DYNAMIC POSITIONING (DP) VESSEL

Dynamic positioning (DP) adalah suatu sistem dikendalikan komputer untuk secara otomatis menjaga suatu posisi kapal dan pos dengan menggunakan baling-baling sendiri dan pendorong.

Posisi sensor referensi, dikombinasikan dengan sensor angin, sensor gerak dan kompas giro, memberikan informasi ke komputer yang berkaitan dengan posisi kapal dan besar dan arah kekuatan lingkungan yang mempengaruhi posisinya. Contoh jenis kapal yang mempekerjakan DP termasuk tetapi tidak terbatas pada kapal dan semi-submersible Mobile Offshore Drilling Unit (MODU).

Program komputer berisi model matematika dari kapal yang mencakup informasi yang berkaitan dengan angin dan tarik saat kapal dan lokasi pendorong. Pengetahuan ini, dikombinasikan dengan informasi sensor, memungkinkan komputer untuk menghitung diperlukan sudut kemudi dan output thruster pendorong untuk setiap. Hal ini memungkinkan operasi di laut dimana mooring atau penahan yang tidak layak karena air dalam, kemacetan di dasar laut (pipa, template) atau masalah lainnya.

Dynamic positioning mungkin baik absolut dalam posisi terkunci ke sebuah titik tetap di atas bagian bawah, atau relatif ke objek bergerak seperti kapal lain atau kendaraan bawah air. Satu juga mungkin posisi kapal dengan sudut yang menguntungkan terhadap angin, gelombang dan arus, weathervaning disebut.

Dynamic positioning banyak digunakan dalam industri minyak lepas pantai, misalnya di Laut Utara, Teluk Persia, Teluk Meksiko, Afrika Barat dan di luar Brasil. Saat ini ada lebih dari 1000 DP kapal.

Sejarah

posisi Dinamis dimulai pada tahun 1960 untuk pengeboran lepas pantai. Dengan pengeboran yang pernah pindah ke perairan lebih dalam, tongkang Jack-up tidak dapat digunakan lagi dan penahan menjadi kurang ekonomis.

Pada tahun 1961, drillship menyumpahi 1 dilengkapi dengan empat baling-baling steerable, dalam upaya untuk bor Moho pertama dengan baik. Mungkin untuk menjaga kapal dalam posisi di atas kaya La Jolla, California, pada kedalaman 948 meter dari.

Setelah ini, lepas pantai Guadalupe, Meksiko, lima lubang dibor, yang terdalam di 183 m (601 ft) di bawah dasar laut di 3.500 m (11.700 ft) air, dengan tetap menjaga posisi dalam radius 180 meter. Posisi kapal ditentukan oleh radar mulai untuk pelampung dan sonar bawah laut mulai dari beacon.

Sedangkan menyumpahi 1 disimpan di posisi manual, kemudian pada tahun yang sama, Shell meluncurkan Eureka kapal pengeboran yang memiliki sistem kontrol analog dihubungkan dengan kawat tegang, sehingga yang benar pertama DP kapal.

Sementara DP pertama kapal telah controller analog dan tidak memiliki redundansi, sejak itu perbaikan besar telah dibuat. Selain itu, DP saat ini tidak hanya digunakan dalam industri minyak, tetapi juga di berbagai jenis kapal. Selain itu, DP tidak terbatas untuk mempertahankan posisi tetap lagi. Salah satu kemungkinan adalah berlayar sebuah lagu yang tepat, berguna untuk cablelay, Submersible, survei dan tugas lainnya.

Keuntungan

* Manoeuvring sangat bagus; mudah untuk mengubah posisi. 

* Tidak ada penanganan jangkar kapal tunda diperlukan.

* Tidak tergantung pada waterdepth.

* Quick set-up.

* Tidak dibatasi oleh terhambat dasar laut.

Kerugian

# Kompleks sistem dengan pendorong, generator ekstra dan pengontrol.

# Awal biaya Tinggi instalasi.

# Tinggi biaya bahan bakar.

# Kemungkinan menjalankan posisi off oleh kegagalan sistem atau pemadaman.

# Underwater bahaya dari pendorong bagi para penyelam dan ROVs.

# Tinggi pemeliharaan sistem mekanis

Persyaratan Sebuah kapal yang akan digunakan untuk DP membutuhkan:

* Untuk mempertahankan posisi dan pos, pertama-tama posisi dan pos perlu diketahui.

* Komputer kontrol untuk menghitung tindakan pengendalian yang diperlukan untuk mempertahankan posisi dan posisi yang tepat untuk kesalahan.

elemen dorong * untuk menerapkan kekuatan untuk kapal sebagai dituntut oleh sistem kontrol.

Untuk sebagian besar aplikasi, sistem referensi posisi dan mendorong elemen harus dipertimbangkan ketika mendesain suatu kapal DP. Secara khusus, untuk kontrol yang baik posisi dalam cuaca buruk, kemampuan dorong kapal dalam tiga sumbu harus cukup. Produsen utama sistem DP adalah Kongsberg Maritim, Converteam (sebelumnya bagian dari Alstom), L-3 Communications (sebelumnya Nautronix), Rolls-Royce Kelautan, Teknologi Kelautan dan Rekayasa Navis Oy. 

