NO318712B1 - System and method for testing a control system in a vessel - Google Patents

System and method for testing a control system in a vessel Download PDF

Info

Publication number
NO318712B1
NO318712B1 NO20035861A NO20035861A NO318712B1 NO 318712 B1 NO318712 B1 NO 318712B1 NO 20035861 A NO20035861 A NO 20035861A NO 20035861 A NO20035861 A NO 20035861A NO 318712 B1 NO318712 B1 NO 318712B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
vessel
regulation system
simulated
signals
command
Prior art date
Application number
NO20035861A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO20035861L (en
Inventor
Olav Egeland
Thor Inge Fossen
Tor Arne Johansen
Asgeir Johan Sorensen
Tor Egil Svensen
Jon Rysst
Original Assignee
Marine Cybernetics As
Det Norske Veritas As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from NO20026284A external-priority patent/NO320692B1/en
Application filed by Marine Cybernetics As, Det Norske Veritas As filed Critical Marine Cybernetics As
Priority to NO20035861A priority Critical patent/NO318712B1/en
Publication of NO20035861L publication Critical patent/NO20035861L/en
Publication of NO318712B1 publication Critical patent/NO318712B1/en

Links

Landscapes

  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

Et system for testing av et reguleringssystem (2) i et fartøy (4), hvor reguleringssystemet (2) er innrettet til å styre og overvåke fartøyet (4), omfattende følgende trekk: en eller flere sensorer (8) om bord i fartøyet (4) for å avgi ett eller flere sensorsignal (7) via en signallinje (12) til reguleringssystemet (2), kommandoinnretninger (10) om bord i fartøyet (4) innrettet til å sende ønsket posisjon, kurs, hastighet (9) eller tilsvarende via en kommandosignallinje (11) til reguleringssystemet (2), en algoritme (31) i reguleringssystemet (2) for beregning av pådrag (13) til fartøyets aktuatorer (3) på grunnlag av sensordata (7), kommandosignaler (9), for sending av pådrag (13) via en. signallinje (14) til aktuatorene (3), en simulator (30) omfattende en algoritme (32) for simulering av en fartøymodells (4) nye dynamiske tilstand (T) basert på tidligere tilstand (7, 7% pådrag (13, 13% samt dynamiske parametere. (5) for fartøyet (4), hvor kommunikasjonslinjen (6) er innrettet til tilbakesending av fartøymodellens (4^ nye simulerte tilstand i form av simulerte sensorsignaler (T) tilbake til reguleringssystemet (2), for fortsatt beregning i reguleringssystemet (2) på grunnlag av de reelle og/eller simulerte sensordata (7, T). eller reelle og /eller simulerte kommandosignaler (9, 9% av pådrag (13) for å oppnå minst en av ønsket posisjon, kurs, fart etc.A system for testing a control system (2) in a vessel (4), wherein the control system (2) is arranged to control and monitor the vessel (4), comprising the following features: one or more sensors (8) on board the vessel ( 4) to output one or more sensor signals (7) via a signal line (12) to the control system (2), command devices (10) on board the vessel (4) arranged to send the desired position, course, speed (9) or equivalent via a command signal line (11) to the control system (2), an algorithm (31) in the control system (2) for calculating the demand (13) of the vessel's actuators (3) on the basis of sensor data (7), command signals (9), for transmission of application (13) via a. signal line (14) to the actuators (3), a simulator (30) comprising an algorithm (32) for simulating the new dynamic state (T) of a vessel model (4) based on the previous state (7, 7% application (13, 13% as well as dynamic parameters (5) for the vessel (4), where the communication line (6) is arranged to return the vessel model (4 ^ new simulated state in the form of simulated sensor signals (T) back to the control system (2), for further calculation in the control system (2) on the basis of the real and / or simulated sensor data (7, T), or real and / or simulated command signals (9, 9% of commands (13) to achieve at least one of the desired position, course, speed etc.

Description

Innledning. Introduction.

Et reguleringssystem kan generelt ses som et system som fortløpende gir såkalt pådrag til en fysisk prosess, og som mottar målinger fra et apparat eller den fysiske prosessen og om nødvendig fra andre fysiske prosesser. Målingene og en algoritme brukes til å regulere pådraget slik at den fysiske prosessen skal forløpe som ønsket. Dersom den fysiske prosessen er et motordrevet fartøy, kan reguleringssystemet motta målinger av fartøyets posisjon, kurs og fart og dermed regulere pådraget på fremdriftspropeller og ror slik at en eller flere av ønsket posisjon, kurs og fart oppnås. A regulation system can generally be seen as a system which continuously gives so-called commands to a physical process, and which receives measurements from a device or the physical process and, if necessary, from other physical processes. The measurements and an algorithm are used to regulate the task so that the physical process will proceed as desired. If the physical process is a motor-driven vessel, the regulation system can receive measurements of the vessel's position, course and speed and thus regulate the load on the propulsion propellers and rudder so that one or more of the desired position, course and speed is achieved.

Problemstillinger Issues

Den fysiske prosessen, her i form av et fartøy, kan påvirkes av ytre hendelser som vind, bølger og strøm som endrer seg, eller uventede hendelser som bortfall av motorkraft på en eller flere propeller, opphør av funksjon av et ror. Man ønsker eller forventer at et reguleringssystem for et fartøy håndterer slike ytre påvirkninger og ytre hendelser slik at fartøyet kan opprettholde en sikker tilstand. En sikker tilstand kan for eksempel være at fartøyet opprettholder ønsket posisjon eller fart, eller at det unngår uønskede posisjoner (for å unngå kollisjon eller å gå på grunn), at det unngår å komme i ukontrollert drift, at det opprettholder ønsket kurs, etc. Man forventer også at et styringssystem ved bortfall av sensorsignaler eller feil på sensorer ikke foretar uønskede uheldige kompensasjoner som f.eks. plutselig ballastpumping på grunnlag av bortfall av et realistisk signal fra en rull- eller stampsensor, eller plutselig korrigering av en tilsynelatende feil i posisjon. The physical process, here in the form of a vessel, can be affected by external events such as wind, waves and currents that change, or unexpected events such as loss of engine power on one or more propellers, cessation of function of a rudder. One wants or expects that a regulation system for a vessel handles such external influences and external events so that the vessel can maintain a safe state. A safe condition can, for example, be that the vessel maintains the desired position or speed, or that it avoids unwanted positions (to avoid collision or running aground), that it avoids going into uncontrolled operation, that it maintains the desired course, etc. It is also expected that a control system in the event of a loss of sensor signals or errors in sensors does not make unwanted, unfortunate compensations such as e.g. sudden ballast pumping on the basis of the loss of a realistic signal from a roll or bump sensor, or sudden correction of an apparent error in position.

Målinger til reguleringssystem. • Measurements for regulation system. •

Et reguleringssystem for et skip, med innganger for måleinstrumenter som skal gi målinger, og med utganger for aktuatorer, fremdriftsinnretninger og styreinnretninger som skal gis pådrag, er illustrert i Fig. 1 og i Fig. 3. Et slikt reguleringssystem for et skip kan motta målinger i form av sensorsignaler fra en rekke kilder: A regulation system for a ship, with inputs for measuring instruments that must provide measurements, and with outputs for actuators, propulsion devices and control devices that must be assigned, is illustrated in Fig. 1 and in Fig. 3. Such a regulation system for a ship can receive measurements in the form of sensor signals from a number of sources:

- rull/stamp/hiv-sensorer, - roll/bump/heave sensors,

- anemometer for måling av relativ vindhastighet og - retning, - anemometer for measuring relative wind speed and - direction,

- gyrokompass, - gyrocompass,

- GPS-sensorer eller - posisjonsgivere, - GPS sensors or - position transmitters,

- inertialnavigasjonssystemer som på grunnlag av akselerasjonsmålinger beregner fart ved integrasjon med hensyn til tid, og posisjon ved dobbelt integrasjon mht tid, - inertial navigation systems which, on the basis of acceleration measurements, calculate speed by integration with respect to time, and position by double integration with respect to time,

- hydroakustiske posisjonsmålere relativt faste punkt på sjøbunnen, - hydroacoustic position meters relative to a fixed point on the seabed,

- taut-wire-system hvor man observerer retningen og lengden av en eller flere stramme vaiere fra fartøyet til punkt på sjøbunnen, - kommandosignaler om kursendring eller ønsket kurs, ønsket posisjon, eller ønsket hastighet for fartøyet, - taut-wire system where one observes the direction and length of one or more taut wires from the vessel to a point on the seabed, - command signals about course change or desired course, desired position, or desired speed for the vessel,

- turtall eller belastning på propellere eller motorer, - rpm or load on propellers or engines,

- stillingssensorer for ror, - position sensors for rudder,

- tanknivåmålere i lastetanker, - tank level gauges in cargo tanks,

- ballastnivåmålere, - ballast level gauges,

- drivstoffnivåmålere, - fuel level gauges,

- motortilstand, kjølevannstemperatur, oljetrykk, etc. - engine condition, cooling water temperature, oil pressure, etc.

Reguleringssystemet skal gi pådrag til aktuatorer som fremdriftsinnretninger og styreinnretninger. Fremdriftsinnretningene kan være ordinære propeller, tunnelthrustere dreibare thrustere, men i noen tilfeller også ankerspill innrettet til å trekke fartøyet til riktig posisjon. Pådrag kan også gis til ballastpumper og tilhørende ventiler for å rette opp en rullvinkel eller stampevinkel. The regulation system must give orders to actuators such as propulsion devices and control devices. The propulsion devices can be ordinary propellers, tunnel thrusters, rotatable thrusters, but in some cases also windlass designed to pull the vessel to the correct position. Orders can also be given to ballast pumps and associated valves to correct a roll angle or pitch angle.

Problemstillinger ved regulering for dynamisk posisjonering. PP. Issues in regulation for dynamic positioning. PP.

Dersom fartøyet er et petroleumsborefartøy eller petroleumsproduksjonsfartøy, for eksempel et boreskip eller boreplattform, et petroleumsproduksjonsskip eller en petroleumsprodukt on sp lattform, vil reguleringssystemet i tillegg også kunne motta målinger av hivbevegelse fra et hiv-akselerometer, og sende pådrag til et aktivt hivkompenseringssystem for stigerør, borestreng, kraner etc. hvor mekanisk utstyr kan være i forbindelse med sjøbunnen og hvor det kan være vesentlig å kompensere for fartøyets bevegelser, spesielt hiv. En vanlig bruk av reguleringssystemer ved petroleumsvirksomhet til sjøs er ved dynamisk posisjonering av fartøyet, dvs. at fartøyet bruker aktuatorer som dreibare thrustere til å opprettholde ønsket posisjon under boring eller under produksjon av petroleum. Et fartøy som ligger fortøyd og er dreibart omkring et såkalt "rotating turret" med forankringsliner til sjøbunnen kan også ha et reguleringssystem som gir varierende pådrag til propeller eller thrustere for å hjelpe til å opprettholde ønsket posisjon når fartøyet dreies på grunn av at retningen av vær eller strøm forandrer seg, slik at thrusterne bidrar med krefter for å kompensere for endringer i slakk i ankerliner når kreftene dreier. Likeledes kan man tenke seg at reguleringssystemet kan gi pådrag til stramming eller slakking av ankerliner av samme årsak. If the vessel is a petroleum drilling vessel or petroleum production vessel, for example a drilling ship or drilling platform, a petroleum production ship or a petroleum product on sp plat form, the regulation system will also be able to receive measurements of heave movement from a heave accelerometer, and send commands to an active heave compensation system for risers, drill string, cranes etc. where mechanical equipment may be in connection with the seabed and where it may be essential to compensate for the vessel's movements, especially heave. A common use of regulation systems in petroleum operations at sea is for dynamic positioning of the vessel, i.e. the vessel uses actuators such as rotatable thrusters to maintain the desired position during drilling or during the production of petroleum. A vessel that is moored and can be rotated around a so-called "rotating turret" with anchoring lines to the seabed can also have a regulation system that provides varying loads to propellers or thrusters to help maintain the desired position when the vessel is rotated due to the direction of weather or current changes, so that the thrusters contribute forces to compensate for changes in slack in the anchor lines as the forces rotate. Likewise, it is conceivable that the regulatory system could give orders to tighten or loosen anchor lines for the same reason.

Problemstillinger ved testing av fartøyers reguleringssystem. Issues when testing vessels' regulation systems.

En skipsinspektør kan besøke et fartøy og foreta en test om bord av reguleringssystemet. En test om bord kan foretas ved å koble ut eller inn sensorsystemer og se på systemets respons på ulike feilsituasjoner. For å foreta en realistisk test av fartøyet i forventede situasjoner, må man imidlertid vente på eller oppsøke værsituasjoner og sjøtilstander som sjelden forekommer eller som kan være farlige. Det vil neppe være aktuelt å utsette fartøyet for ekstreme situasjoner, f.eks. unormalt stor feil ballastfordeling, for å kontrollere om reguleringssystemet gir pådrag for korrekt kompensasjon for feilen. Slike testformer vil normalt ikke bli gjennomført. A ship inspector can visit a vessel and carry out a test on board of the regulation system. An on-board test can be carried out by disconnecting or connecting sensor systems and looking at the system's response to various error situations. However, in order to carry out a realistic test of the vessel in expected situations, one must wait for or seek out weather situations and sea conditions that rarely occur or that can be dangerous. It will hardly be relevant to expose the vessel to extreme situations, e.g. abnormally large incorrect ballast distribution, in order to check whether the regulation system gives instructions for correct compensation for the error. Such forms of testing will not normally be carried out.

Det kan foretas en simulering av sensordata til reguleringssystemet om bord og se på hvilke pådrag reguleringssystemet gir på aktuatorer som propeller, ror og thrustere, men dette krever lokal oppkobling av reguleringssystemet til et testesystem og foretas ikke i dag i henhold til søkerens kjennskap. En ulempe ved å oppsøke fartøyet som skal testes ligger ofte i lang reisevei for skipsinspektøren, at skipsinspektøren må ha med seg tilkoblingsutstyr for reguleringssystemets innganger for målinger og tilkoblingsutstyr for reguleringssystemets utganger for respons i form av pådrag som normalt sendes til fartøyets aktuatorer, samt et databibliotek som minst omfatter det aktuelle fartøyets konfigurasjon. Dessuten kan reisetiden fra et fartøy som skal testes og sertifiseres, til et neste fartøy gjøre det vanskelig for inspektøren å foreta inspeksjoner hurtig nok, slik at neste fartøy må vente unødvendig lenge på testing, med de økonomiske ulemper som ventingen medfører dersom fartøyet ikke får tas i bruk uten testing og sertifisering. Det kan også medføre skjult fysisk fare å ta i bruk et fartøy hvor A simulation of sensor data for the regulation system on board can be carried out and look at what tasks the regulation system gives to actuators such as propellers, rudders and thrusters, but this requires local connection of the regulation system to a test system and is not carried out today according to the applicant's knowledge. A disadvantage of visiting the vessel to be tested often lies in the long journey for the ship inspector, that the ship inspector must carry connection equipment for the regulation system's inputs for measurements and connection equipment for the regulation system's outputs for response in the form of commands that are normally sent to the vessel's actuators, as well as a data library which at least includes the relevant vessel's configuration. In addition, the travel time from a vessel to be tested and certified to the next vessel can make it difficult for the inspector to carry out inspections quickly enough, so that the next vessel has to wait an unnecessarily long time for testing, with the financial disadvantages that the wait entails if the vessel is not allowed to be taken in use without testing and certification. Taking a vessel into use where

manglende testing av reguleringssystemet ikke avdekker mulige feil. failure to test the control system does not reveal possible faults.

