CN210212671U - 船海工程单点系泊锚桨联合定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种船海工程单点系泊锚桨联合定位系统，船海工程单点系泊锚桨联合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。

Description

船海工程单点系泊锚桨联合定位系统

技术领域

本实用新型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定位系统。

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。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种船海工程单点系泊锚桨联合定位系统，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种船海工程单点系泊锚桨联合定位系统，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；

其中，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、电机驱动器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通过所述电机驱动器PM与所述锚机电动机连接；所述锚机电动机的输出端连接到所述锚铰机；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器PM；所述电机驱动器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；

外部110V交流电连接到所述第一24VDC电源模块，所述第一24VDC电源模块将110V交流电变换为24V直流电，并向所述锚绞机系统的除所述锚机电动机之外的其他设备模块供电；

所述电动机编码器通过所述电动机编码器模块，连接到所述锚绞机控制系统PLC；

所述锚绞机编码器通过所述锚绞机编码器模块，连接到所述锚绞机控制系统PLC；

所述张力传感器安装在所述锚铰机的四个固定地脚中对角线上的两个地脚螺栓处，所述张力传感器的输出端连接到所述锚绞机控制系统PLC；

所述垂直向角度传感器和所述水平向角度传感器的输出端直接连接到所述锚绞机控制系统PLC；

所述减速器，安装于所述锚机电动机和所述锚铰机之间；

所述制动器安装于所述锚铰机的控制端；

所述船舶推进系统包括：船舶推进控制系统PLC、船舶推进力调整设备以及船舶推进方向调整设备；所述船舶推进控制系统PLC分别与所述船舶推进力调整设备以及所述船舶推进方向调整设备连接。

优选的，所述船舶推进力调整设备为推进电机以及螺旋桨，所述推进电机的输出端与所述螺旋桨连接；或者，为柴油机以及螺旋桨；所述柴油机的输出端与所述螺旋桨连接；

所述船舶推进方向调整设备为回转电机；或者，为舵机系统以及舵叶，所述舵机系统的输出端与所述舵叶连接。

优选的，所述船舶推进系统包括吊舱推进系统、电机直驱型推进系统和柴油机推进系统。

优选的，所述吊舱推进系统包括：电力推进控制系统PLC、电力推进控制器、第二24VDC电源模块、推进供电模块ALM、推进驱动器PM、回转驱动器PM、推进电机编码器模块、回转电机编码器模块、回转电机、回转电机编码器、推进电机、推进电机编码器、推进电机输出轴扭矩传感器和螺旋桨；

所述电力推进控制系统PLC通过所述推进驱动器PM与所述推进电机连接；所述推进电机的输出端连接到所述螺旋桨；

所述电力推进控制系统PLC通过所述回转驱动器PM与所述回转电机连接；

电站母线排提供动力电源，其与所述推进供电模块ALM连接，用于向所述推进供电模块ALM提供450V三相交流电；所述推进供电模块ALM三相交流电变换为700V的直流电，并分别连接到所述推进驱动器PM和所述回转驱动器PM；所述推进驱动器PM将700V的直流电变换为450V直流电供给所述推进电机，进而向所述推进电机供电；所述回转驱动器PM将700V的直流电变换为450V直流电供给所述回转电机，进而向所述回转电机供电；

外部110V交流电连接到所述第二24VDC电源模块，所述第二24VDC电源模块将110V交流电变换为24V直流电，并向所述吊舱推进系统的除所述回转电机和所述推进电机之外的其他设备模块供电；

所述推进电机编码器通过所述推进电机编码器模块，连接到所述电力推进控制系统PLC；

所述回转电机编码器通过所述回转电机编码器模块，连接到所述电力推进控制系统PLC；

所述推进电机输出轴扭矩传感器的输出端连接到所述电力推进控制系统 PLC。

优选的，所述电机直驱型推进系统包括：电力推进控制系统PLC、电力推进控制器、第二24VDC电源模块、推进供电模块ALM、推进驱动器PM、推进电机编码器模块、推进电机、推进电机编码器、推进电机输出轴扭矩传感器、螺旋桨、舵机系统和舵叶；

