KONGSBERG Seatex DPS 112（部件号 G205 – 19 01）技术参数与数据表中文介绍

一、产品概述

KONGSBERG Seatex DPS 112（部件号 G205 – 19 01）是一款高性能的动态定位系统（Dynamic Positioning System）。动态定位系统在海洋工程领域发挥着关键作用，它能够使船舶或海上平台在无需抛锚的情况下，精确地保持在预定的位置和航向上，抵御风、浪、流等环境力的影响。DPS 112 凭借其先进的技术和可靠的性能，广泛应用于海洋石油开采、海上风电安装、海洋科考、海底电缆铺设等多种海上作业场景。

二、技术参数

（一）定位精度

1. 水平定位精度
   • 在良好的环境条件下（如海况相对平稳、信号接收良好等），DPS 112 能够实现极高的水平定位精度，通常可达到厘米级。例如，在开阔海域且无强干扰的情况下，水平定位误差可控制在 ±5 厘米以内。这使得船舶在进行高精度的海上作业，如海底管道对接、海上平台安装等时，能够准确地保持位置，确保作业的顺利进行。
2. 垂直定位精度
   • 垂直定位精度同样出色，一般可达到 ±10 厘米左右。在一些对垂直位置要求较高的作业中，如海底地形测量、海上钻井平台的升降操作等，该系统能够提供精确的垂直位置信息，帮助操作人员准确控制船舶或平台的垂直运动。

（二）传感器集成

1. 全球导航卫星系统（GNSS）接收器
   • 支持多种 GNSS 系统，包括 GPS（全球定位系统）、GLONASS（俄罗斯全球导航卫星系统）、Galileo（欧洲伽利略导航卫星系统）和 BeiDou（中国北斗导航卫星系统）等。通过同时接收多个卫星系统的信号，提高了定位的可靠性和精度，尤其是在部分卫星信号被遮挡或干扰的情况下，仍能保持良好的定位性能。
   • 接收器能够跟踪多颗卫星，一般可同时跟踪不少于 20 颗卫星，确保在各种复杂的海洋环境下都能获得足够的卫星信号用于定位计算。
2. 惯性测量单元（IMU）
   • 集成了高精度的加速度计和陀螺仪，能够实时测量船舶的加速度和角速度信息。IMU 的采样频率较高，通常可达 200Hz 或更高，能够快速捕捉船舶的运动状态变化，为动态定位算法提供准确的数据支持。
   • 其测量范围和精度能够满足海洋工程作业的需求，加速度计的测量范围可根据实际作业情况进行配置，一般可达到 ±10g（g 为重力加速度），精度可达 0.001g；陀螺仪的测量范围可达 ±300°/s，精度可达 0.001°/s。
3. 风传感器
   • 配备了风速和风向传感器，能够实时测量船舶周围的海上风况。风速测量范围一般为 0 – 60m/s，精度可达 ±0.5m/s；风向测量范围为 0 – 360°，精度可达 ±1°。准确的风况信息对于动态定位系统计算环境力（如风力）对船舶的影响至关重要，有助于系统更精确地控制船舶的位置和航向。
4. 张紧传感器（可选）
   • 在一些需要使用锚链或缆绳进行辅助定位的作业中，可配备张紧传感器。该传感器能够实时测量锚链或缆绳的张力，测量范围可根据实际需求进行选择，一般可达数吨甚至数十吨，精度可达 ±1%FS（FS 为满量程）。通过监测张力信息，动态定位系统可以更好地调整船舶的位置和姿态，确保锚链或缆绳的安全使用。

（三）控制性能

1. 控制算法
   • 采用先进的动态定位控制算法，能够实时计算船舶所受到的环境力（风、浪、流等）和推进器的推力，并根据预设的位置和航向目标，快速、准确地调整推进器的输出，使船舶保持在稳定的位置和航向上。
   • 控制算法具有自适应能力，能够根据不同的海况和船舶运动状态自动调整控制参数，提高系统的控制效果和稳定性。例如，在海况较差时，算法会自动增加控制增益，使船舶能够更快速地响应环境力的变化，保持位置稳定。
2. 响应时间
   • 系统具有快速的响应时间，从检测到船舶位置或航向偏差到推进器开始调整输出，一般在 1 秒以内。快速的响应能力使得船舶能够在环境力发生变化时及时做出调整，减少位置偏差，提高作业的安全性和效率。
3. 推力分配
   • 能够根据船舶的推进器配置和当前作业需求，合理分配推力。对于多推进器船舶，系统可以优化推力分配方案，使各个推进器协同工作，实现最佳的定位效果，同时减少能源消耗和推进器的磨损。例如，在船舶进行回转操作时，系统会根据回转半径和速度要求，精确分配各个推进器的推力和方向，确保船舶能够平稳、快速地完成回转动作。