Det foreligger således et behov for en mer effektiv testing av fartøyers reguleringssystemer, spesielt fordi fartøyene kan befinne seg geografisk spredt eller i praksis lite tilgjengelig for en inspektør. There is thus a need for more efficient testing of vessels' regulation systems, especially because the vessels may be geographically dispersed or in practice not easily accessible to an inspector.

Ved fabrikkfremstiIling av et reguleringssystem foretas normalt en såkalt "factory acceptance test" (FAT) av reguleringssystemet (omfattende hardware og programvare) ved at produsenten mater simulerte sensordata til reguleringssystemet og se på hvilke pådragssignaler reguleringssystemet svarer med. En slik FAT kan kun avdekke feil hvor målinger fra kilder som produsenten har forutsett forekommer, og hvor pådragene kun er beregnet til utstyr som produsenten har forutsett. Således kjenner man ikke på en sikker måte reguleringssystemets måte å samvirke med utstyr, systemer, konfigurasjoner eller situasjoner som produsenten av reguleringssystemet ikke hadde forutsett. Man får ved en FAT heller ikke testet reguleringssystemet i sin sammenheng når reguleringssystemet er montert og koblet for bruk i fartøyet. When a control system is manufactured at the factory, a so-called "factory acceptance test" (FAT) of the control system (comprising hardware and software) is normally carried out by the manufacturer feeding simulated sensor data to the control system and looking at which command signals the control system responds with. Such a FAT can only reveal errors where measurements from sources that the manufacturer has foreseen occur, and where the tasks are only calculated for equipment that the manufacturer has foreseen. Thus, one does not know with certainty how the control system interacts with equipment, systems, configurations or situations that the manufacturer of the control system had not foreseen. With a FAT, you are also not allowed to test the regulation system in its context when the regulation system is installed and connected for use in the vessel.

Eksempel på praktisk problem ved dynamisk posisjonering. Example of a practical problem with dynamic positioning.

Ved dynamisk posisjonering av et fartøy (4) som holdes i ønsket posisjon av propellere, ror eller thrustere av tunnel- eller dreibar type, kan det være vesentlig for operasjonen at fartøyet opprettholder sin posisjon. Flere hendelser kan være uønsket. Man kan oppleve bortfall av motorkraften på en eller flere propellere eller ror, og bli nødt til å øke motorkraften på gjenværende propellere og/eller thrustere og kanskje dreie gjenværende ror eller thrustere. Man kan også oppleve alvorlige feil ved at reguleringssystemet mister noen av de tilkoblede sensorenes signaler slik at det kan oppstå uønskede hendelser. Oppfinnerne kjenner til et tilfelle hvor et fartøy, i dette tilfellet en borerigg, lå på en fast posisjon på åpent hav og boret et borehull for en petroleumsbrønn i havbunnen, hvor boreplattformen holdt den ønskede posisjonen ved hjelp av såkalt dynamisk posisjonering eller "DP", dvs. at reguleringssystemet var innstilt på å holde fartøyet i riktig posisjon ved hjelp av posisjonsmålinger og motorkraft, uten bruk av ankerliner til sjøbunnen. Boreplattformen var utstyrt med et dobbelt sett med DGPS-mottakere som beregner fartøyets geografiske posisjon på grunnlag av radiosignaler mottatt fra et antall navigasjonssatellitter. I tillegg til dette var boreplattformen også utstyrt med et dobbelt sett hydroakustiske posisjonsmålere som målte fartøyets posisjon i forhold til transpondere i faste punkt på sjøbunnen. Ved et tidspunkt under boring, med stigerørsforbindelse til borehullet og aktiv boring, inntraff en hendelse slik at DGPS-mottakerne brått viste ca. 75 meter endring i posisjon, uten at en slik reell endring i posisjon faktisk hadde skjedd. De hydroakustiske posisjonsmålerne viste stabil posisjon på ønsket plass over borehullet. Reguleringssystemet fortsatte da å styre propeller og ror slik at borefartøyet uforstyrret ble holdt på korrekt dynamisk posisjon på grunnlag av signalene. Imidlertid viste det seg etter 5 minutter at borefartøyet plutselig begynte å bevege seg mot ønsket posisjon ifølge det da feilvisende DGPS-posisjonssystemet. Man ble nødt tit å avbryte boringen med de medfølgende nødprosedyrer som blant annet innebærer frakobling av stigerøret og kapping av borestrengen. En slik situasjon kan innebære en risiko for utblåsning av gass og olje, eller forurensing ved utslipp av borefluid. En slik situasjon kan også utgjøre en risiko for fartøy og mannskap. En slik avbrutt DP-boring kan således være svært kostbar å gjenopprette. Søkerne antar at den opprinnelige brå endringen av DGPS-beregnet posisjon kan ha hatt sin årsak i forstyrrelser i signalgangen fra GPS-satellittene til mottakerne, eller forekomst av et utilstrekkelig antall tilgjengelige satellitter. Bortfallet av DGPS-signalet kan ha blitt neglisjert av reguleringssystemet på grunn av kvalitetskriterier i reguleringssystemets programvare som tilsier at en slik beregnet posisjon må ha holdt seg stabil i de foregående 5 minuttene for å anses for å være reell. Slik unngår man brå posisjonsendringer på falskt signalgrunnlag. Imidlertid kan den nye, forandrede men allikevel stabile DGPS-beregnede posisjonen etter 5 minutter ha blitt ansett som stabil og dermed pålitelig av reguleringssystemet, og kan ha blitt gitt prioritet høyere enn de hydroakustiske transpondernes målinger. Dette kan være årsaken til at reguleringssystemet forsøkte å styre boreplattformen til den nye posisjonen som reguleringssystemet åpenbart har oppfattet som den ønskelige posisjonen, til tross for at boring pågikk og den hydroakustisk målte posisjon skulle tilsi at posisjonen burde beholdes uforandret. In the case of dynamic positioning of a vessel (4) which is held in the desired position by propellers, rudders or thrusters of the tunnel or swivel type, it may be essential for the operation that the vessel maintains its position. Multiple events may be undesirable. One may experience a loss of engine power on one or more propellers or rudders, and have to increase the engine power on the remaining propellers and/or thrusters and perhaps turn the remaining rudders or thrusters. You can also experience serious errors in that the control system loses some of the connected sensors' signals so that unwanted events can occur. The inventors know of a case where a vessel, in this case a drilling rig, was in a fixed position on the open sea and drilled a borehole for a petroleum well in the seabed, where the drilling platform held the desired position by means of so-called dynamic positioning or "DP", i.e. that the regulation system was set to keep the vessel in the correct position using position measurements and engine power, without the use of anchor lines to the seabed. The drilling platform was equipped with a double set of DGPS receivers which calculate the vessel's geographical position on the basis of radio signals received from a number of navigation satellites. In addition to this, the drilling platform was also equipped with a double set of hydroacoustic position meters that measured the vessel's position in relation to transponders at fixed points on the seabed. At some point during drilling, with a riser connection to the borehole and active drilling, an event occurred so that the DGPS receivers suddenly showed approx. 75 meter change in position, without such a real change in position having actually occurred. The hydroacoustic position meters showed a stable position at the desired place above the borehole. The control system then continued to control the propeller and rudder so that the drilling vessel was undisturbed in the correct dynamic position on the basis of the signals. However, it turned out after 5 minutes that the drilling vessel suddenly started to move towards the desired position according to the then faulty DGPS positioning system. It was often necessary to interrupt the drilling with the accompanying emergency procedures which, among other things, involve disconnecting the riser and cutting the drill string. Such a situation may entail a risk of blowout of gas and oil, or contamination by discharge of drilling fluid. Such a situation can also pose a risk to vessels and crew. Such an interrupted DP drilling can thus be very expensive to restore. The applicants assume that the initial abrupt change of DGPS-calculated position may have had its cause in disturbances in the signal path from the GPS satellites to the receivers, or the occurrence of an insufficient number of available satellites. The loss of the DGPS signal may have been neglected by the control system due to quality criteria in the control system software which dictate that such a calculated position must have remained stable for the previous 5 minutes to be considered real. This avoids sudden position changes based on false signals. However, the new, changed but still stable DGPS-calculated position after 5 minutes may have been considered stable and thus reliable by the regulation system, and may have been given higher priority than the hydroacoustic transponder measurements. This may be the reason why the control system attempted to steer the drilling platform to the new position which the control system has obviously perceived as the desirable position, despite the fact that drilling was in progress and the hydroacoustically measured position should indicate that the position should be kept unchanged.

Problemstillinger ved endrede konfigurasjoner i et fartøy: Problems with changed configurations in a vessel:

Omprogrammering av et reguleringssystem Reprogramming of a regulation system

Etter at et reguleringssystem er tatt i bruk i et fartøy vil det i mange tilfeller være behov for omprogrammering eller modifikasjon av programvaren i reguleringssystemet. Hensikten med dette kan være behov for endring av tallverdier forbundet med alarmgrenser og akseptabel variasjon i et sensorsignal i programmets algoritme, eller det kan være behov for innføring av nye tester og funksjoner til reguleringssystemet. Etter denne type omprogrammering eller modifikasjon er det behov for testing av reguleringssystemet for å se om endringene har hatt den ønskede effekt, og ikke minst for å undersøke om det har oppstått nye og utilsiktede feil som følge av endringene. Det foreligger i dag ikke tilfredsstillende testutstyr og prosedyrer for å teste reguleringssystemene på et fartøy etter denne type endringer. After a regulation system has been put into use in a vessel, there will in many cases be a need for reprogramming or modification of the software in the regulation system. The purpose of this may be a need to change numerical values associated with alarm limits and acceptable variation in a sensor signal in the program's algorithm, or there may be a need to introduce new tests and functions to the regulation system. After this type of reprogramming or modification, there is a need to test the control system to see if the changes have had the desired effect, and not least to investigate whether new and unintended errors have occurred as a result of the changes. There is currently no satisfactory test equipment and procedures for testing the regulation systems on a vessel after this type of change.

Endring i et eksisterende reguleringssystem, f. eks. ved utskifting av kraner. Change in an existing regulatory system, e.g. when replacing taps.

Ved marine operasjoner i forbindelse med olje- og gassutvinning benyttes fartøyer med kran for installasjon og utskifting av moduler på havbunnen. Denne type kran har reguleringssystemer som kompenserer for fartøyets vertikale bevegelse. Kranens virkemåte og funksjon i sikkerhetskritiske situasjoner vil i stor grad avhenge av den detaljerte utforming av reguleringssystemets programvare, som vil variere fra kran til kran. Det er etablert prosedyrer for testing av den mekaniske utforming av denne type kraner. I motsetning til dette er det ikke etablert systemer eller metoder for testing av programvaren til kranenes reguleringssystem. Grunnen til dette er at kranens respons vil være avhengig av sjøtilstand og fartøyets bevegelse i tillegg til kranens mekaniske utforming og kranens reguleringssystem. En påkrevd detaljert testing av et kransystem på et fartøy bør derfor omfatte både fartøyets dynamikk inkludert aktuelle reguleringssystemer på fartøyet og i tillegg og kranens dynamikk inkludert kranens reguleringssystem. In marine operations in connection with oil and gas extraction, vessels with cranes are used for the installation and replacement of modules on the seabed. This type of crane has regulation systems that compensate for the vertical movement of the vessel. The crane's operation and function in safety-critical situations will largely depend on the detailed design of the control system's software, which will vary from crane to crane. Procedures have been established for testing the mechanical design of this type of crane. In contrast, there are no established systems or methods for testing the software for the cranes' regulation system. The reason for this is that the crane's response will depend on sea conditions and the movement of the vessel in addition to the crane's mechanical design and the crane's control system. A required detailed testing of a crane system on a vessel should therefore include both the vessel's dynamics including relevant control systems on the vessel and in addition the crane's dynamics including the crane's control system.

Reparasjon / utskifting av sensorer for et reguleringssystem. Repair / replacement of sensors for a regulation system.

Ved utskifting eller modifikasjon av sensorer for et reguleringssystem vil det være behov for justering av alarmgrenser for grenser for akseptabel variasjon i sensorsignalene. I et reguleringssystem vil ofte redundante sensorsystemer benyttes hvor flere sensorer benyttes til å måle samme fysiske størrelse. Et eksempel på dette er at et fartøys posisjon kan måles med treghetssensorer, to eller flere GPS-mottakersystemer og to hydroakustiske målesystemer. Ut fra disse måledata bestemmes fartøyets posisjon ved bruk av en algoritme i reguleringssystemet. Denne algoritmen vil avhenge av de ulike sensorenes nøyaktighet og egenskaper som langtids stabilitet kontra nøyaktighet ved hurtige posisjonsvariasjoner. Ved utskifting eventuelt modifikasjon av en sensor er det derfor behov for testing av det totale sensorsystemet for å undersøke om den aktuelle kombinasjonen av sensorer gir tilfredsstillende posisjonsmålinger for bruk i et reguleringssystem. When replacing or modifying sensors for a control system, there will be a need to adjust alarm limits for limits for acceptable variation in the sensor signals. In a regulation system, redundant sensor systems will often be used where several sensors are used to measure the same physical quantity. An example of this is that a vessel's position can be measured with inertial sensors, two or more GPS receiver systems and two hydroacoustic measurement systems. Based on this measurement data, the vessel's position is determined using an algorithm in the regulation system. This algorithm will depend on the various sensors' accuracy and properties such as long-term stability versus accuracy in the case of rapid position variations. When replacing or modifying a sensor, there is therefore a need for testing of the total sensor system to investigate whether the relevant combination of sensors provides satisfactory position measurements for use in a control system.

Reparasjon / modifikasjon / utskifting av aktuatorer Repair / modification / replacement of actuators

Etter utskifting eller modifikasjon av en aktuator kan et reguleringssystem gi en vesentlig endret respons for fartøyet. Grunnen til dette kan være at en ny eller modifisert aktuator kan gi et annet pådrag til fartøyet enn det som er forutsatt ved utviklingen av reguleringssystemet. Et eksempel på dette er ved bruk av aktuatorer i form av thrustere ved dynamisk posisjonering, hvor kjennskap til sammenhengen mellom thrusterens rotasjonshastighet og skyvkraft må være kjent ved innjustering av reguleringssystemet. Ved endring av thrusteren kan sammenhengen mellom thrusterens rotasjonshastighet og skyvekraft ha blitt endret, og det vil det være behov for å teste fartøy med reguleringssystem for å undersøke om systemet fortsatt virker tilfredsstillende. After replacement or modification of an actuator, a regulation system can provide a significantly changed response for the vessel. The reason for this may be that a new or modified actuator can give a different task to the vessel than that which was foreseen in the development of the regulation system. An example of this is when using actuators in the form of thrusters for dynamic positioning, where knowledge of the relationship between the thruster's rotation speed and thrust must be known when adjusting the regulation system. When the thruster is changed, the relationship between the thruster's rotation speed and thrust may have changed, and there will be a need to test vessels with a regulation system to investigate whether the system still works satisfactorily.