所述电力推进控制系统PLC通过所述推进驱动器PM与所述推进电机连接；所述推进电机的输出端连接到所述螺旋桨；

电站母线排提供动力电源，其与所述推进供电模块ALM连接，用于向所述推进供电模块ALM提供450V三相交流电；所述推进供电模块ALM三相交流电变换为700V的直流电，并连接到所述推进驱动器PM；所述推进驱动器PM将700V 的直流电变换为450V直流电供给所述推进电机，进而向所述推进电机供电；外部110V交流电连接到所述第二24VDC电源模块，所述第二24VDC电源模块将 110V交流电变换为24V直流电，并向所述电机直驱型推进系统的除所述推进电机之外的其他设备模块供电；

所述推进电机编码器通过所述推进电机编码器模块，连接到所述电力推进控制系统PLC；

所述推进电机输出轴扭矩传感器直接连接到所述电力推进控制系统PLC；

所述电力推进控制系统PLC通过所述舵机系统和舵叶连接。

优选的，所述柴油机推进系统包括柴油机推进控制系统PLC、柴油机、螺旋桨、舵机控制系统和舵叶；

所述柴油机推进控制系统PLC通过所述柴油机与所述螺旋桨连接；

所述柴油机推进控制系统PLC通过所述舵机控制系统与所述舵叶连接。

本实用新型提供的船海工程单点系泊锚桨联合定位系统具有以下优点：

本实用新型提供一种船海工程单点系泊锚桨联合定位系统，上位机分别与锚绞机系统和船舶推进系统连接，形成网络拓扑架构，通过该网络拓扑架构，当锚绞机系统的锚链将要达到破断力时，启动船舶推进系统抵御风浪流载荷，通过锚绞机系统和船舶推进系统的共同作用，实现单点系泊定位，因此，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。

附图说明

图1为本实用新型提供的船海工程单点系泊锚桨联合定位系统的布置方式图；

图2为本实用新型提供的吊舱推进系统的原理图；

图3为本实用新型提供的电机直驱型推进系统的原理图；

图4为本实用新型提供的柴油机推进系统的原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

海洋工程工作模式多在某一海域长期定点作业型项目，选用最合适的定位方案非常关键。现有的主要定位模式主要存在以下主要问题：

(1)、DP动力定位系统需要多个推进器同步协调持续运转，能耗大，所需的电站容量也大。

(2)、DP动力定位系统初始投资高、设备昂贵，其总成本与水深无关。

(3)、DP动力定位系统运营、管理及维护的成本很高。

(4)、系泊定位系统主要承受风浪流载荷，应力不能超过系泊缆(链)的破断力，为此使系泊设备的功率、尺寸和强度进一步加大，造成甲板负荷大、成本很高。

(5)、推进系统仅在航行和移泊起作用，定位中尚未应用，导致推进器功能没有充分发挥及资源浪费。

具有自航能力的海洋平台和工程船采用系泊定位时，其推进器不参与定位工作，仅仅用于航行和移泊，其定位仅靠系泊系统来完成的，这导致推进器的作用没有充分发挥出来，系泊系统因选大而造成投资高。

(6)、系泊系统与推进系统的作用机制缺少应用性研究。

针对上述问题，本实用新型提供一种船海工程单点系泊锚桨联合定位系统，通过系泊锚-桨联合定位，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。

具体的，本实用新型解决单独采用DP动力定位具有的能耗大、投资高、运营成本高的难题，解决单独采用系泊定位具有的难以抵御恶劣海况的难题，解决推进系统在系泊定位中如何发挥作用的问题，解决系泊(锚泊)定位与推进器 (桨)联动协调的技术难点。

本实用新型具有以下优点：

(1)、系泊定位系统与推进系统联动，相互协调作用，提高定位精度和抵御恶劣海况能力。

(2)、系泊定位控制系统与推进控制系统采用统一的总线系统、灵活的拓扑结构。

(3)、推进系统在平面上进行辅助定位，可减轻系泊定位系统所承受的风浪流载荷。

(4)、系泊定位系统与推进系统联合可提升海洋平台和工程船的移泊效率。

(5)、推进系统辅助作用于系泊定位系统，减轻了绞锚机功率，由此减小了电站容量，降低成本，节能减排效果显著。

本实用新型提供一种船海工程单点系泊锚桨联合定位系统，如图1所示，为船海工程单点系泊锚桨联合定位系统的布置简图，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。本实用新型为一种单点系泊定位系统，因此，平台上只安装一个锚链和一个推进器。锚链对应锚绞机系统，实现系泊主要定位；推进器对应船舶推进系统，实现辅助定位。

