单元RCU；第一传感器、第二传感器和第三传感器；第一串口HUB，三个传感器分别与第一串口HUB连接，第一串口HUB连接还分别与所述第一远程控制单元RCU、第二远程控制单元RCU连接；第二串口HUB，其分别与第三传感器和备用远程控制单元RCU连接；主控CAN/CANOpen总线，所述第一远程控制单元RCU、第二远程控制单元RCU分别连接在该主控CAN/CANOpen总线上；备用CAN/CANOpen总线，所述备用远程控制单元RCU连接在该备用CAN/CANOpen总线上，备用CAN/CANOpen总线与所述主控CAN/CANOpen总线通过主/备切换开关连接；驱动器，连接在所述主控CAN/CANOpen总线上；以及推进器，与所述驱动器连接；所述实现保障定位作业的方法其特征在于，包括：(1)、在未出现任何故障的情况下，船舶进行动力定位作业；操作人员利用第一控制台中的显示终端来获取系统运行信息，通过操控面板向第一远程控制单元RCU发出配置及动力定位作业指令，并指定第一远程控制单元RCU为主RCU；第一控制台通过双冗余网络接收来自于主RCU的实时数据并在显示终端上显示；第一远程控制单元RCU中的上位机通过第一串口HUB中获取三套传感器的实时数据，并基于核心算法计算出实时的推力指令，发送给下位机；下位机收到推力指令会对其进行解析，并将处理后的数据命令通过主控CAN/CANOpen主控总线传输给推进器的驱动器；驱动器驱动推进器动作，从而使得船舶执行动力定位作业指令；同时，第二控制台和第二远程控制单元RCU也处于运行状态，第二远程控制单元中的上位机通过环形同步冗余网络将第一远程控制单元RCU中上位机的运行状态及与数据实时同步给第二远程控制单元RCU，保证第一远程控制单元RCU与第二远程控制单元RCU时刻处于相同的运行状态；(2)、操控层双冗余网络中单网络出现故障时，船舶仍能进行动力定位作业；此时设备层主RCU检测到该故障，将自动切换使用双冗余网络中另一网络与操控层的操控台进行通信，保障动力定位作业时动力定位系统操控层与设备层间的数据链路不中断；(3)、在第一控制台或第一远程控制单元RCU出现故障的情况下，船舶仍能进行动力定位作业；若第一控制台发生故障，操作人员可利用第二控制台或备用控制台中的显示终端来获取系统运行信息，并通过操控面板来发出配置及动力定位作业指令；第二控制台或备用控制台与双冗余网络连接，与设备层的主RCU进行实时传输数据；若第一远程控制单元RCU发生故障，第二远程控制单元RCU中上位机内的故障检测模块将在第一时间检测到第一RCU中的故障，通过操控层双冗余网络，并立即基于环形同步冗余网络同步的第一远程控制单元RCU中的状态及数据，接管第一远程控制单元RCU的工作成为主RCU，并取得主控CAN/CANOpen主控总线的控制权向推进器的驱动器发送控制指令，进而驱动推进器动作，保障动力定位作业的连续顺畅运行；(4)、在第一远程控制单元RCU与第二远程控制单元RCU均出现故障的情况下，船舶仍可进行动力定位作业；发生该种故障后，操作人员可通过操控层的控制台观察到第一远程控制单元RCU与第二远程控制单元RCU均已发生故障，此时立刻将主/备切换开关切换到备用一端，通过备用CAN/CANOpen总线与推进器的驱动器进行通信；备用远程控制单元RCU中的上位机通过双冗余网络与操控层中的控制台进行通信，并通过第二串口HUB获取第三传感器的实时数据，并基于核心算法算出实时的推力指令；下位机收到推力指令会对其进行解析，并将处理后的数据命令通过备用CAN/CANOpen总线传输给推进器的驱动器，使推进器动作，从而保障动力定位作业的连续顺畅运行；(5)、在供电网络发生故障的情况下，船舶仍可进行动力定位作业；发生该种故障后，UPS会自动对处于工作状态中的远程控制单元RCU进行供电，保持整个DP系统的正常运行。