Det foreligger således et behov for en mer effektiv testing av fartøyers reguleringssystemer, også i de tilfeller hvor fartøyet har blitt forandret fra sin tidligere konfigurasjon, og hvor gamle og nye komponenter av fartøyet ikke har blitt sammenstilt tidligere, og må testes i sin nye sammenstilling. There is thus a need for more efficient testing of vessels' regulation systems, also in cases where the vessel has been changed from its previous configuration, and where old and new components of the vessel have not been assembled previously, and must be tested in their new assembly.

Kjent teknikk på området. Known technique in the area.

US-Patent 6 298 318 "Real-time IMU signal emulation method fortest of guidance navigation and control systems" beskriver en emuleringsmetode for test av et fly ved emulering av bevegelse av ved hjelp av en såkalt 6 frihetsgraders eller "6DOF" flightsimulator og hvor man simulerer signaler fra en såkalt inertialnavigasjonsmodul til et "guidance, navigation, and control"-system om bord i flyet. Dette US-patentet omtaler ikke problemstillinger omkring dynamisk posisjonering ved et fartøys borearbeid eller annen form for dynamisk stilleliggende arbeid, nevner ikke bruken av kraner, tilkoblet undervannsutstyrs navigasjon, integrering av hydroakustisk posisjonsutstyr, problemstillinger omkring ballastering, og tar ikke hensyn til sjøbølger. Et skip har dessuten normalt ikke 6 frihetsgrader ved operasjon, da det kan ha 3 frihetsgrader fordi US-Patent 6,298,318 "Real-time IMU signal emulation method for test of guidance navigation and control systems" describes an emulation method for testing an aircraft by emulating the movement of using a so-called 6 degrees of freedom or "6DOF" flight simulator and where simulates signals from a so-called inertial navigation module to a "guidance, navigation, and control" system on board the aircraft. This US patent does not mention issues regarding dynamic positioning during a vessel's drilling work or other forms of dynamic stationary work, does not mention the use of cranes, connected underwater equipment navigation, integration of hydroacoustic positioning equipment, issues regarding ballasting, and does not take sea waves into account. Furthermore, a ship does not normally have 6 degrees of freedom during operation, as it can have 3 degrees of freedom because

det har selvopprettende hiv- / rull- / og stampebevegelse. it has self-righting heave/roll/and stomp motion.

US-patent 5023791 "Automated test apparatus for aircraft flight controls" beskriver et automatisert testapparat for testing av ftightkontrollsystemet for et fly som del av et helhetlig system for testing av en mengde flysystemer. Det automatiserte testapparatet omfatter en systemstyring med et minne for lagring av programmerte instruksjoner som styrer operasjonen av det automatiserte testapparatet, og for lagring av de resulterende flightkontrollsystemets testdata. Det automatiserte testapparatet omfatter et tastatur, en berøringsskjerm, og en båndopptaker/avspiller for å mate inn programmerte instruksjoner og annen informasjon til det automatiserte testapparatet og for utmating av testdata fra systemkontrolleren. Instrumenter inkludert i det automatiske testapparatet og styrt av systemkontrolleren genererer testsignaler som mates inn i flyets flightkontrollsystem, og overvåker de resulterende testdatasignalene som produseres av flightkontrollsystemet. Det automatiserte testapparatet er forbundet ved hjelp av en overgangskabel til en sentral vedlikeholdscomputer inkludert i flyet. Den sentrale vedlikeholdscomputeren omfatter et ikke-flyktig minne som er programmert til å kjøre om bord - tester av flightkontrollsystemet, og er styrt av systemkontrolleren under testing i samsvar med de programmerte instruksjonene for å kjøre om bord - testene. US patent 5023791 "Automated test apparatus for aircraft flight controls" describes an automated test apparatus for testing the ftight control system for an aircraft as part of an overall system for testing a number of aircraft systems. The automated test apparatus includes a system controller with a memory for storing programmed instructions that control the operation of the automated test apparatus, and for storing the resulting flight control system test data. The automated test apparatus includes a keyboard, a touch screen, and a tape recorder/player for inputting programmed instructions and other information to the automated test apparatus and for outputting test data from the system controller. Instruments included in the automatic test apparatus and controlled by the system controller generate test signals that are fed into the aircraft's flight control system, and monitor the resulting test data signals produced by the flight control system. The automated test apparatus is connected by means of an adapter cable to a central maintenance computer included in the aircraft. The central maintenance computer comprises a non-volatile memory programmed to run on-board tests of the flight control system and is controlled by the system controller during testing in accordance with the programmed instructions to run on-board tests.

US-patent 5541863 "Virtual integrated software testbed for avionics" beskriver en virtuell integrert programvare-testbenk for avionikk som tillater avionikk-programvare å bli utviklet på en verts-datamaskin ved bruk av datamaskinprogrammer som kjører samtidig som prosesser og som er synkronisert ved hjelp av en sentral prosess. Programvare-testbenken benytter separate synkroniserte prosesser, og tillater signaler fra en avionikk-enhet å genereres ved hjelp av en simulering som løper på vertsdatamaskinen, eller fra virkelig utstyr og databuss-signaler som kommer fra og som går til virkelige avionikk-komponenter er forbundet til sine virtuelle buss-motstykker i vertsdatamaskinen på sanntidsbasis. US Patent 5541863 "Virtual integrated software testbed for avionics" describes a virtual integrated software testbed for avionics that allows avionics software to be developed on a host computer using computer programs running concurrently as processes and synchronized by a central process. Using separate synchronized processes, the software test bench allows signals from an avionics unit to be generated using a simulation running on the host computer, or from real equipment and data bus signals coming from and going to real avionics components connected to their virtual bus counterparts in the host computer on a real-time basis.

US-patent 5260874 "Aircraft flight emulation test system" beskriver et fly-testesystem som genererer stimuli som emulerer de stimuli som mottas av et fly som flyr. Flytestesystemet omfatter et antall instrumenter for å generere et antall av prosessorstyrte instrumenter for dannelse av stimuli som mottas av et fly når det flyr. Systemet omfatter også et antall instrumenter som overvåker responsen av forskjellige flykomponenter på grunnlag av de stimuli som flyet utsettes for. Som respons på utgangssignalet fra de stimulusgenererende flykomponentene sender en prosessor stimuli som emulerer dem som mottas av flyet mens det beveger seg gjennom luften. Systemet genererer således i utgangspunktet et sett med stimuli som ligner det som et fly ville være utsatt for når det flyr; overvåker responsen av flyet på stimuliene som det utsettes for, og genererer som respons et oppdatert sett av stimuli for flyet. Systemet kan også brukes for å trene flymannskap fordi det kan brukes for å plassere flyet "in the loop" under en emulering av flyging. US Patent 5260874 "Aircraft flight emulation test system" describes an aircraft flight test system that generates stimuli that emulate the stimuli received by an aircraft in flight. The flight test system comprises a number of instruments for generating a number of processor-controlled instruments for generating stimuli received by an aircraft in flight. The system also includes a number of instruments that monitor the response of various aircraft components on the basis of the stimuli to which the aircraft is exposed. In response to the output signal from the stimulus generating aircraft components, a processor sends stimuli that emulate those received by the aircraft as it moves through the air. The system thus basically generates a set of stimuli similar to what an aircraft would be exposed to when flying; monitors the response of the aircraft to the stimuli to which it is exposed, and in response generates an updated set of stimuli for the aircraft. The system can also be used to train aircrew because it can be used to place the aircraft "in the loop" during an emulation of flight.

US-patent 6505574 "A vertical motion compensation for a crane's load" beskriver en fremgangsmåte og et system for å redusere sjøtilstands-indusert vertikalbevegelse av lasten i en kran om bord i et fartøy ved hjelp av vinsj-enkodere, bomvinkelsensor, dreievinkelsensor og bevegelsessensorer som alle mater målinger inn til en sentral prosessor som styrer kranen på bakgrunn av målingene og kommandoer fra en kranfører. US patent 6505574 "A vertical motion compensation for a crane's load" describes a method and system for reducing sea state-induced vertical movement of the load in a crane on board a vessel by means of winch encoders, boom angle sensor, yaw angle sensor and motion sensors which all feed measurements into a central processor that controls the crane based on the measurements and commands from a crane operator.

Russisk patent SU 508713 fra 1973.04.11 er gjengitt i et engelsk patentsammendrag som "basic abstract" Derwent World Patent Index, og sier følgende: "Simulator [som] gjelder skipsbygging og mer spesielt systemer for automatisk styring av et skips kurs på sjøen. Emnet er en testestasjon for slike styresystemer. De kjente testestasjoner inneholder en analog regnemaskin (matematisk modell av fartøyet) (3), styrepult (5), aktuator (6), styresimulator (7), og en feedback-sensor (8). Den foreslåtte testestasjon skiller seg [fra den kjente teknikk] ved at den innbefatter en "random"-signal-selektor (1) som er elektrisk forbundet med et "shaping filter" (2) som er forbundet til den matematiske modellen, og sistnevnte er forbundet til styrepulten via en gyrokompass-simulator. På fordelaktig måte er de kvalitative karakteristika av styresystemet som testes, bestemt på en mer realistisk måte enn ved å ta i betraktning de irregulære egenskapene ved grov sjø i å velge de dynamiske karakteristika som kreves for å bestemme parametrene for det reelle systemet, [skips-jtegning og tester kan også utføres raskere." Russian patent SU 508713 from 1973.04.11 is reproduced in an English patent summary as "basic abstract" Derwent World Patent Index, and says the following: "Simulator [which] relates to shipbuilding and more particularly systems for automatically controlling a ship's course at sea. The subject is a test station for such steering systems. The known test stations contain an analog calculator (mathematical model of the vessel) (3), control desk (5), actuator (6), steering simulator (7), and a feedback sensor (8). The proposed test station differs [from the prior art] in that it includes a "random" signal selector (1) which is electrically connected to a "shaping filter" (2) which is connected to the mathematical model, and the latter is connected to the control desk via a gyrocompass simulator Advantageously, the qualitative characteristics of the steering system under test are determined in a more realistic way than by taking into account the irregular characteristics of rough seas in selecting the dynamic characteristics so m required to determine the parameters of the real system, [ship jdrawing and tests can also be performed more quickly."

Internasjonal patentsøknad W09214216 fra Edge Diagnostics Systems, "Interactive Diagnostic System for an Automotive Vehicle, and Method", har følgende hovedkrav 1: International patent application W09214216 from Edge Diagnostics Systems, "Interactive Diagnostic System for an Automotive Vehicle, and Method", has the following main claim 1:

"Et interaktivt diagnostisk system for et selvgående kjøretøy av en type som har (i) et nettverk av sensorer og aktuatorer for uavhengig avføling og aktuatorpåvirkning av et antall forskjellige funksjoner i kjøretøyet, (ii) en i kjøretøyet befinnende regnemaskin for overvåking av sensorene og styring av operasjonen av aktuatorene, og (iii) midler for elektrisk kobling av den i kjøretøyet befinnende regnemaskinen med sensorer og aktuatorer, hvor midlene for kobling inkluderer en bil-side-konnektor med en rekke bil-side innpluggingsterminaler respektive forbundet med sensorene og aktuatorene og en regnemaskin-side konnektor løsgjørbart forbundet med bil-side konnektoren og som har tilsvarende komplementære regnemaskin-side innpluggingsterminaler forbundet med passende kretsløp inne i regnemaskinen, hvor det diagnostiske systemet omfatter: (a) første midler for selektivt og midlertidig frakobling av en eller flere av bil-side-terminalene fra de tilsvarende regnemaskin-side-terminalene, for selektivt og midlertidig å frakoble en eller flere sensorer og/eller aktuatorer fra nevnte regnemaskin; (b) andre midler for midlertidig forbindelse med en eller flere spesifikke bil-side terminaler når de sistnevnte er frakoblet fra sine tilsvarende regnemaskin-side terminaler for styring av operasjonen av en eller flere spesifikke aktuatorer uavhengig av den i kjøretøyet befinnende regnemaskinen; og (c) tredje midler for midlertidig forbindelse med nevnte en eller flere spesifikke regnemaskin-side-terminaler når de sistnevnte er frakoblet fra sine tilsvarende bil-side-terminaler for å simulere operasjonen av nevnte en eller flere spesifikke sensorer uavhengig av den virkelige operasjonen av de nevnte sensorer." De nevnte "andre midler" er nærmere spesifisert i dokumentets underordnede krav nr. 3: "Et system ifølge krav 1 hvori nevnte andre midler inkluderer et eksternt regnemaskin-arrangement separat fra den innebygde regnemaskinen for styring av operasjonen av nevnte en eller flere spesifikke aktuatorer uavhengig av nevnte innebygde regnemaskin, ved generering av spesifikk informasjon digitalt, konvertering av nevnte digitale informasjon til analoge signaler og ledning av nevnte analoge signaler til nevnte en eller flere spesifikke aktuatorer via nevnte en eller flere bil-side-terminaler." "An interactive diagnostic system for a self-propelled vehicle of a type having (i) a network of sensors and actuators for independent sensing and actuator influence of a number of different functions in the vehicle, (ii) an in-vehicle calculator for monitoring the sensors and controlling of the operation of the actuators, and (iii) means for electrically coupling the in-vehicle calculator with sensors and actuators, the means for coupling including a car-side connector with a number of car-side plug-in terminals respectively connected to the sensors and actuators and a calculator-side connector releasably connected to the car-side connector and having corresponding complementary calculator-side plug-in terminals connected to appropriate circuitry inside the calculator, the diagnostic system comprising: (a) first means for selectively and temporarily disconnecting one or more of the car -side terminals from the corresponding calculator side terminals, fo r selectively and temporarily disconnecting one or more sensors and/or actuators from said calculator; (b) other means for temporary connection with one or more specific vehicle-side terminals when the latter are disconnected from their corresponding calculator-side terminals for controlling the operation of one or more specific actuators independently of the in-vehicle calculator; and (c) third means for temporarily connecting said one or more specific calculator-side terminals when the latter are disconnected from their corresponding vehicle-side terminals to simulate the operation of said one or more specific sensors independently of the actual operation of the said sensors." The said "other means" are further specified in the document's subordinate claim no. 3: "A system according to claim 1 in which said other means includes an external calculator arrangement separate from the built-in calculator for controlling the operation of said one or several specific actuators independently of said built-in calculator, by generating specific information digitally, converting said digital information to analog signals and routing said analog signals to said one or more specific actuators via said one or more car-side terminals."