下面分别对系泊平台环境参数检测系统、锚绞机系统、船舶推进系统详细介绍：

(一)系泊平台环境参数检测系统

系泊平台环境参数检测系统用于检测系泊平台环境参数，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。

(二)锚绞机系统

参考图2-图4，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、电机驱动器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；其中，系泊运动控制器为可控整流-逆变系泊运动控制器。电机供电模块 ALM为有源前端可控整流的系泊电机供电模块ALM。

所述锚绞机控制系统PLC通过所述电机驱动器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器PM；所述电机驱动器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；

外部110V交流电连接到所述第一24VDC电源模块，所述第一24VDC电源模块将110V交流电变换为24V直流电，并向所述锚绞机系统的除所述锚机电动机之外的其他设备模块供电；

所述电动机编码器用于检测所述锚机电动机的转角和转速，并发送给所述电动机编码器模块，经所述电动机编码器模块处理后，上传给所述锚绞机控制系统PLC；

所述锚绞机编码器用于检测所述锚铰机的转角和转速，并发送给所述锚绞机编码器模块，经所述锚绞机编码器模块处理后，上传给所述锚绞机控制系统 PLC；

所述张力传感器安装在所述锚铰机的四个固定地脚中对角线上的两个地脚螺栓处，用于实时检测所述锚链的锚链张力，并直接传输给所述锚绞机控制系统PLC；

所述垂直向角度传感器用于实时检测锚链与垂直方向的夹角，并直接传输给所述锚绞机控制系统PLC；

所述水平向角度传感器用于实时检测锚链水平方向与船艏向的夹角，并直接传输给所述锚绞机控制系统PLC；

所述减速器，安装于所述锚机电动机和所述锚铰机之间，用于保证锚绞机所需的低速大转矩；

所述制动器安装于所述锚铰机的控制端，用于制动刹车，防止锚链的长度和张力滑动。

(三)船舶推进系统

所述船舶推进系统包括：船舶推进控制系统PLC、船舶推进力调整设备以及船舶推进方向调整设备；所述船舶推进控制系统PLC分别与所述船舶推进力调整设备以及所述船舶推进方向调整设备连接。其中，所述船舶推进力调整设备为推进电机以及螺旋桨，所述推进电机的输出端与所述螺旋桨连接；或者，为柴油机以及螺旋桨；所述柴油机的输出端与所述螺旋桨连接；

所述船舶推进方向调整设备为回转电机；或者，为舵机系统以及舵叶，所述舵机系统的输出端与所述舵叶连接。

按推进器类型分为单点系泊锚-桨联合吊舱推进型定位系统、单点系泊锚- 桨联合电机直驱型定位系统和单点系泊锚-桨联合柴油机推进型定位系统三种，共同点是上位计算机经以太网联接锚绞机控制系统和推进控制系统，PLC+运动控制系统经现场总线联接在一起。锚机电动机和锚绞机组成系泊系统，推进电机或柴油机、螺旋桨、回转电机或舵机构成推进系统。

(1)吊舱推进系统

参考图2，所述吊舱推进系统包括：电力推进控制系统PLC、电力推进控制器、第二24VDC电源模块、有源前端可控整流的推进供电模块ALM、推进驱动器PM、回转驱动器PM、推进电机编码器模块、回转电机编码器模块、回转电机、回转电机编码器、推进电机、推进电机编码器、推进电机输出轴扭矩传感器和螺旋桨；

所述电力推进控制系统PLC通过所述推进驱动器PM与所述推进电机连接，用于控制所述推进电机的工作状态；所述推进电机的输出端连接到所述螺旋桨，用于控制所述螺旋桨旋转速度；

所述电力推进控制系统PLC通过所述回转驱动器PM与所述回转电机连接，用于控制所述回转电机的工作状态，进而调整平台方向；

电站母线排提供动力电源，其与所述推进供电模块ALM连接，用于向所述推进供电模块ALM提供450V三相交流电；所述推进供电模块ALM三相交流电变换为700V的直流电，并分别连接到所述推进驱动器PM和所述回转驱动器PM；所述推进驱动器PM将700V的直流电变换为450V直流电供给所述推进电机，进而向所述推进电机供电；所述回转驱动器PM将700V的直流电变换为450V直流电供给所述回转电机，进而向所述回转电机供电；