Referensi system

Blok diagram sistem control

Pada awal pengendali PID yang digunakan dan saat ini masih digunakan dalam sistem DP lebih sederhana. Tapi pengendali modern menggunakan model matematika dari kapal yang didasarkan pada deskripsi hidrodinamika dan aerodinamika tentang beberapa karakteristik kapal seperti massa dan tarik. 

Tentu saja, model ini tidak sepenuhnya benar. Posisi kapal dan pos yang dimasukkan ke dalam sistem dan dibandingkan dengan prediksi yang dibuat oleh model. Perbedaan ini akan digunakan untuk memperbarui model dengan menggunakan teknik Filter Kalman. Untuk alasan ini, model ini juga memiliki masukan dari windsensors dan umpan balik dari pendorong. 

Metode ini bahkan memungkinkan tidak memiliki masukan dari PRS selama beberapa waktu, tergantung pada kualitas dari model dan cuaca.

Power dan sistem propulsi

Untuk mempertahankan posisi azimut pendorong (L-drive atau Z-drive), azipods, busur pendorong, pendorong keras, jet air, kemudi dan propellors digunakan. DP kapal biasanya setidaknya sebagian diesel-listrik, karena hal ini memungkinkan lebih fleksibel set-up dan lebih mampu menangani perubahan besar dalam permintaan listrik, khas untuk operasi DP.

Set-up tergantung pada kelas DP kapal. Sebuah Kelas 1 dapat relatif sederhana, sedangkan sistem kapal 3 Kelas cukup kompleks.

Pada kelas 2 dan 3 kapal, semua komputer dan sistem rujukan harus didukung melalui UPS.

Redundansi adalah kemampuan untuk mengatasi kegagalan tunggal tanpa kehilangan posisi. Kegagalan tunggal dapat, antara lain:

• Thruster failure

• Generator failure

• Powerbus failure (when generators are combined on one powerbus)

• Control computer failure

• Position reference system failure

• Reference system failure

\DP Operator

DP operator (DPO) hakim apakah ada cukup redundansi tersedia di setiap saat operasi. IMO mengeluarkan MSC/Circ.738 (Pedoman untuk sistem penentuan posisi dinamis (DP) pelatihan operator) pada 24-06-1996. Ini mengacu pada IMCA (International Marine Asosiasi Kontraktor) M 117 [8] standar yang dapat diterima sebagai.

Untuk memenuhi syarat sebagai operator DP jalan berikut harus diikuti:

1. kursus DP Induksi

2. minimal 30 hari berlayar di laut DP pengenalan

3. sebuah program DP Advanced

4. minimal 6 bulan watchkeeping di kapal DP

5. pernyataan kesesuaian oleh master sebuah kapal DP

Pelatihan DP dan skema Sertifikasi dioperasikan oleh Nautical Institute (NI). The logbooks masalah NI untuk trainee, mereka akreditasi pusat-pusat pelatihan dan kontrol penerbitan sertifikasi.

Dengan kapal DP dan dengan semakin meningkatnya permintaan tenaga kerja, posisi DPO adalah mendapatkan menonjol meningkat. Pergeseran lanskap ini menyebabkan pembuatan The International Dynamic Positioning Operators Association (IDPOA) tahun 2009. www.dpoperators.org

IDPOA keanggotaan terdiri dari DPO bersertifikat itu yang memenuhi syarat untuk persekutuan (fDPO), sedangkan Anggota (mDPO) adalah mereka dengan pengalaman yang sudah DP atau mungkin bekerja dalam skema sertifikasi DP.

Sistem posisi dinamis controller

Controller sistem penentuan posisi dinamis menghitung gaya yang dihasilkan akan diberikan oleh pendorong / baling-baling agar kapal tetap di stasiun. Di stasiun-menjaga operasi, Controller K-Pos dapat bekerja pada beberapa mode berikut, semua dengan karakteristik khusus:

Presisi Tinggi kontrol: Presisi Tinggi positioning sistem kontrol dinamis menyediakan stasiun menjaga akurasi tinggi dalam berbagai kondisi cuaca dengan mengorbankan konsumsi daya dan paparan keausan mesin dan pendorong.

Santai kontrol: control sistem penentuan posisi dinamis Santai menggunakan pendorong lebih lancar, dengan mengorbankan stasiun-menjaga akurasi. Namun, jenis kontrol tidak dapat menjamin bahwa kapal tersebut akan tinggal di wilayah operasional, dan terutama berlaku untuk kondisi cuaca tenang.

Green DP kontrol ®: The Green DP ® posisi kontrol sistem dinamik menggunakan teknologi kontrol yang sangat berbeda, disebut non-linear Model Predictive Control, yang dioptimalkan untuk wilayah yang tepat sesuai dengan konsumsi daya yang minimum. Green DP ® kendali berlaku di segala kondisi cuaca. Transisi antara modus posisi K-Pos kontroler sistem dinamik adalah bumpless.