Altså er det klart at W09214216 gjelder en ekstern regnemaskin som mater en bil sin innebygde regnemaskin med simulerte sensorsignaler men hvor den eksterne regnemaskinen også sender signaler som styrer bilens aktuatorer, til forskjell fra foreliggende oppfinnelse, hvor skipets reguleringssystem sender sine pådrag til den eksterne regnemaskinen for å benytte disse pådragene i en simuleringsmodell i den eksterne regnemaskinen. Det foretas heller ingen simulering av bilens dynamiske bevegelser i en simulator i den eksterne regnemaskinen. So it is clear that W09214216 applies to an external calculator that feeds a car's built-in calculator with simulated sensor signals, but where the external calculator also sends signals that control the car's actuators, unlike the present invention, where the ship's control system sends its commands to the external calculator for to use these tasks in a simulation model in the external calculator. There is also no simulation of the car's dynamic movements in a simulator in the external calculator.

US 20030139916 beskriver en fremgangsmåte for å simulere undervanns slamløftepumping ved borebrønn-kontrolloperasjoner ved hjelp av et regnemaskinsystem. Fremgangsmåten omfatter simulering av et boresirkulasjons-system. Det simulerte sirkulasjonssystemet omfatter minst en utblåsningsventil, minst en isoleringslinje, minst en overflatepumpe, en undervanns plassert slamløftepumpe, borerør, borefluid, og et borehull. Boringen av borehullet simuleres ved en ønsket borefremdriftshastighet og den simulerte boringen av brønnhullet omfatter simulering av boring i utvalgte geologiske formasjoner. En brå trykkøkning (en "kick") simuleres ved en valgt dybde i brønnhullet nær en valgt geologisk formasjon, og den brå trykkøkningen simuleres som en to-fase blanding som omfatter borefluid og formasjonsfluid. US 20030139916 describes a method for simulating underwater mud lift pumping during well control operations using a calculator system. The procedure includes simulation of a drilling circulation system. The simulated circulation system includes at least one blowout valve, at least one isolation line, at least one surface pump, an underwater mud lift pump, drill pipe, drilling fluid, and a borehole. The drilling of the borehole is simulated at a desired drilling progress speed and the simulated drilling of the borehole includes simulation of drilling in selected geological formations. A sudden pressure increase (a "kick") is simulated at a selected depth in the wellbore near a selected geological formation, and the sudden pressure increase is simulated as a two-phase mixture comprising drilling fluid and formation fluid.

En løsning på problemstillingen, kort sammendrag av oppfinnelsen. A solution to the problem, brief summary of the invention.

En løsning av de ovenstående problemer med testing av reguleringssystemer for skip er ifølge oppfinnelsen en fremgangsmåte for testing av et reguleringssystem i et marint fartøy, hvor reguleringssystemet omfatter styring og overvåkning av fartøyet med pådrag til en eller flere aktuatorer, hvor fremgangsmåten omfatter følgende trinn: <*> innsamling i sann tid av sensordata til reguleringssystemet fra en eller flere sensorer via en første sensorsignallinje til reguleringssystemet; <*> innsamling av kommandosignaler til reguleringssystemet fra en kommandoinnretning via en andre signallinje eller kommandosignallinje til reguleringssystemet; <*> beregning i en styringsalgoritme i reguleringssystemet på grunnlag av en eller flere av de innsamlede sensordata og kommandosignaler, og sending av pådragene via en tredje signallinje til aktuatorene <*> utkobling av ett eller flere av sensordata fra en eller flere av sensorene eller av kommandosignaler fra styreinnretningene, slik at de utvalgte sensordata eller kommandosignaler ikke løper til reguleringssystemet, og erstatning av ett eller flere av A solution to the above problems with testing regulation systems for ships is, according to the invention, a method for testing a regulation system in a marine vessel, where the regulation system comprises control and monitoring of the vessel by means of one or more actuators, where the method comprises the following steps: < *> collection in real time of sensor data to the regulation system from one or more sensors via a first sensor signal line to the regulation system; <*> collection of command signals to the regulation system from a command device via a second signal line or command signal line to the regulation system; <*> calculation in a control algorithm in the regulation system on the basis of one or more of the collected sensor data and command signals, and sending the commands via a third signal line to the actuators <*> switching off one or more of the sensor data from one or more of the sensors or of command signals from the control devices, so that the selected sensor data or command signals do not run to the regulation system, and replacement of one or more of

de utkoblede sensordataene eller kommandosignalene, med tilsvarende simulerte sensordata eller kommandosignaler. the disconnected sensor data or command signals, with corresponding simulated sensor data or command signals.

Det nye ved oppfinnelsen omfatter følgende trinn: The novelty of the invention includes the following steps:

<*> at de simulerte sensordataene eller kommandosignalene blir generert på et fjerntliggende testlaboratorium i forhold til fartøyet og sendes via en kommunikasjonslinje via den ene eller de flere signallinjene til reguleringssystemet; <*> fortsatt beregning av pådrag i reguleringssystemet på grunnlag av reelle og / eller simulerte sensordata eller kommandosignaler, og <*> sending av pådraget over kommunikasjonslinjen til det fjerntliggende testlaboratoriet (40). <*> that the simulated sensor data or command signals are generated at a remote test laboratory in relation to the vessel and sent via a communication line via the one or more signal lines to the control system; <*> continued calculation of the demand in the regulation system on the basis of real and / or simulated sensor data or command signals, and <*> sending the demand over the communication line to the remote test laboratory (40).

I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen vil fremgangsmåten omfatte simulering i en simulator i det fjerntliggende testlaboratoriet ved hjelp av en algoritme av en fartøymodells dynamiske nye tilstand på grunnlag av pådragene. In a preferred embodiment of the invention, the method will comprise simulation in a simulator in the remote test laboratory using an algorithm of a vessel model's dynamic new state on the basis of the tasks.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsens fremgangsmåte er å finne i de underordnede patentkrav. Further features of the invention's method are to be found in the subordinate patent claims.

Oppfinnelsen omfatter også et system for testing av et reguleringssystem i et marint fartøy, hvor reguleringssystemet er innrettet til å styre og overvåke fartøyet, omfattende følgende trekk: <*> en eller flere sensorer om bord i fartøyet for å avgi ett eller flere sensorsignal via en signallinje til reguleringssystemet, <*> kommandoinnretninger (10) om bord i fartøyet innrettet til å sende ønsket posisjon, kurs, hastighet eller tilsvarende via en kommandosignallinje til reguleringssystemet, <*> en algoritme i reguleringssystemet for beregning av pådrag til fartøyets aktuatorer på grunnlag av sensordata og kommandosignaler, for sending av pådrag via en signallinje til aktuatorene, <*> en eller flere kommunikasjonslinjer for sending av ett eller flere simulerte sensorsignal og/ eller simulerte kommandoer, The invention also includes a system for testing a regulation system in a marine vessel, where the regulation system is designed to control and monitor the vessel, comprising the following features: <*> one or more sensors on board the vessel to emit one or more sensor signals via a signal line to the regulation system, <*> command devices (10) on board the vessel designed to send the desired position, course, speed or equivalent via a command signal line to the regulation system, <*> an algorithm in the regulation system for calculating commands to the vessel's actuators on the basis of sensor data and command signals, for sending commands via a signal line to the actuators, <*> one or more communication lines for sending one or more simulated sensor signals and/or simulated commands,

hvor det nye og særegne ved oppfinnelsen omfatter where the new and distinctive aspects of the invention include

<*> at kommunikasjonslinjen løper fra et fjerntliggende testlaboratorium til reguleringssystemet; <*> en simulator omfattende en algoritme for simulering av en fartøymodells nye dynamiske tilstand basert på tidligere tilstand, pådrag, samt dynamiske parametere for fartøyet, <*> hvor kommunikasjonslinjen er innrettet til tilbakesending av fartøymodellens nye simulerte tilstand i form av simulerte sensorsignaler tilbake til reguleringssystemet, for fortsatt beregning i reguleringssystemet på grunnlag av de reelle og / eller simulerte sensordata eller reelle og / eller simulerte kommandosignaler, av pådrag for å oppnå minst en av ønsket posisjon, kurs, fart etc, og <*> hvor den minst ene kommunikasjonslinjen er innrettet for sending av responsen fra reguleringssystemet i form av pådrag som pådragssignaler til det fjerntliggende testlaboratoriet. <*> that the line of communication runs from a remote testing laboratory to the regulatory system; <*> a simulator comprising an algorithm for simulating a vessel model's new dynamic state based on previous state, tasks, as well as dynamic parameters for the vessel, <*> where the communication line is designed to send back the vessel model's new simulated state in the form of simulated sensor signals back to the regulation system, for continued calculation in the regulation system on the basis of the real and / or simulated sensor data or real and / or simulated command signals, of tasks to achieve at least one of the desired position, course, speed, etc., and <*> where the at least one communication line is designed for sending the response from the control system in the form of commands as command signals to the remote test laboratory.

Når testingen av reguleringssystemet er utført, foretas en frakobling av kommunikasjonslinjen mellom fartøyet og det fjerntliggende laboratoriet, og innkobling på normalt vis av sensorene og kommandoinnretningene til reguleringssystemet, og tilkobling av utgangen fra reguleringssystemet for pådrag til aktuatorene, for normal operasjon av reguleringssystemet i fartøyet. When the testing of the control system has been carried out, disconnection of the communication line between the vessel and the remote laboratory, and connection of the sensors and command devices of the control system in the normal way, and connection of the output from the control system for input to the actuators, for normal operation of the control system in the vessel.

Kort figurforklaring. Short figure explanation.

Oppfinnelsen er illustrert i de vedlagte tegningene i Fig. 1 til og med Fig. 7. Tegningene er ment å illustrere oppfinnelsen og er ikke ment å virke begrensende på oppfinnelsen, som kun skal være begrenset av de vedlagte patentkrav. Fig. 1 illustrerer et fartøy med et reguleringssystem. Reguleringssystemet mottar målinger av posisjon, kurs og fart fra navigasjonsinstrumenter og mottar kommandoer fra en posisjonsvelger og fartøyets styrekonsoll og en fartsinnstilling eller turtalIsvelger for propellen eller for mulige thrustere. Reguleringssystemet kan også motta målinger av relativ vindretning og relativ vindhastighet fra et anemometer, og det kan motta eller beregne opplysninger om sjøtilstand, dvs. bølgehøyde, rulleperiode, stamping etc. Reguleringssystemet kan så være innrettet til fortløpende å sette et turtall på propellere og et rorutslag slik at ønsket posisjon, kurs og fart oppnås. Fig. 2 illustrerer FAT av et reguleringssystem for et fartøy, hvor reguleringssystemet er montert inn i et grensesnitt med simulerte sensorsignaler og hvor The invention is illustrated in the attached drawings in Fig. 1 to Fig. 7. The drawings are intended to illustrate the invention and are not intended to have a limiting effect on the invention, which shall only be limited by the attached patent claims. Fig. 1 illustrates a vessel with a regulation system. The control system receives measurements of position, course and speed from navigation instruments and receives commands from a position selector and the vessel's control console and a speed setting or speed selector for the propeller or for possible thrusters. The regulation system can also receive measurements of relative wind direction and relative wind speed from an anemometer, and it can receive or calculate information about sea conditions, i.e. wave height, rolling period, pounding etc. The regulation system can then be arranged to continuously set a speed of propellers and a rudder stroke so that the desired position, course and speed are achieved. Fig. 2 illustrates the FAT of a regulation system for a vessel, where the regulation system is fitted into an interface with simulated sensor signals and where

reguleringssystemet gir respons i form av pådrag til (ikke tilkoblede) aktuatorer. the control system provides a response in the form of commands to (not connected) actuators.

Fig. 3 illustrerer et kjent reguleringssystem for et skip, med reguleringssystemets tilkoblede sensorer, kommandoinnretninger og aktuatorer. Fig. 4a illustrerer prinsippet for oppfinnelsen hvor en fartøysimulator på en fjerntliggende simulatorlokaiitet, med en logger hvor begge er koblet opp via et første sanntids - grensesnitt på simulatorstedet, med en eller flere kommunikasjonskanaler for sanntidsregulering, simulering og logging, til ett eller flere sanntids - grensesnitt for sanntidsregulering, simulering og logging som igjen er koblet opp mot et reguleringssystem, f.eks. et styre- og overvåkingssystem på minst ett fartøy. Simulatorlokaliteten kan være foreksempel hos et såkalt klasseselskap på land. Fig. 4b illustrerer et fartøy med et reguleringssystem hvor ett eller flere av de reelle sensorsignalene erstattes av simulerte sensorsignaler over en kommunikasjonslinje til og fra et testlaboratorium, og hvor ett eller flere av reguleringssystemets pådrag til fartøyets aktuatorer sendes tilbake over kommunikasjonslinjen til testlaboratoriet, fortrinnsvis i stedet for å sendes til fartøyets aktuatorer. Fig. 4c illustrerer et fartøy med en mengde sensorer for stamp, rull, vindstyrke, vindretning, GPS - posisjonsmålere, DGPS - posisjonsmålere, hydroakustiske posisjonsmålere, etc, som normalt er innrettet til å gi målinger til fartøyets reguleringssystem, er erstattet av simulerte målinger fra et fjerntliggende testsystem via en eller flere kommunikasjonslinjer, og hvor reguleringssystemet gir respons på de simulerte målingene hvor responsen normalt skulle gitt pådrag til fartøyets aktuatorer som f.eks. propeller, ror, tunnelthrustere, dreibare thrustere, og hvor responsen sendes via kommunikasjonslinjen til det fjerntliggende testsystem hvor en fartøysimulator f.eks. i form av en algoritme beregner et simulert fartøys dynamiske oppførsel som følge av pådraget fra det fjerntliggende reguleringssystemet i fartøyet, og sender fartøyets nye simulerte tilstand tilbake til det fjerntliggende systemet, for ny respons i form av nye pådrag, etc. Fig. 5 illustrerer en oversikt over fartøyets bevegelser i form av rull, stamp og hiv. Fig. 6 illustrerer en oversikt over fartøyets bevegelser i form av jag, svai og gir, som er aktuelle i forbindelse med dynamisk posisjonering, f.eks. i forbindelse med Fig. 3 illustrates a known regulation system for a ship, with the regulation system's connected sensors, command devices and actuators. Fig. 4a illustrates the principle of the invention where a vessel simulator at a remote simulator location, with a logger where both are connected via a first real-time interface at the simulator location, with one or more communication channels for real-time regulation, simulation and logging, to one or more real-time interface for real-time regulation, simulation and logging which in turn is connected to a regulation system, e.g. a control and monitoring system on at least one vessel. The simulator location can be an example of a so-called class company on land. Fig. 4b illustrates a vessel with a regulation system where one or more of the real sensor signals are replaced by simulated sensor signals over a communication line to and from a test laboratory, and where one or more of the regulation system's commands to the vessel's actuators are sent back over the communication line to the test laboratory, preferably in instead of being sent to the vessel's actuators. Fig. 4c illustrates a vessel with a number of sensors for pitch, roll, wind strength, wind direction, GPS - position meters, DGPS - position meters, hydroacoustic position meters, etc., which are normally designed to provide measurements to the vessel's regulation system, have been replaced by simulated measurements from a remote test system via one or more communication lines, and where the regulation system responds to the simulated measurements where the response would normally be given to the vessel's actuators such as e.g. propellers, rudders, tunnel thrusters, rotatable thrusters, and where the response is sent via the communication line to the remote test system where a vessel simulator e.g. in the form of an algorithm, a simulated vessel calculates the dynamic behavior as a result of the request from the remote control system in the vessel, and sends the vessel's new simulated state back to the remote system, for a new response in the form of new requests, etc. Fig. 5 illustrates a overview of the vessel's movements in the form of roll, pitch and heave. Fig. 6 illustrates an overview of the vessel's movements in the form of yaw, sway and gear, which are relevant in connection with dynamic positioning, e.g. in conjunction with

oljeboring uten forankring (eller også i noen tilfeller med forankring). oil drilling without anchoring (or also in some cases with anchoring).