外部110V交流电连接到所述第二24VDC电源模块，所述第二24VDC电源模块将110V交流电变换为24V直流电，并向所述吊舱推进系统的除所述回转电机和所述推进电机之外的其他设备模块供电；

所述推进电机编码器，用于检测所述推进电机的转角和转速，并发送给所述推进电机编码器模块，经所述推进电机编码器模块处理后，上传给所述电力推进控制系统PLC；

所述回转电机编码器，用于检测所述回转电机的转角和转速，并发送给所述回转电机编码器模块，经所述回转电机编码器模块处理后，上传给所述电力推进控制系统PLC；

所述推进电机输出轴扭矩传感器，用于检测所述推进电机输出轴的扭矩值，并直接上传给所述电力推进控制系统PLC。

(2)电机直驱型推进系统

参考图3，所述电机直驱型推进系统包括：电力推进控制系统PLC、电力推进控制器、第二24VDC电源模块、有源前端可控整流的推进供电模块ALM、推进驱动器PM、推进电机编码器模块、推进电机、推进电机编码器、推进电机输出轴扭矩传感器、螺旋桨、舵机系统和舵叶；

所述电力推进控制系统PLC通过所述推进驱动器PM与所述推进电机连接，用于控制所述推进电机的工作状态；所述推进电机的输出端连接到所述螺旋桨，用于控制所述螺旋桨旋转速度；

电站母线排提供动力电源，其与所述推进供电模块ALM连接，用于向所述推进供电模块ALM提供450V三相交流电；所述推进供电模块ALM三相交流电变换为700V的直流电，并连接到所述推进驱动器PM；所述推进驱动器PM将700V 的直流电变换为450V直流电供给所述推进电机，进而向所述推进电机供电；外部110V交流电连接到所述第二24VDC电源模块，所述第二24VDC电源模块将 110V交流电变换为24V直流电，并向所述电机直驱型推进系统的除所述推进电机之外的其他设备模块供电；

所述推进电机编码器，用于检测所述推进电机的转角和转速，并发送给所述推进电机编码器模块，经所述推进电机编码器模块处理后，上传给所述电力推进控制系统PLC；

所述推进电机输出轴扭矩传感器，用于检测所述推进电机输出轴的扭矩值，并直接上传给所述电力推进控制系统PLC；

所述电力推进控制系统PLC通过所述舵机系统和舵叶连接，进而控制推进方向。

(3)柴油机推进系统

参考图4，所述柴油机推进系统包括柴油机推进控制系统PLC、柴油机、螺旋桨、舵机控制系统和舵叶；

所述柴油机推进控制系统PLC通过所述柴油机与所述螺旋桨连接，进而控制所述螺旋桨的转速，实现对推进力的控制；

所述柴油机推进控制系统PLC通过所述舵机控制系统与所述舵叶连接，进而控制推进方向。

单点系泊锚-桨联合定位系统，通过以太网将系泊控制系统和推进控制系统联系在一起，采用系泊系统作用为主，推进系统为辅，其控制实现方式为：当系泊系统没有超负荷时，只采用系泊系统进行单点定位；只有当系泊系统超负荷时，即锚链达到破断力时，使推进系统投入工作，这时系泊系统为恒张力控制，推进系统克服额外负荷，且推进系统作用力与系泊系统作用力共线同方向，共同抵御外界负荷。

本实用新型适用于各种船舶的抛锚停泊、系缆桩停泊的情况，及海上采油或受油工作中的悬链浮筒式系泊系统、单锚腿式系泊系统、软钢臂式系泊系统、内转塔式系泊系统和外转塔式系泊系统。当浮体形状是船舶形状时，适合长宽比大的浮体(如FPSO、游轮、FSO等)，由于遭遇的纵向与横向环境力相差很大，浮体风向标倾向明显，单点系泊系统显现出良好的优越性，将浮体定位于预定海域，使浮体具有风向标效应，在各种风浪流作用下浮体受力为最小，允许浮体绕系泊点做360°的自由旋转。