（四）通信接口

1. 内部通信
   • 采用高速、可靠的内部通信网络，实现各个传感器、控制器和显示单元之间的数据传输。通信协议通常采用工业标准协议，如 Ethernet、CANbus 等，确保数据传输的实时性和准确性。
   • 内部通信网络的带宽能够满足大量数据的传输需求，例如，Ethernet 接口的传输速率可达 100Mbps 或更高，能够快速传输传感器数据、控制指令和状态信息等。
2. 外部通信
   • 提供多种外部通信接口，方便与其他船舶系统或外部设备进行数据交互。常见的外部通信接口包括 RS422、RS485、以太网等。通过这些接口，DPS 112 可以与船舶的导航系统、动力定位监控系统、作业控制系统等进行连接，实现数据共享和协同工作。
   • 支持多种通信协议，如 NMEA 0183、NMEA 2000 等，便于与不同厂家生产的设备进行集成。例如，通过 NMEA 0183 协议，可以将动态定位系统的位置信息传输到船舶的导航显示器上，供操作人员参考。

（五）环境适应性

1. 工作温度范围
   • 能够在较宽的温度范围内正常工作，一般工作温度范围为 -20℃至 +55℃。这使得该系统能够适应不同海域的气候条件，无论是在寒冷的北极海域还是炎热的热带海域，都能稳定可靠地运行。
2. 防护等级
   • 系统的主要设备具有较高的防护等级，通常达到 IP56 或更高。IP56 防护等级表示设备能够防止灰尘进入，并且能够承受来自各个方向的强力喷水而不受损坏。这在一定程度上保护了设备内部的电子元件免受海洋环境的侵蚀，提高了系统的可靠性和使用寿命。
3. 抗振动和抗冲击能力
   • 考虑到海洋环境的复杂性，DPS 112 具有良好的抗振动和抗冲击能力。设备在设计和制造过程中采用了特殊的结构和材料，能够承受船舶在航行和作业过程中产生的振动和冲击，确保传感器和电子元件的正常工作。例如，系统能够承受振动频率为 5 – 2000Hz、加速度为 5g 的振动环境，以及一定程度的冲击载荷。

三、功能特点

（一）用户友好界面

提供直观、易用的操作界面，操作人员可以通过触摸屏或键盘鼠标等方式进行系统设置、操作和监控。界面上实时显示船舶的位置、航向、速度、环境参数等信息，以及动态定位系统的工作状态和报警信息。同时，系统还支持多种语言显示，方便不同国家和地区的操作人员使用。

（二）故障诊断与容错能力

具备完善的故障诊断功能，能够实时监测系统各个部件的工作状态，及时发现并报警潜在的故障。当某个传感器或设备出现故障时，系统能够自动切换到备用模式或采用冗余数据进行计算，确保动态定位功能的连续性和可靠性。例如，如果其中一个 GNSS 接收器出现故障，系统会自动使用其他正常的接收器数据进行定位计算，同时发出故障报警信息，提醒操作人员进行维修。

（三）数据记录与分析

系统能够对船舶的位置、航向、环境参数、推进器输出等数据进行实时记录，记录时间间隔可根据用户需求进行设置，一般可设置为每秒记录一次或更短时间。记录的数据可以存储在系统的硬盘或外部存储设备中，方便后续进行数据分析和作业回顾。通过对历史数据的分析，操作人员可以了解船舶在不同海况下的运动特性，优化动态定位策略，提高作业效率和安全性。

（四）可扩展性

DPS 112 具有良好的可扩展性，用户可以根据实际作业需求，方便地添加或更换传感器、控制器等设备，扩展系统的功能。例如，如果需要增加对船舶横摇、纵摇等姿态的监测，可以添加相应的姿态传感器，并将其集成到动态定位系统中。