Fig. 7 skisserer en aktuell problemstilling for bruk av oppfinnelsen hvor et reguleringssystem skal styre en boreplattform under dynamisk posisjonering mens den ligger og borer, hvor fartøyets aktuelle posisjon og ønskede posisjon er markert med fete kryss. Fig. 7 outlines a current issue for use of the invention where a control system must control a drilling platform during dynamic positioning while it is lying down and drilling, where the vessel's current position and desired position are marked with bold crosses.

Beskrivelse av foretrukne utførelser av oppfinnelsen. Description of preferred embodiments of the invention.

Oppfinnelsen omfatter et system for og en fremgangsmåte for å teste et reguleringssystem (2) på et fartøy (4), for eksempel et skip, en boreplattform, en petroleumsproduksjonsplattform, i sann tid over en kommunikasjonskanal (6), som illustrert i en oversikt i Fig. 4a og mer i detalj i Fig. 4b og 4c. Reguleringssystemet (2) kan omfatte styring og overvåking av fartøyet (4). Testing av reguleringssystemet (2) kan omfatte at det simuleres normale eller ekstreme tilstander og normale endringer av slike tilstander for fartøyet (4), for eksempel vanlig gange i en simulert rolig sjøtilstand (Hi). Man kan også simulere vanlig gange i en simulert ekstrem sjøtilstand (H2), feilsituasjoner med for eksempel bortfall av motorkraft på en enkelt propeller (16) hvor fartøyet kun har denne ene propellen (16), med påfølgende dynamisk simulering av dreining bort fra ønsket kurs (7b) og avdrift fra ønsket posisjon (7a). Det kan også være aktuelt å simulere bortfall av en eller flere propeller (16a, 16b,..) hvor fartøyet (4) har flere eller en propell (16b, 16c,..) som fremdeles fungerer, og studere hvordan fartøyet vil reagere på bortfallet av en eller flere propeller. The invention comprises a system for and a method for testing a regulation system (2) on a vessel (4), for example a ship, a drilling platform, a petroleum production platform, in real time over a communication channel (6), as illustrated in an overview in Fig. 4a and more in detail in Fig. 4b and 4c. The regulation system (2) can include control and monitoring of the vessel (4). Testing of the regulation system (2) may include simulating normal or extreme conditions and normal changes in such conditions for the vessel (4), for example normal walking in a simulated calm sea state (Hi). You can also simulate normal sailing in a simulated extreme sea condition (H2), failure situations with, for example, loss of engine power on a single propeller (16) where the vessel only has this one propeller (16), with subsequent dynamic simulation of turning away from the desired course (7b) and drift from the desired position (7a). It may also be relevant to simulate the failure of one or more propellers (16a, 16b,...) where the vessel (4) has several or one propeller (16b, 16c,...) that still works, and study how the vessel will react to the failure of one or more propellers.

Nedenfor følger en kort beskrivelse av systemet som en materiell anordning illustrert i Fig. 4a, b og c, for intervensjon fra et fjerntliggende laboratorium (40) mot reguleringssystemer (2) i ett eller flere fartøy (4a, 4b, 4c,..). Below follows a brief description of the system as a material device illustrated in Fig. 4a, b and c, for intervention from a remote laboratory (40) against regulation systems (2) in one or more vessels (4a, 4b, 4c,..) .

Systemet ifølge oppfinnelsen er innrettet for testing av et reguleringssystem (2) i et fartøy (4), hvor reguleringssystemet (2) er innrettet til å styre og overvåke fartøyet (4). Systemet ifølge oppfinnelsen omfatter følgende trekk: <*> En eller flere sensorer (8) anordnet om bord i fartøyet (4) er innrettet til å avgi ett eller flere sensorsignal (7) via en signallinje (12) til reguleringssystemet (2). <*> Kommandoinnretninger (10) om bord i fartøyet (4) er innrettet til å sende ønsket posisjon, kurs, hastighet (9) eller tilsvarende via en kommandosignallinje (11) til The system according to the invention is arranged for testing a regulation system (2) in a vessel (4), where the regulation system (2) is arranged to control and monitor the vessel (4). The system according to the invention includes the following features: <*> One or more sensors (8) arranged on board the vessel (4) are arranged to emit one or more sensor signals (7) via a signal line (12) to the regulation system (2). <*> Command devices (10) on board the vessel (4) are arranged to send the desired position, course, speed (9) or equivalent via a command signal line (11) to

reguleringssystemet (2). the regulation system (2).

En algoritme (31) i reguleringssystemet (2) er innrettet til beregning av pådrag (13) til fartøyets aktuatorer (3) på grunnlag av sensordata (7) og/eller kommandosignaler An algorithm (31) in the regulation system (2) is designed to calculate tasks (13) for the vessel's actuators (3) on the basis of sensor data (7) and/or command signals

(9), for sending av pådrag (13) via en signallinje (14) til aktuatorene (3). (9), for sending commands (13) via a signal line (14) to the actuators (3).

En eller flere kommunikasjonslinjer (6) er innrettet til sending av ett eller flere simulerte sensorsignal (7') og / eller simulerte kommandoer (9') fra et fjerntliggende testlaboratorium (40) til reguleringssystemet (2). Dette fjerntliggende laboratoriet kan ligge på land, og utstyr for sanntidskommunikasjon må befinne seg både på laboratoriet og på hvert fartøy som skal testes. One or more communication lines (6) are arranged for sending one or more simulated sensor signals (7') and/or simulated commands (9') from a remote test laboratory (40) to the regulation system (2). This remote laboratory can be located on land, and equipment for real-time communication must be located both at the laboratory and on each vessel to be tested.

Det fjerntliggende laboratoriet omfatter en simulator (30) omfattende en algoritme (32) for simulering av en fartøymodells (4') nye dynamiske tilstand (7<1>) basert på tidligere tilstand (7, 7'), pådrag (13,13'), samt dynamiske parametere (5) for fartøyet (4). Kommunikasjonslinjen (6) er innrettet til tilbakesending av fartøymodellens (4') nye simulerte tilstand i form av simulerte sensorsignaler (7<1>) tilbake til reguleringssystemet (2), for fortsatt beregning i reguleringssystemet (2) på grunnlag av de reelle og / eller simulerte sensordata (7, 7') eller reelle og / eller simulerte kommandosignaler (9, 9'), av pådrag (13) for å oppnå minst en av ønsket posisjon, kurs, fart etc. The remote laboratory comprises a simulator (30) comprising an algorithm (32) for simulating a vessel model's (4') new dynamic state (7<1>) based on the previous state (7, 7'), tasks (13,13' ), as well as dynamic parameters (5) for the vessel (4). The communication line (6) is designed to send back the vessel model's (4') new simulated state in the form of simulated sensor signals (7<1>) back to the regulation system (2), for continued calculation in the regulation system (2) on the basis of the real and / or simulated sensor data (7, 7') or real and/or simulated command signals (9, 9'), of tasks (13) to achieve at least one of the desired position, course, speed, etc.

Kommunikasjonslinjen (6) er innrettet for sending av responsen fra reguleringssystemet (2) i form av pådrag (13) som pådrag (13') til det fjerntliggende testlaboratoriet (40). The communication line (6) is arranged for sending the response from the regulation system (2) in the form of a request (13) as a request (13') to the remote test laboratory (40).

Pådragene (13) omfatter pådragssignaler (13a, 13b, 13c) i form av omdreiningstall (13a, 13b) for en eller flere propeller (16) eller thrustere (17), og rorutslag (13c) for ror (18) eller thrustere (17) og eventuelt andre styreorganer. The commands (13) include command signals (13a, 13b, 13c) in the form of revolutions (13a, 13b) for one or more propellers (16) or thrusters (17), and rudder travel (13c) for rudder (18) or thrusters (17) ) and possibly other governing bodies.

Sensorene (8) omfatter en eller flere av følgende: The sensors (8) include one or more of the following:

- posisjonsbestemmende utstyr (8a), for å bestemme fartøyets posisjon (7a), så som DGPS-mottaker (8a), hydroakustiske posisjonsmålere (8h), integrerende akselerasjonssensorer, etc; - kursbestemmende utstyr (8b), for å bestemme fartøyets kurs (7b), f.eks. et gyrokompass eller annet kompass, - en fartsmåler(8c) eller en enkeltintegrerende akselerasjonssensor for å bestemme fart - position determining equipment (8a), to determine the vessel's position (7a), such as DGPS receiver (8a), hydroacoustic position meters (8h), integrating acceleration sensors, etc; - course determining equipment (8b), to determine the vessel's course (7b), e.g. a gyrocompass or other compass, - a speedometer (8c) or a single integrating acceleration sensor to determine speed

(7c); - et anemometer (8d, 8e) for å angi (relativ) vindstyrke (7d) og -vindretning (7e); - en rullmåler (8f) for å angi rullvinkel (7f); (7c); - an anemometer (8d, 8e) to indicate (relative) wind strength (7d) and wind direction (7e); - a roll gauge (8f) to indicate roll angle (7f);

- en stampevinkelsensor (8g) for å angi en stampevinkel (7g). - a stomp angle sensor (8g) to indicate a stomp angle (7g).

I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er systemet utstyrt med en bryter eller svitsj (15a) innrettet til å koble ut ett eller flere sensorsignal (7) fra signallinjen (12) til reguleringssystemet (2). Videre kan systemet ifølge oppfinnelsen være utstyrt med en andre svitsj (15b) innrettet til å koble ut ett eller flere av kommandosignalene (10) fra signallinjen (11) til reguleringssystemet (2), og også utstyrt med en tredje bryter (15c) innrettet å koble ut ett eller flere av pådragene (13) fra signallinjen (14) fra reguleringssystemet. Slik kan man ved hjelp av bryterne eller svitsjene (15) helt eller delvis isolere reguleringssystemet (2) for signaler til og fra de øvrige deler av fartøyet. Reguleringssystemet (2) kan fremdeles være tilkoblet ordinær strømforsyning om bord. In a preferred embodiment of the invention, the system is equipped with a switch (15a) designed to disconnect one or more sensor signals (7) from the signal line (12) to the regulation system (2). Furthermore, the system according to the invention can be equipped with a second switch (15b) arranged to disconnect one or more of the command signals (10) from the signal line (11) to the regulation system (2), and also equipped with a third switch (15c) arranged to disconnect one or more of the inputs (13) from the signal line (14) from the regulation system. In this way, the switches or switches (15) can be used to completely or partially isolate the regulation system (2) for signals to and from the other parts of the vessel. The regulation system (2) can still be connected to the ordinary power supply on board.

Systemet innebærer på vanlig vis at fartøyets (4) dynamiske parametere (5) inngår i reguleringssystemets (2) algoritme (31) for beregning av pådrag (13) til aktuatorene (3). The system usually means that the vessel's (4) dynamic parameters (5) are included in the control system's (2) algorithm (31) for calculating the load (13) to the actuators (3).

Ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er systemet innrettet slik at det fjerntliggende testlaboratoriet (40) er utstyrt med en simulator (30) med en algoritme (32) innrettet til å simulere tilstanden til et fartøy på bakgrunn av en utgangstilstand representert ved helt eller delvis simulerte målinger (7, 7') og pådrag (13,13') fra reguleringssystemet (2). According to a preferred embodiment of the invention, the system is arranged so that the remote test laboratory (40) is equipped with a simulator (30) with an algorithm (32) arranged to simulate the state of a vessel on the basis of an initial state represented by fully or partially simulated measurements (7, 7') and commands (13,13') from the regulation system (2).

Ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er kommunikasjonslinjen (6) innrettet for sending av ett eller flere simulerte sensorsignal (7') fra det fjerntliggende testlaboratoriet (40) som igjen er innrettet til å kobles til og fra et første sanntids-grensesnitt (6a), på det fjerntliggende testlaboratoriet (40). Likeledes kan kommunikasjonslinjen (6) være innrettet til å kobles til og fra et andre sanntids-grensesnitt (6b) på fartøyet (4), og hvor det andre sanntids-grensesnittet er innrettet til å kobles til via svitsjen (15a) til signallinjen (11) til reguleringssystemet (2). According to a preferred embodiment of the invention, the communication line (6) is arranged for sending one or more simulated sensor signals (7') from the remote test laboratory (40) which is in turn arranged to be connected to and from a first real-time interface (6a), at the remote test laboratory (40). Likewise, the communication line (6) can be arranged to be connected to and from a second real-time interface (6b) on the vessel (4), and where the second real-time interface is arranged to be connected via the switch (15a) to the signal line (11) ) to the regulation system (2).

Ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er det anordnet en simulert kommandoinnretning (10') for sending av simulerte kommandoer (9') fra det fjerntliggende testlaboratoriet (40) via sanntids-grensesnittet (6a) og via kommunikasjonslinjen (6) og via sanntids-grensesnittet (6b) til reguleringssystemet (2). According to a preferred embodiment of the invention, a simulated command device (10') is arranged for sending simulated commands (9') from the remote test laboratory (40) via the real-time interface (6a) and via the communication line (6) and via the real-time interface (6b) to the regulation system (2).

Systemet kan være innrettet slik at hele eller deler av algoritmen (31) i reguleringssystemet (2) kan modifiseres, kalibreres, eller skiftes ut, via kommunikasjonslinjen (6) fra det fjerntliggende testlaboratoriet. Ifølge oppfinnelsen omfatter testlaboratoriet en datalogger (15) for registrering av responsen (13', 19') fra reguleringssystemet (2) på målingene (7, 7') The system can be arranged so that all or parts of the algorithm (31) in the regulation system (2) can be modified, calibrated or replaced, via the communication line (6) from the remote test laboratory. According to the invention, the test laboratory comprises a data logger (15) for recording the response (13', 19') from the regulation system (2) to the measurements (7, 7')

Beskrivelse av fremgangsmåten for å utføre testing av reguleringssystemet. Description of the procedure for carrying out testing of the regulation system.