图1所示的浮式生产装置或船舶的艏向正对着优势风浪流作用方向，螺旋桨与艏向在同一平面内。若风浪流作用力超过系泊系统的容许值(系泊缆/链破断力等)，此时推进器必须起动运转，补偿系泊系统过载部分，作为一种具体实现方式，下面介绍一种实现例子：

抛锚后，锚绞机手动操作，抛锚定位后，若系泊锚链张力＜系泊锚链破断力(极限值)，锚绞机通过卷筒的转动控制系泊锚链张力，使系泊锚链张力与风浪流作用力相平衡，维持船舶在要求的定位范围内。当风浪流作用力变大，引起锚链伸长，则锚绞机自动正转，收紧系泊锚链，增大系泊锚链张力，拖动船舶恢复原位；当风浪流作用力变小，引起锚链缩短，则锚绞机自动反转，放松系泊锚链，减小系泊锚链张力，借助风浪流作用使船舶回复原位。

若系泊锚链张力≥系泊锚链破断力(极限值)，锚绞机的作用力不能抵御风浪流作用力，锚绞机系统对系泊锚链进行恒张力控制，则船舶推进系统投入工作，驱动螺旋桨正向旋转，产生较大的推力，阻止船舶在风浪流作用下移动。船舶推进系统作用力补偿风浪流作用力与锚绞机作用力的差额。首先在船舶推进系统的作用下使船舶回复原位，然后船舶推进系统作用力自动调整，使船舶推进系统作用力与锚绞机作用力的和等于风浪流作用力，此时的锚绞机作用力为定值，船舶推进系统作用力变化以适应锚绞机作用力。

由此可见，本实用新型提供的一种船海工程单点系泊锚桨联合定位系统，综合利用了具有结构简单、造价低、易于使用和维护等优点的系泊(锚泊)定位系统及抵御风浪流可对系泊定位补偿的推进系统，通过系泊系统与推进系统(锚- 桨联合)的作用进行定位，为提升海洋工程定位系统的精度、稳定性、安全性、可靠性、低成本、节能减排及系统优化提供技术方案和应用指导。

本实用新型针对水深3000米以内海上钻井、采油等需要系泊定位的海工项目，解决系泊系统过载及抵御恶劣海况的难题，解决DP动力定位高耗能高成本的问题，克服海上作业遭遇恶劣海况而长期停工的难题。

本实用新型具体具有以下优点：

(1)本实用新型综合利用了系泊系统与推进系统的优点，可大大降低系泊定位系统的造价，降低船舶电站容量，提高推进系统的利用率，可实现系泊锚- 桨联合定位系统产业化，系泊锚-桨联合定位模式对提升船海工程的定位精确性、稳定性、节能减排和市场竞争力具有重要的现实意义和推广应用价值。

(2)自航能力海洋平台及工程船锚-桨联合(系泊系统与推进系统联合)定位技术与方法实现定位性能与价值的平衡点，可大大降低定位作业的综合成本。

(3)海洋工程工作模式多在某一海域长期定点作业型项目，选用最合适的定位方案非常关键。本实用新型系泊锚-桨联合定位系统很有必要，将给海工项目带来稳定、高效、低成本的系统化集成解决方案。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种船海工程单点系泊锚桨联合定位系统，其特征在于，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；

其中，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、电机驱动器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通过所述电机驱动器PM与所述锚机电动机连接；所述锚机电动机的输出端连接到所述锚铰机；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器PM；所述电机驱动器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；

外部110V交流电连接到所述第一24VDC电源模块，所述第一24VDC电源模块将110V交流电变换为24V直流电，并向所述锚绞机系统的除所述锚机电动机之外的其他设备模块供电；

所述电动机编码器通过所述电动机编码器模块，连接到所述锚绞机控制系统PLC；

所述锚绞机编码器通过所述锚绞机编码器模块，连接到所述锚绞机控制系统PLC；

所述张力传感器安装在所述锚铰机的四个固定地脚中对角线上的两个地脚螺栓处，所述张力传感器的输出端连接到所述锚绞机控制系统PLC；

所述垂直向角度传感器和所述水平向角度传感器的输出端直接连接到所述锚绞机控制系统PLC；

所述减速器，安装于所述锚机电动机和所述锚铰机之间；

所述制动器安装于所述锚铰机的控制端；

所述船舶推进系统包括：船舶推进控制系统PLC、船舶推进力调整设备以及船舶推进方向调整设备；所述船舶推进控制系统PLC分别与所述船舶推进力调整设备以及所述船舶推进方向调整设备连接。