Berdiri sendiri atau terintegrasi system

Dasar kekuatan dan gerakan

Sebuah kapal berlayar di laut adalah tunduk pada kekuatan angin, gelombang dan arus dan yang dihasilkan oleh sistem propulsi. Dalam positioning system dinamis tanggapan terhadap kekuatan-kekuatan dalam hal perubahan posisi pos dan kecepatan, diukur oleh sistem posisi-referensi, gyrocompass dan sensor referensi vertikal. Sistem posisi dinamis menghitung bahwa kekuatan pendorong harus menghasilkan untuk mengontrol gerak kapal.

kapal dianggap telah enam derajat kebebasan dalam geraknya. Tiga ini melibatkan terjemahan:

* Surge (maju / terbelakang)

* Sway (kanan / port)

* Heave (atas / bawah)

Tiga lainnya adalah rotasi:

* Roll (sumbu rotasi gelombang)

* Pitch (bergoyang sumbu rotasi)

* Yaw (rotasi sumbu heave)

Dynamic positioning - DP sistem prihatin terutama dengan kontrol kapal di bidang horizontal, yaitu gelombang tiga sumbu, ayun dan yaw.

controllable pitch propeller

Sebuah baling-baling lapangan dikontrol (CPP) atau baling-baling pitch variabel adalah tipe khusus dari baling-baling dengan bilah yang dapat diputar di sekitar sumbu panjang mereka untuk mengubah pendekatan mereka. Jika lapangan dapat diatur ke nilai negatif, baling-baling reversibel juga dapat menciptakan daya dorong reverse untuk pengereman atau pergi ke belakang tanpa perlu mengubah arah putaran poros.

baling-baling lapangan dikontrol (CPP) untuk sistem penggerak laut telah dirancang untuk memberikan efisiensi pendorong tertinggi untuk setiap kecepatan dan kondisi beban. Ketika kapal tersebut penuh dengan muatan penggerak dibutuhkan pada kapal tertentu kecepatan jauh lebih tinggi daripada ketika kapal tersebut kosong. Dengan menyesuaikan pitch pisau, efisiensi optimum bisa diperoleh dan bahan bakar dapat disimpan. 

Juga, baling-baling lapangan dikontrol memiliki baling-baling ""-sikap, yang berguna dengan berlayar gabungan / kapal bermotor sikap ini memberikan tahan air setidaknya ketika tidak menggunakan baling-baling tertentu (misalnya bila layar yang digunakan sebagai gantinya).

Meskipun benar bahwa baling-baling pitch tetap (FPP) dapat lebih efisien daripada baling-baling lapangan dikontrol, itu hanya bisa jadi pada satu kecepatan rotasi dan kondisi beban yang dirancang. Pada satu kecepatan rotasi dan beban, ia mampu menyerap segala daya yang dapat menghasilkan mesin. 

Pada setiap kecepatan rotasi lainnya, atau pembebanan kapal lain, FPP tidak bisa, baik yang di atas atau di bawah bernada melengking. Sebuah baling-baling berukuran lapangan dikontrol dengan benar bisa efisien untuk berbagai kecepatan rotasi, karena lapangan dapat disesuaikan untuk menyerap semua kekuatan mesin yang mampu berproduksi pada hampir semua kecepatan rotasi.

CPP juga meningkatkan manuver kapal. Ketika manuver kapal keuntungan dari CPP adalah perubahan cepat ke arah propulsi. Arah dorong dapat berubah tanpa memperlambat baling-baling dan tergantung pada ukuran dari CPP dapat diubah dalam sekitar 15 sampai 40 detik. The manuvernya meningkat dapat menghilangkan kebutuhan untuk docking kapal tunda sementara berlabuh.

Sebuah gigi mundur atau mesin reversibel tidak diperlukan lagi, menghemat uang untuk menginstal dan layanan komponen ini. Tergantung pada kecepatan rotasi mesin utama dan ukuran CPP, sebuah gigi pengurangan masih mungkin diperlukan. Sebuah CPP tidak memerlukan sistem hidrolik untuk mengontrol posisi pisau. Sebuah CPP tidak menghasilkan lebih atau kurang mengenakan atau stres pada poros baling-baling atau penggerak mesin daripada FPP. Oleh karena ini tidak akan menjadi argumen untuk memilih antara FPP atau CPP.

Kebanyakan kapal-kapal yang tidak akan mengambil CPP adalah kapal besar yang membuat perjalanan panjang di layanan kecepatan, konstan misalnya tanker minyak mentah atau kapal kontainer terbesar yang memiliki begitu banyak kekuasaan bahwa CPP belum dirancang untuk mereka. Sebuah CPP sebagian besar dapat ditemukan di pelabuhan atau laut-pergi kapal tunda, kapal keruk, kapal pesiar, feri dan kapal kargo yang berlayar ke pelabuhan-pelabuhan dengan terbatas atau tidak ada bantuan menarik.

Sumber :  www.maritimeworld.web.id