Systemet beskrevet ovenfor er innrettet til å brukes i en fremgangsmåte for testing av et reguleringssystem (2) i et fartøy (4). Reguleringssystemet (2) omfatter styring og overvåkning av fartøyet (4) med pådrag (13) til en eller flere aktuatorer (3). Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter følgende trinn: Innsamling i sann tid av sensordata (7) til reguleringssystemet (2) fra en eller flere sensorer (8) via en første sensorsignallinje (12) til reguleringssystemet (2). The system described above is designed to be used in a method for testing a regulation system (2) in a vessel (4). The regulation system (2) includes control and monitoring of the vessel (4) with commands (13) to one or more actuators (3). The method according to the invention comprises the following steps: Collection in real time of sensor data (7) to the regulation system (2) from one or more sensors (8) via a first sensor signal line (12) to the regulation system (2).

Innsamling av kommandosignaler (9) til reguleringssystemet (2) fra en kommandoinnretning (10) via en andre signallinje eller kommandosignallinje (11) til reguleringssystemet (2). Collection of command signals (9) to the regulation system (2) from a command device (10) via a second signal line or command signal line (11) to the regulation system (2).

Beregning i en styringsalgoritme (31) i reguleringssystemet (2) på grunnlag av en eller flere av de innsamlede sensordata (7) og kommandosignaler (9), samt fartøyets dynamiske parametere (5), og sending av pådragene (13) via en tredje signallinje (14) til aktuatorene (3). Calculation in a control algorithm (31) in the regulation system (2) on the basis of one or more of the collected sensor data (7) and command signals (9), as well as the vessel's dynamic parameters (5), and sending the commands (13) via a third signal line (14) to the actuators (3).

Det nye ved oppfinnelsen omfatter utkobling av ett eller flere av sensordata (7) fra en eller flere av sensorene (8) eller av kommandosignaler (9) fra styreinnretningene (10), slik at de utvalgte sensordata (7) eller kommandosignaler (9) ikke løper til reguleringssystemet (2), og samtidig erstatning av ett eller flere av de utkoblede sensordataene (7) eller kommandosignalene (9), med tilsvarende simulerte sensordata (7') eller kommandosignaler (9') som er generert på et fjerntliggende testlaboratorium (40) i forhold til fartøyet (4). De simulerte signalene (7<1>, 9') sendes via en kommunikasjonslinje (6) via den ene eller de flere signallinjene (12,14) til reguleringssystemet (2) fra det fjerntliggende testlaboratoriet. The novelty of the invention comprises disconnection of one or more of the sensor data (7) from one or more of the sensors (8) or of command signals (9) from the control devices (10), so that the selected sensor data (7) or command signals (9) do not running to the regulation system (2), and simultaneously replacing one or more of the disconnected sensor data (7) or command signals (9) with corresponding simulated sensor data (7') or command signals (9') generated at a remote test laboratory (40 ) in relation to the vessel (4). The simulated signals (7<1>, 9') are sent via a communication line (6) via one or more signal lines (12,14) to the control system (2) from the remote test laboratory.

Beregning av pådrag (13,13') vil så fortsette på vanlig måte i reguleringssystemet (2) på grunnlag av reelle og / eller simulerte sensordata (7a eller 7a', 7b eller 7b', 7c eller 7c',..) eller kommandosignaler (9a eller 9a', 9b eller 9b', 9c eller 9c',..). Calculation of demands (13,13') will then continue in the usual way in the regulation system (2) on the basis of real and/or simulated sensor data (7a or 7a', 7b or 7b', 7c or 7c',..) or command signals (9a or 9a', 9b or 9b', 9c or 9c',..).

De pådragene (13') som reguleringssystemet genererer kan så sendes over kommunikasjonslinjen (6) til det fjerntliggende testlaboratoriet (40). The commands (13') that the regulation system generates can then be sent over the communication line (6) to the remote test laboratory (40).

Ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsens fremgangsmåte omfatter fremgangsmåten så en simulering i en simulator (30) i testlaboratoriet (40) ved hjelp av en algoritme (32) av en fartøymodells (4<1>) dynamiske nye tilstand på grunnlag av pådragene (13'). På denne måten kan man fra den fjerntliggende testestasjonen (40) utføre en test på et reguleringssystem (2) på et fartøy ganske uavhengig av hvor fartøyet befinner seg i verden. Simuleringsalgoritmen må ta hensyn til tidsforsinkelsene som forekommer ved bruk av kommunikasjonslinjen (6). According to a preferred embodiment of the method of the invention, the method then comprises a simulation in a simulator (30) in the test laboratory (40) using an algorithm (32) of a vessel model's (4<1>) dynamic new state on the basis of the tasks (13' ). In this way, from the remote test station (40), a test can be carried out on a regulation system (2) on a vessel quite independently of where the vessel is located in the world. The simulation algorithm must take into account the time delays that occur when using the communication line (6).

Ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan det fjerntliggende laboratorium (40), som deltar i testen av reguleringssystemet, befinne seg på land, og fartøyet (4a, 4b, 4c,...) som testes befinner seg i en avstand fra testlaboratoriet, typisk mellom 1 og 20000 km, og hvor fartøyet som testes (4a, 4b, 4c,..) kan befinner seg fortøyd i en nærliggende havn, eller i en fjerntliggende havn, liggende i dokk eller på slipp, liggende forankret, eller hvor fartøyet befinner seg i åpen sjø. According to the method according to the invention, the remote laboratory (40), which participates in the test of the regulation system, can be located on land, and the vessel (4a, 4b, 4c,...) being tested is located at a distance from the test laboratory, typically between 1 and 20,000 km, and where the vessel being tested (4a, 4b, 4c,..) may be moored in a nearby port, or in a remote port, lying in a dock or on a slip, lying at anchor, or where the vessel is in open sea.

Når testingen av reguleringssystemet er utført, foretas en frakobling av kommunikasjonslinjen mellom fartøyet og det fjerntliggende laboratoriet, og innkobling på normalt vis av sensorene og kommandoinnretningene til reguleringssystemet, og tilkobling av utgangen fra reguleringssystemet for pådrag til aktuatorene, for normal operasjon av reguleringssystemet i fartøyet. When the testing of the control system has been carried out, disconnection of the communication line between the vessel and the remote laboratory, and connection of the sensors and command devices of the control system in the normal way, and connection of the output from the control system for input to the actuators, for normal operation of the control system in the vessel.

Ifølge den foretrukne utførelsen av oppfinnelsen omfatter sensordataene (7) en eller flere av følgende sensorparametre fra sensorer (8): - fartøyets posisjon (7a) fra posisjonsbestemmende utstyr (8a), så som DGPS-mottaker (8a), hydroakustiske posisjonsmålere (8h), integrerende akselerasjonssensorer, etc, - kurs (7b) fra kursbestemmende utstyr (8b), f.eks. et gyrokompass eller annet kompass, - fart (7c) fra en fartsmåler(8c) eller en enkeltintegrerende akselerasjonssensor; According to the preferred embodiment of the invention, the sensor data (7) includes one or more of the following sensor parameters from sensors (8): - the vessel's position (7a) from position determining equipment (8a), such as DGPS receiver (8a), hydroacoustic position meters (8h) , integrating acceleration sensors, etc, - course (7b) from course determining equipment (8b), e.g. a gyrocompass or other compass, - speed (7c) from a speedometer (8c) or a single integrating acceleration sensor;

- vindstyrke (7d) og -vindretning (7e) fra et anemometer (8d, 8e), - wind strength (7d) and wind direction (7e) from an anemometer (8d, 8e),

- rullrotasjonsvinkel (7f) fra en rullmåler (8f), - roll rotation angle (7f) from a roll gauge (8f),

- stamp (pitch)-rotasjonsvinkel (7g) fra en stampvinkelsensor (8g). - pitch rotation angle (7g) from a pitch angle sensor (8g).

Ifølge den foretrukne utførelsen av oppfinnelsen omfatter pådragene (13) pådragssignaler (13a, 13b, 13c) i form av omdreiningstall (13a, 13b) foren eller flere propeller (16) eller thrustere (17), og rorutslag (13c) for ror (18) eller thrustere (17) og eventuelt andre styreorganer for å oppnå en eller flere av ønsket posisjon (9a), kurs (9b), fart (9c). According to the preferred embodiment of the invention, the commands (13) comprise command signals (13a, 13b, 13c) in the form of revolutions (13a, 13b) of one or more propellers (16) or thrusters (17), and rudder output (13c) for rudder (18) ) or thrusters (17) and possibly other control devices to achieve one or more of the desired position (9a), course (9b), speed (9c).

Fremgangsmåten kan benyttes til å beregne pådrag til en eller flere propellere (16a, 16b, 16c,..), og styreinnretningene (18) kan omfatte ett eller flere ror (18a, 18b), og det kan omfattes en eller flere thrustere (17). The method can be used to calculate the load on one or more propellers (16a, 16b, 16c,...), and the control devices (18) can include one or more rudders (18a, 18b), and it can include one or more thrusters (17 ).

Kommandoinnretningen (10) omfatter i det minste en posisjons-setteinnretning (10a), et ratt (10b), en hastighets-setteinnretning (10c), eller en anordning for setting av ønsket helningsvinkel, stampevinkel, hivkompensering eller lignende (10x) som gir kommando om ett eller flere av ønsket posisjon (9a), ønsket kurs (9b), og ønsket fart (9c) eller annen ønsket tilstand (9x), f.eks. ønsket rullevinkel, ønsket stampevinkel, ønsket hivkompensering, eller tilsvarende. The command device (10) comprises at least a position-setting device (10a), a steering wheel (10b), a speed-setting device (10c), or a device for setting the desired inclination angle, pitch angle, heave compensation or the like (10x) which gives a command about one or more of the desired position (9a), desired course (9b), and desired speed (9c) or other desired condition (9x), e.g. desired roll angle, desired pitch angle, desired heave compensation, or equivalent.

Ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen omfatter fremgangsmåten at man på det fjerntliggende testlaboratoriet (40) verifiserer at reguleringssystemet (2) på grunnlag av de i testen simulerte sensorsignaler (7<1>) og eventuelt gjenværende reelle sensorsignaler (7), simulerte kommandosignaler (9') og eventuelt gjenværende reelle kommandosignaler (9) gir pådrag (13,13') som tilsier ønsket tilstand for fartøyet, og hvor man på dette grunnlag sertifiserer reguleringssystemet (2). According to a preferred embodiment of the invention, the method includes verifying at the remote test laboratory (40) that the control system (2) on the basis of the sensor signals (7<1>) simulated in the test and any remaining real sensor signals (7), simulated command signals (9 ') and possibly remaining real command signals (9) give orders (13,13') which indicate the desired state for the vessel, and where on this basis the regulation system (2) is certified.

Fartøyets dynamiske parametere (5) kan omfatter masse (m), fartøyets aksiale rotasjonstreghetsmomenter for fartøyet, samt fartøyets massefordeling, samt skrogparametere som bestemmer skrogets geometri, se nedenfor. The vessel's dynamic parameters (5) may include mass (m), the vessel's axial rotational moments of inertia for the vessel, as well as the vessel's mass distribution, as well as hull parameters that determine the hull's geometry, see below.

Utkoblingen av sensorsignalene (7) fra sensorene (8) til reguleringssystemet (8) kan skje ved hjelp av en bryter (15a) på signallinjen (12). Utkoblingen av kommandosignalene (8) fra kommandoinnretningene (10) til reguleringssystemet (2) kan likeledes skje ved hjelp av en svitsj (15b) på signallinjen (11). The disconnection of the sensor signals (7) from the sensors (8) to the control system (8) can be done using a switch (15a) on the signal line (12). The disconnection of the command signals (8) from the command devices (10) to the regulation system (2) can likewise take place by means of a switch (15b) on the signal line (11).

Ifølge en foretrukket utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan feilsituasjoner testes ved utkobling av ett eller flere av utvalgte sensorsignaler (7) eller kommandosignaler (9) om gangen for å simulere sammenbrudd av komponenter, og hvor reguleringssystemets respons i form av pådrag (13,13') og statussignaler (19,19') registreres på en logger (15) i testlaboratoriet (40). According to a preferred embodiment of the method according to the invention, error situations can be tested by disconnecting one or more of selected sensor signals (7) or command signals (9) at a time to simulate the breakdown of components, and where the response of the control system in the form of a request (13,13' ) and status signals (19,19') are recorded on a logger (15) in the test laboratory (40).

Feilsituasjoner kan også testes ved å forandre målinger eller generere forstyrrelser i valgte simulerte sensorsignaler (7), eller å generere eksterne forstyrrelser som vær, vind, elektrisk støy til målingene (7') som sendes fra det fjerntliggende testlaboratoriet (40) til reguleringssystemet (2) i fartøyet (4), og hvor reguleringssystemets (2) respons i form av pådrag (13,13') og statussignaler (19,19') registreres på en logger (15) i testlaboratoriet (40). Error situations can also be tested by changing measurements or generating disturbances in selected simulated sensor signals (7), or by generating external disturbances such as weather, wind, electrical noise to the measurements (7') which are sent from the remote test laboratory (40) to the control system (2) ) in the vessel (4), and where the regulation system's (2) response in the form of commands (13,13') and status signals (19,19') is recorded on a logger (15) in the test laboratory (40).

Ifølge en foretrukket utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan man fra testlaboratoriet (40) overføre ny programvare for reguleringssystemet (2) i fartøyet (4) over kommunikasjonskanalen (6). According to a preferred embodiment of the method according to the invention, new software for the control system (2) in the vessel (4) can be transferred from the test laboratory (40) over the communication channel (6).

Etter en gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, hvor testlaboratoriet (40) på grunnlag av testen av reguleringssystemet (2) og testresultatene, kan godkjenne reguleringssystemet (2), kan laboratoriet (40) så sertifisere reguleringssystemet (2) for bruk i ordinær drift av fartøyet (4). After carrying out the method according to the invention, where the test laboratory (40) can approve the regulation system (2) on the basis of the test of the regulation system (2) and the test results, the laboratory (40) can then certify the regulation system (2) for use in ordinary operation of the vessel (4).

En av fordelene ved den foreslåtte fjerntestingen ifølge oppfinnelsen er at man får mye større fleksibilitet til å teste programvare og reguleringssystemet som helhet under simulerte feilsituasjoner og under et simulert omfattende spektrum av værbelastninger enn hva som ville være tilfelle under konvensjonell testing og sertifisering. Man unngår samtidig de ulemper og begrensninger som tidligere metoder for testing av fartøyers reguleringssystemer er beheftet med, nemlig reiseavstand, lang reisetid, høye reisekostnader, tid for oppkobling av utstyr for testing, og annet. Man kan med den foreslåtte oppfinnelsen teste og sertifisere langt flere fartøyer enn tidligere, med et mindre antall operatører. One of the advantages of the proposed remote testing according to the invention is that one gets much greater flexibility to test software and the control system as a whole under simulated failure situations and under a simulated extensive spectrum of weather loads than would be the case during conventional testing and certification. At the same time, the disadvantages and limitations that previous methods for testing vessels' regulation systems are burdened with are avoided, namely travel distance, long travel time, high travel costs, time for connecting equipment for testing, and so on. With the proposed invention, far more vessels can be tested and certified than before, with a smaller number of operators.