2.根据权利要求1所述的船海工程单点系泊锚桨联合定位系统，其特征在于，所述船舶推进力调整设备为推进电机以及螺旋桨，所述推进电机的输出端与所述螺旋桨连接；或者，为柴油机以及螺旋桨；所述柴油机的输出端与所述螺旋桨连接；

所述船舶推进方向调整设备为回转电机；或者，为舵机系统以及舵叶，所述舵机系统的输出端与所述舵叶连接。

3.根据权利要求1所述的船海工程单点系泊锚桨联合定位系统，其特征在于，所述船舶推进系统包括吊舱推进系统、电机直驱型推进系统和柴油机推进系统。

4.根据权利要求3所述的船海工程单点系泊锚桨联合定位系统，其特征在于，所述吊舱推进系统包括：电力推进控制系统PLC、电力推进控制器、第二24VDC电源模块、推进供电模块ALM、推进驱动器PM、回转驱动器PM、推进电机编码器模块、回转电机编码器模块、回转电机、回转电机编码器、推进电机、推进电机编码器、推进电机输出轴扭矩传感器和螺旋桨；

所述电力推进控制系统PLC通过所述推进驱动器PM与所述推进电机连接；所述推进电机的输出端连接到所述螺旋桨；

所述电力推进控制系统PLC通过所述回转驱动器PM与所述回转电机连接；

电站母线排提供动力电源，其与所述推进供电模块ALM连接，用于向所述推进供电模块ALM提供450V三相交流电；所述推进供电模块ALM三相交流电变换为700V的直流电，并分别连接到所述推进驱动器PM和所述回转驱动器PM；所述推进驱动器PM将700V的直流电变换为450V直流电供给所述推进电机，进而向所述推进电机供电；所述回转驱动器PM将700V的直流电变换为450V直流电供给所述回转电机，进而向所述回转电机供电；

外部110V交流电连接到所述第二24VDC电源模块，所述第二24VDC电源模块将110V交流电变换为24V直流电，并向所述吊舱推进系统的除所述回转电机和所述推进电机之外的其他设备模块供电；

所述推进电机编码器通过所述推进电机编码器模块，连接到所述电力推进控制系统PLC；

所述回转电机编码器通过所述回转电机编码器模块，连接到所述电力推进控制系统PLC；

所述推进电机输出轴扭矩传感器的输出端连接到所述电力推进控制系统PLC。

5.根据权利要求3所述的船海工程单点系泊锚桨联合定位系统，其特征在于，所述电机直驱型推进系统包括：电力推进控制系统PLC、电力推进控制器、第二24VDC电源模块、推进供电模块ALM、推进驱动器PM、推进电机编码器模块、推进电机、推进电机编码器、推进电机输出轴扭矩传感器、螺旋桨、舵机系统和舵叶；

所述电力推进控制系统PLC通过所述推进驱动器PM与所述推进电机连接；所述推进电机的输出端连接到所述螺旋桨；

电站母线排提供动力电源，其与所述推进供电模块ALM连接，用于向所述推进供电模块ALM提供450V三相交流电；所述推进供电模块ALM三相交流电变换为700V的直流电，并连接到所述推进驱动器PM；所述推进驱动器PM将700V的直流电变换为450V直流电供给所述推进电机，进而向所述推进电机供电；外部110V交流电连接到所述第二24VDC电源模块，所述第二24VDC电源模块将110V交流电变换为24V直流电，并向所述电机直驱型推进系统的除所述推进电机之外的其他设备模块供电；

所述推进电机编码器通过所述推进电机编码器模块，连接到所述电力推进控制系统PLC；

所述推进电机输出轴扭矩传感器直接连接到所述电力推进控制系统PLC；

所述电力推进控制系统PLC通过所述舵机系统和舵叶连接。

6.根据权利要求3所述的船海工程单点系泊锚桨联合定位系统，其特征在于，所述柴油机推进系统包括柴油机推进控制系统PLC、柴油机、螺旋桨、舵机控制系统和舵叶；

所述柴油机推进控制系统PLC通过所述柴油机与所述螺旋桨连接；

所述柴油机推进控制系统PLC通过所述舵机控制系统与所述舵叶连接。

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