Eksempel på testing av et reguleringssystem for et borefartøy. Example of testing a regulation system for a drilling vessel.

Foreliggende oppfinnelse kan brukes til å teste om et reguleringssystem som nevnt ovenfor faktisk ville fungere på en sikker måte. Man kan forstille seg følgende eksempel: Man ønsker å teste et reguleringssystem (2) i et borefartøy (4) illustrert i Fig. 7. Man avslutter eventuell boring før testen slik at eventuelle feil i posisjon under testen med simulert dynamisk posisjonert boring ikke får negative konsekvenser. Borefartøyet (4) omfatter et reguleringssystem som tilsvarer det som er skissert i Fig. 4a, b og c, og er på samme måte koblet opp via sanntids-grensesnitt (4b) og en kommunikasjonskanal (6) via et sanntids-grensesnitt (4a) til det fjerntliggende testlaboratorium (40) som skissert. Reguleringssystemet (2) omfatter styring og overvåkning av borefartøyet (4) med fremdriftsinnretninger (16) som propellere (16a, 16b, 16c,..) eller thrustere (17), og styreinnretninger (18) som for eksempel ror (18), thrustere (17) i form av tunneltrhustere eller dreibare thrustere. Thrusterne kan fungere både som fremdriftsinnretninger og ror. Det er under den simulerte boringen ønskelig at borefartøyet (4) skal ligge på en fast posisjon (9a) med minst mulig avvik, og med retning (7b) og fart (7c) som kun kompenserer for været i form av dets påvirkning av vind, bølger, og for strøm. Fremgangsmåten for den dynamiske posisjoneringen ifølge kjent teknikk på fagområdet kan omfatte følgende trinn som kan skje fortløpende: <*> Reguleringssystemet samler i sann tid inn sensordata (7) fra en eller flere sensorparametere, så som fartøyets målte posisjon (7a) fra posisjonsbestemmende utstyr (8a), for eksempel DGPS-mottakere, og kurs (7b) fra kursbestemmende utstyr (8b) som gyrokompass, etc. <*> Reguleringssystemet samler inn kommandosignaler (9) fra en kommandoinnretning (10), for eksempel et såkalt joystickpanel, omfattende i det minste en posisjons-setteinnretning (10a), et ratt (10b), en hastighets-setteinnretning (10c), som gir kommando om ett eller flere av ønsket posisjon (9a) som indikert i Fig. 7, ønsket kurs (9b) i form av stilling for ror eller thrustere, og ønsket fart (9c) i form av antall omdreininger per minutt på propellere eller thrustere. <*> Sensorene (8) sender sensordata (7) via en første sensorsignallinje (12) til reguleringssystemet (2). <*> Kommandoinnretningen (10) sender kommandosignaler (9) via en andre signallinje eller kommandosignallinje (11) til reguleringssystemet (2). <*> Reguleringssystemet (2) beregner så fortløpende på grunnlag av en eller flere av de innsamlede sensordata (7a, 7b, 7c,..) og kommandosignaler (9a, 9b, 9c,..) og eventuelt nødvendige dynamiske parametere som masse (m) og aksiale rotasjonstreghetsmomenter (Mi, M2,..) for fartøyet, av nødvendig omdreiningstall (13c) for propellere (16) og stilling (13b) for ror (18) og eventuelt andre styreorganer for å The present invention can be used to test whether a regulation system as mentioned above would actually work in a safe manner. You can imagine the following example: You want to test a regulation system (2) in a drilling vessel (4) illustrated in Fig. 7. You end any drilling before the test so that any errors in position during the test with simulated dynamically positioned drilling do not have negative consequences consequences. The drilling vessel (4) comprises a regulation system that corresponds to that outlined in Fig. 4a, b and c, and is connected in the same way via a real-time interface (4b) and a communication channel (6) via a real-time interface (4a) to the remote test laboratory (40) as outlined. The regulation system (2) includes control and monitoring of the drilling vessel (4) with propulsion devices (16) such as propellers (16a, 16b, 16c,...) or thrusters (17), and control devices (18) such as rudders (18), thrusters (17) in the form of tunnel thrusters or rotary thrusters. The thrusters can function both as propulsion devices and rudders. During the simulated drilling, it is desirable that the drilling vessel (4) should lie in a fixed position (9a) with the least possible deviation, and with a direction (7b) and speed (7c) that only compensates for the weather in the form of its influence on wind, waves, and too current. The procedure for the dynamic positioning according to known techniques in the field can include the following steps which can take place continuously: <*> The regulation system collects sensor data (7) in real time from one or more sensor parameters, such as the vessel's measured position (7a) from position determining equipment ( 8a), for example DGPS receivers, and course (7b) from course determining equipment (8b) such as gyrocompass, etc. <*> The control system collects command signals (9) from a command device (10), for example a so-called joystick panel, comprising in at least a position-setting device (10a), a steering wheel (10b), a speed-setting device (10c), which commands one or more of the desired position (9a) as indicated in Fig. 7, the desired course (9b) in form of position for rudder or thrusters, and desired speed (9c) in the form of the number of revolutions per minute of propellers or thrusters. <*> The sensors (8) send sensor data (7) via a first sensor signal line (12) to the regulation system (2). <*> The command device (10) sends command signals (9) via a second signal line or command signal line (11) to the regulation system (2). <*> The regulation system (2) then continuously calculates on the basis of one or more of the collected sensor data (7a, 7b, 7c,..) and command signals (9a, 9b, 9c,..) and possibly necessary dynamic parameters such as mass ( m) and axial moments of inertia of rotation (Mi, M2,..) for the vessel, of the necessary speed (13c) for propellers (16) and position (13b) for rudder (18) and possibly other control devices in order to

opprettholde eller gjenopprette en eller flere av ønsket posisjon (9a), kurs (9b), fart (9c) etc. maintain or restore one or more of the desired position (9a), course (9b), speed (9c) etc.

<*> Reguleringssystemet (2) sender så signaler (13a, 13b, 13c,..) omfattende nødvendig omdreiningstall (13b) fra reguleringssystemet (2) via en tredje signallinje (14) for styring av omdreiningstall (13c) for propellere (16) og /eller thrustere (17), og rorutslag (13c) for ror (18) og / eller thrustere (17). <*> The regulation system (2) then sends signals (13a, 13b, 13c,..) comprising the necessary revolution rate (13b) from the regulation system (2) via a third signal line (14) for controlling the revolution rate (13c) for propellers (16) and/or thrusters (17), and rudder outlet (13c) for rudder (18) and/or thrusters (17).

Det nye ved oppfinnelsen kan utføres ved følgende trinn: The novelty of the invention can be carried out by the following steps:

<*> Man kobler ved hjelp av en bryter eller svitsj (15a) på signallinjen (12) ut ett eller flere sensordata (7) fra en eller flere av sensorene (8), og/eller ved hjelp av en svitsj (15b) på signallinjen (11) kommandosignaler (9) fra styreinnretningene (10), som normalt løper til reguleringssystemet (2). <*> One disconnects one or more sensor data (7) from one or more of the sensors (8) using a switch or switch (15a) on the signal line (12), and/or using a switch (15b) on the signal line (11) command signals (9) from the control devices (10), which normally run to the regulation system (2).

Man erstatter ett eller flere av de utkoblede sensordataene (7), f.eks. fartøyets målte posisjon (7a), kurs (7b) eller de utkoblede kommandosignalene (9), f.eks. ønsket posisjon (9a), ønsket kurs (9b), med simulerte tilsvarende sensordata (7'), f.eks. simulert målt posisjon (7a'), simulert målt kurs (7b'), eller simulerte tilsvarende kommandodata (9<1>), f.eks. simulert ønsket posisjon (9a') simulert ønsket kurs (9b'), ved å blinde en eller flere av signallinjene (12,14), hvor de simulerte sensor- og kommandodataene (7, 9) genereres på et fjerntliggende testlaboratorium (40) i forhold til fartøyet (4) og sendes via en kommunikasjonslinje (6) via en eller begge svitsjene (15a, 15b) inn på den ene eller de flere signallinjene (12,14). I dette tilfellet kan man blinde sensordataene (7a) fra DGPS-mottakerne (8a) og erstatte disse med en ny, falsk avvikende posisjon et gitt stykke unna den som man antar at fartøyet faktisk ligger på. One or more of the disconnected sensor data (7) is replaced, e.g. the vessel's measured position (7a), course (7b) or the disconnected command signals (9), e.g. desired position (9a), desired heading (9b), with simulated corresponding sensor data (7'), e.g. simulated measured position (7a'), simulated measured heading (7b'), or simulated corresponding command data (9<1>), e.g. simulated desired position (9a') simulated desired heading (9b'), by blinding one or more of the signal lines (12,14), where the simulated sensor and command data (7, 9) are generated at a remote test laboratory (40) in relation to the vessel (4) and is sent via a communication line (6) via one or both switches (15a, 15b) onto one or more signal lines (12,14). In this case, one can blind the sensor data (7a) from the DGPS receivers (8a) and replace this with a new, falsely deviating position a given distance away from the one on which it is assumed that the vessel is actually located.

<*> Reguleringssystemet (2) foretar så fortløpende fortsatt beregning av nødvendig omdreiningstall (13b) for propellere (16) og stilling (13c) for ror (18) og andre styreorganer for å oppnå minst en av ønsket posisjon, kurs, fart etc, på grunnlag av de innsamlede og / eller simulerte sensordata (7a eller 7a', 7b eller 7b', 7c eller 7c',..) og kommandosignaler eller simulerte kommandosignaler (9a eller 9a<1>, 9b eller 9b', 9c eller 9c',..) og nødvendige fartøyparametre. Den beregnede responsen, det såkalte pådraget (13) fra reguleringssystemet (2) til aktuatorene (3), som for eksempel pådraget for styring av propellere (16) og stilling for ror (18), kan eventuelt kobles ut eller blindes ved hjelp av en tredje svitsj (15c) slik at de under testen ikke styrer propellene (16) eller <*> The regulation system (2) then continuously calculates the necessary number of revolutions (13b) for propellers (16) and position (13c) for rudder (18) and other control devices in order to achieve at least one of the desired position, course, speed, etc. on the basis of the collected and / or simulated sensor data (7a or 7a', 7b or 7b', 7c or 7c',..) and command signals or simulated command signals (9a or 9a<1>, 9b or 9b', 9c or 9c ',..) and required vessel parameters. The calculated response, the so-called request (13) from the regulation system (2) to the actuators (3), such as for example the request for control of propellers (16) and position of the rudder (18), can possibly be switched off or blinded using a third switch (15c) so that during the test they do not control the propellers (16) or

rorene (18), og i stedet sendes over kommunikasjonslinjen (6) til det fjerntliggende testlaboratoriet (40). the rudders (18), and is instead sent over the communication line (6) to the remote test laboratory (40).

Man vil da kunne oppfatte reguleringssystemet (2) som en "svart boks" (2) hvor man simulerer endring i minst en sensorparameter (7) til "den svarte boksen", og hvor man får ut et pådrag (13) fra "den svarte boksen" (2). I tilfellet med borefartøyet (4) nevnt i innledningen, hvor det forekom feil på DGPS-signalene, ville man så etter 5 minutter oppleve at dets reguleringssystem (2) brått ville forsøke å styre fartøyets propellere, thrustere og ror slik at fartøyet skulle innta en ny posisjon som reguleringssystemet plutselig ville oppfatte som korrekt fordi den stabilt hadde blitt angitt feil i 5 minutter. You will then be able to perceive the regulation system (2) as a "black box" (2) where you simulate a change in at least one sensor parameter (7) to the "black box", and where you get an order (13) from the "black box the box" (2). In the case of the drilling vessel (4) mentioned in the introduction, where errors occurred on the DGPS signals, one would then experience after 5 minutes that its control system (2) would suddenly attempt to control the vessel's propellers, thrusters and rudder so that the vessel would take a new position which the control system would suddenly perceive as correct because it had been stably entered incorrectly for 5 minutes.

Et fartøys bevegelser oa simulering av disse bevegelsene. A vessel's movements, including the simulation of these movements.

Bevegelsen til et fartøy (4) beskrives ved skipets hastighet i jag, svai og hiv, ved vinkelhastighet i rull, stamp og gir, ved posisjonen til fartøyets massesenter, og ved vinkler i rull, stamp og gir, se Fig. 5. Et fartøy vil utsettes for krefter og momenter som påvirker fartøyets bevegelse. Disse krefter og momenter oppstår som følge av påvirkning fra vind, strøm og bølger, ved bruk av aktuatorer (3) som propellere (16), thrustere (17) og ror (18), fra hydrostatiske krefter som svarer til fjærkrefter som skyldes vinkel i rull, stamp og hiv, og hydrodynamiske krefter som er relatert til fartøyets hastighet og akselerasjon. Krefter og momenter som virker på et fartøy (4) avhenger av fartøyets bevegelse, mens fartøyets bevegelse kommer som en konsekvens av krefter og momenter som virker på fartøyet. For et fartøy eller skip vil skrogets geometri, masse og massefordeling være kjent. Videre vil estimater for skipets hydrodynamiske parametere være kjent. Når skipets bevegelse er gitt, kan krefter og momenter som virker på skipet beregnes i en simulator (30), for eksempel ved bruk av en algoritme (32). Skipets akselerasjon og vinkelakselerasjon kan da beregnes fra fartøyets bevegelsesligninger, som finnes fra Newtons og Eulers lover. Slike bevegelsesligninger er beskrevet i lærebøker. I bevegelsesligningene inngår følgende parametere: The movement of a vessel (4) is described by the ship's speed in yaw, pitch and heave, by angular velocity in roll, pitch and yaw, by the position of the vessel's center of mass, and by angles in roll, pitch and yaw, see Fig. 5. A vessel will be exposed to forces and moments that affect the vessel's movement. These forces and moments arise as a result of the influence of wind, currents and waves, using actuators (3) such as propellers (16), thrusters (17) and rudders (18), from hydrostatic forces which correspond to spring forces due to angle in roll, pitch and heave, and hydrodynamic forces related to the vessel's speed and acceleration. Forces and moments acting on a vessel (4) depend on the vessel's movement, while the vessel's movement comes as a consequence of forces and moments acting on the vessel. For a vessel or ship, the geometry, mass and mass distribution of the hull will be known. Furthermore, estimates for the ship's hydrodynamic parameters will be known. When the ship's movement is given, forces and moments acting on the ship can be calculated in a simulator (30), for example using an algorithm (32). The ship's acceleration and angular acceleration can then be calculated from the vessel's equations of motion, which can be found from Newton's and Euler's laws. Such equations of motion are described in textbooks. The equations of motion include the following parameters:

- Fartøyets masse, - The mass of the vessel,

- posisjon av massesenter, - position of center of mass,

- posisjon av oppdriftssenter, - position of center of buoyancy,

- fartøyets treghetsmomenter; - skrogets geometri, herunder dypgang, lengde og bredde; - the vessel's moments of inertia; - hull geometry, including draft, length and width;

- hydrodynamisk medreven masse, - hydrodynamic entrained mass,

- hydrodynamisk potensialdemping, - hydrodynamic potential damping,

- viskøs demping, - viscous damping,

- parametere som angir opprettende krefter og momenter på skroget som følge av bevegelse i hiv, stamp og rull; og - parametere for sammenheng mellom bølgekomponenters amplitude, frekvens og forplantningsretning og resulterende krefter og momenter på skroget. - Videre inngår matematiske modeller for aktuatorkrefter fra propeller (16) som funksjon av propellens omdreiningshastighet og pitch, fra ror (18) som funksjon av rorets vinkel og fartøyets hastighet, og fra thrustere (17) som funksjon av thrusterens omdreiningshastighet og thrusterens retning. - parameters that indicate the building forces and moments on the hull as a result of movement in heave, pitch and roll; and - parameters for the connection between wave components' amplitude, frequency and direction of propagation and resulting forces and moments on the hull. - Furthermore, mathematical models are included for actuator forces from propellers (16) as a function of the propeller's rotational speed and pitch, from rudders (18) as a function of the rudder's angle and the vessel's speed, and from thrusters (17) as a function of the thruster's rotational speed and the thruster's direction.

Følgende prosedyre kan benyttes for å beregne bevegelsesforløpet til et fartøy (4, 4') over et tidsintervall fra TO til TN: Anta at fartøyets bevegelse er gitt i et tidspunkt TO, og at krefter og momenter er beregnet. Ved bruk av fartøyets (4, 4') bevegelsesligninger kan dermed fartøyets akselerasjon og vinkelakselerasjon beregnes for tidspunkt TO. Det er da mulig å benytte numeriske integrasjonsalgoritmer for å beregne fartøyets bevegelse i et tidspunkt T1=T0+h, hvor h er integrasjonsalgoritmens tidsskrift. Tidsskriftet ved en slik integrasjonsalgoritme for et fartøy vil være typisk mellom 0,1 og 1.0 sekund. Når fartøyets (4,4') bevegelse ved tidspunkt T1 er beregnet, kan krefter og momenter i tidspunkt T1 beregnes, og akselerasjon og vinkelakselerasjon ved tidspunkt T1 kan dermed finnes ved å benytte fartøyets bevegelsesligninger. Numerisk integrasjon gir deretter fartøyets bevegelse ved tidspunkt T2=T1 +h. Denne prosedyren gjentas for hvert tidspunkt TK=T0+h<*>K opp til tidspunkt TN. The following procedure can be used to calculate the course of movement of a vessel (4, 4') over a time interval from TO to TN: Assume that the vessel's movement is given at a point in time TO, and that forces and moments have been calculated. By using the vessel's (4, 4') equations of motion, the vessel's acceleration and angular acceleration can thus be calculated for time TO. It is then possible to use numerical integration algorithms to calculate the vessel's movement at a time T1=T0+h, where h is the period of the integration algorithm. The period of such an integration algorithm for a vessel will typically be between 0.1 and 1.0 seconds. When the vessel's (4,4') movement at time T1 has been calculated, forces and moments at time T1 can be calculated, and acceleration and angular acceleration at time T1 can thus be found by using the vessel's equations of motion. Numerical integration then gives the vessel's movement at time T2=T1 +h. This procedure is repeated for each time point TK=T0+h<*>K up to time point TN.

Bølgene som påvirker et fartøy beskrives typisk som en sum av bølgekompo-nenter hvor en bølgekomponent er en sinusformet langkammet bølge som har en gitt amplitude, frekvens og forplantningsretning. For et havområde vil den vanligst forekommende fordeling av bølgekomponentenes amplitude og frekvens være gitt av kjente bølgespektra som f.eks. JONSWAP eller ITTC, hvor intensiteten i bølgespekteret er parametrisert ved en signifikant bølgehøyde. Kreftene som virker på fartøyet fra bølgene vil være en funksjon av bølgenes amplitude og frekvens, og av fartøyets hastighet og kurs. Krefter og momenter fra vind vil være gitt av vindstyrke, vindretning, fartøyets hastighet og vindflate som funksjon av kurs relativt til vindretningen. Krefter og momenter fra strøm vil være gitt av strømhastighet, strømmens retning, skrogets geometri og fartøyets kurs, hastighet og vinkelhastighet. The waves that affect a vessel are typically described as a sum of wave components where a wave component is a sinusoidal long-combed wave that has a given amplitude, frequency and direction of propagation. For an ocean area, the most commonly occurring distribution of the wave components' amplitude and frequency will be given by known wave spectra such as JONSWAP or ITTC, where the intensity in the wave spectrum is parameterized at a significant wave height. The forces acting on the vessel from the waves will be a function of the waves' amplitude and frequency, and of the vessel's speed and course. Forces and moments from wind will be given by wind strength, wind direction, the vessel's speed and wind surface as a function of course relative to the wind direction. Forces and moments from the current will be given by current speed, the direction of the current, the geometry of the hull and the vessel's course, speed and angular velocity.

Dynamisk posisjonering - PP: Dynamic Positioning - PP:

Ved dynamisk posisjonering, såkalt PP, styres fartøyet i tre frihetsgrader (3 POF: eng: "degrees of freedom"). Ønsket posisjon i x og y og ønsket kurs vil være gitt som inngangsparametere fra en operatør ved bruk av tastatur, rulleball, en såkalt "mus" eller en såkalt "joystick" på en kommandoinnreting i form av et kontrollpanel (10). Et reguleringssystem (2) benyttes til å beregne aktuatorkrefter i jag og svai og aktuatormoment i gir slik at fartøyet oppnår den ønskede posisjon og kurs. Reguleringssystemet (2) omfatter også aktuator-allokering som beregner propellkrefter, rorkrefter eller thrusterkrefter som svarer til de beregnede aktuatorkrefter og momenter. Reguleringssystemet (2) implementeres ved bruk av en algoritme (31) som kjøres på en datamaskin om bord i fartøyet (4). Penne algoritmen (31) sammenligner ønsket posisjon (9a) og kurs (9b) med den målte posisjon og kurs (7a, 7b), og beregner på basis av dette de påkrevde aktuatorkrefter. En allokeringsalgoritme beregner så propellkrefter, rorkrefter og thrusterkrefter som gir de påkrevde aktuatorkreftene. Posisjon og kurs måles ved bruk av DGPS-sensorer, hydroakustiske målesystemer hvor transpondere er plassert ut på havbunnen, og taut-wire hvor helningen til en stram wire festet på bunnen måles With dynamic positioning, so-called PP, the vessel is controlled in three degrees of freedom (3 POF: eng: "degrees of freedom"). The desired position in x and y and the desired course will be given as input parameters from an operator using a keyboard, rollerball, a so-called "mouse" or a so-called "joystick" on a command device in the form of a control panel (10). A regulation system (2) is used to calculate actuator forces in yaw and sway and actuator torque in gear so that the vessel achieves the desired position and course. The regulation system (2) also includes actuator allocation which calculates propeller forces, rudder forces or thruster forces that correspond to the calculated actuator forces and moments. The regulation system (2) is implemented using an algorithm (31) which is run on a computer on board the vessel (4). The pen algorithm (31) compares the desired position (9a) and course (9b) with the measured position and course (7a, 7b), and calculates on the basis of this the required actuator forces. An allocation algorithm then calculates propeller forces, rudder forces and thruster forces which provide the required actuator forces. Position and course are measured using DGPS sensors, hydroacoustic measurement systems where transponders are placed on the seabed, and taut wire where the inclination of a tight wire attached to the bottom is measured

Komponenter: Components:

1: 1:

2: Reguleringssystem 2: Regulation system

3: Aktuatorer (propell 16, truster 17, ror 18) 3: Actuators (propeller 16, thrusters 17, rudder 18)

4: Fartøy, skip, borefartøy, boreplattform, produksjonsplattform, eller annet sjøgående fartøy. 4: Vessel, ship, drilling vessel, drilling platform, production platform or other seagoing vessel.

4': Simulert fartøy, fartøymodell i simulator (30) eller simulatorens algoritme (32). 4': Simulated vessel, vessel model in the simulator (30) or the simulator's algorithm (32).

5: Fartøyets dynamiske parametere: 5a: masse m, 5b: 5c: posisjon av massesenter, 5c, 5d, 5e rotasjonstreghetsmoment om lengdeaksene, massefordeling, skrogparametere, etc. 5: The vessel's dynamic parameters: 5a: mass m, 5b: 5c: position of the center of mass, 5c, 5d, 5e rotational moment of inertia about the longitudinal axes, mass distribution, hull parameters, etc.

6: Kommunikasjonslinje, omfattende et første sanntidsgrensesnitt 6a på det fjerntliggende laboratorium (40) og et andre sanntidsgrensesnitt (6b) på et første fartøy 4a, (6c) på et andre fartøy (4b), etc. 6: Communication line, comprising a first real-time interface 6a on the remote laboratory (40) and a second real-time interface (6b) on a first vessel 4a, (6c) on a second vessel (4b), etc.

7: Målinger fra sensorer (8): 7a: posisjon, 7b: kurs, 7c: hastighet, 7d: vindhastighet (rel), 7e: vindretning (rel), 7f: stampvinkel, 7g, rullvinkel, 7h: hydroakustisk (relativ) posisjonsmåling i forhold til transponder på sjøbunnen, 8i, GPS/inertial posisjon og kurs. 8: Sensorer: 8a: posisjonssensor; 8b: (gyro)kompass, 8c: fartsmåler, 8d: vindhastighetsmåler, 8e: vindretningsmåler, 8f: stampemåler, 8g, rullmåler, 8h: hydroakustiske posisjonsmålere, 8i: "Seapath 200" GPS/inertial måler posisjon og kurs. 9: Kommandosignaler fra kommandoinnretning 10: 9a: ønsket posisjon, 9b: ønsket kurs, 9c: ønsket hastighet, etc. 7: Measurements from sensors (8): 7a: position, 7b: heading, 7c: speed, 7d: wind speed (rel), 7e: wind direction (rel), 7f: pitch angle, 7g, roll angle, 7h: hydroacoustic (relative) position measurement in relation to the transponder on the seabed, 8i, GPS/inertial position and course. 8: Sensors: 8a: position sensor; 8b: (gyro)compass, 8c: speedometer, 8d: wind speed meter, 8e: wind direction meter, 8f: bump meter, 8g, roll meter, 8h: hydroacoustic position meters, 8i: "Seapath 200" GPS/inertial measures position and course. 9: Command signals from command device 10: 9a: desired position, 9b: desired course, 9c: desired speed, etc.

10: Kommandoinnretning: posisjonsinnstilling 10a for å sette ønsket posisjon 9a, ratt 10b for å sette ønsket kurs 9b, hastighetsinnstilling 10c for å sette ønsket hastighet, etc. 11: En eller flere kommandosignallinjer eller kommunikasjonsbuss for kommandosignaler (9) til reguleringssystemet (2). 10: Command device: position setting 10a to set the desired position 9a, steering wheel 10b to set the desired course 9b, speed setting 10c to set the desired speed, etc. 11: One or more command signal lines or communication bus for command signals (9) to the regulation system (2) .

12: En eller flere første sensorsignallinjer eller kommunikasjonsbuss for sensorsignaler (7) til reguleringssystemet (2) 12: One or more first sensor signal lines or communication bus for sensor signals (7) to the regulation system (2)

13: Pådragssignaler omfattende omdreiningstall (13a, 13b) for propell (16) og thruster (17) og rorutslag (13c) for ror (18) eller thruster (17) 13: Command signals including rpm (13a, 13b) for propeller (16) and thruster (17) and rudder travel (13c) for rudder (18) or thruster (17)

13' Pådragssig naler som sendes til det fjerntliggende testlaboratoriet (40) 13' Request signals sent to the remote test laboratory (40)

14: En eller flere tredje signallinjer (14) eller kommunikasjonsbuss fra 14: One or more third signal lines (14) or communication bus from

reguleringssystemet til aktuatorene (3) (16,17,18) the regulation system of the actuators (3) (16,17,18)

15: Datalogger. 15: Data loggers.

16: Propell (16) 16: Propeller (16)

17: Thruster (17), 17: Thruster (17),

18: Ror (18): (til sammen "aktuatorer" (3). 18: Rudder (18): (together "actuators" (3).

19: Statussignaler 19: Status signals

30: Fartøysimulator i det fjerntliggende laboratorium (40) 30: Ship simulator in the remote laboratory (40)

31: Styringsalgoritme (31) for beregning av pådrag (13) til fartøyets aktuatorer (16, 17,18) på grunnlag av sensordata (7), kommandosignaler (9) og fartøyets (4) dynamiske parametere (5), for sending av pådrag (13) via en signallinje (14) til aktuatorene (3), for eksempel propeller (16), thrustere (17) eller ror (18). 31: Control algorithm (31) for calculating commands (13) to the vessel's actuators (16, 17,18) on the basis of sensor data (7), command signals (9) and the vessel's (4) dynamic parameters (5), for sending commands (13) via a signal line (14) to the actuators (3), for example propellers (16), thrusters (17) or rudders (18).

32: Algoritme i fartøysimulator (30) for beregning av fartøyets dynamiske bevegelser på grunnlag av simulerte målinger (7), fartøyparametre (5), simulert vindstyrke og retning, simulert bølgetilstand og bølgeretning, simulert strømhastighet og strømstyrke, etc, og aktuatorenes (3) krefter på fartøyet. 32: Algorithm in vessel simulator (30) for calculating the vessel's dynamic movements on the basis of simulated measurements (7), vessel parameters (5), simulated wind strength and direction, simulated wave condition and wave direction, simulated current speed and current strength, etc, and the actuators (3) forces on the vessel.

40: Et fjerntliggende laboratorium. 40: A remote laboratory.

Claims (10)

1. En fremgangsmåte for testing av et reguleringssystem (2) i et marint fartøy (4), hvor reguleringssystemet (2) omfatter styring og overvåkning av fartøyet (4) med pådrag (13) til en eller flere aktuatorer (3), hvor fremgangsmåten omfatter følgende trinn:<*> innsamling i sann tid av sensordata (7) til reguleringssystemet (2) fra en eller flere sensorer (8) via en første sensorsignallinje (12) til reguleringssystemet (2);<*> innsamling av kommandosignaler (9) til reguleringssystemet (2) fra en kommandoinnretning (10) via en andre signallinje eller kommandosignallinje (11) til reguleringssystemet (2); beregning i en styringsalgoritme (31) i reguleringssystemet (2) på grunnlag av en eller flere av de innsamlede sensordata (7) og kommandosignaler (9), og sending av pådragene (13) via en tredje signallinje (14) til aktuatorene (3);<*> utkobling av ett eller flere av sensordata (7) fra en eller flere av sensorene (8) eller av kommandosignaler (9) fra styreinnretningene (10), slik at de utvalgte sensordata (7) eller kommandosignaler (9) ikke løper til reguleringssystemet (2), og erstatning av ett eller flere av de utkoblede sensordataene (7) eller kommandosignalene (9), med tilsvarende simulerte sensordata (7) eller kommandosignaler (9'), karakterisert ved at de simulerte sensordataene (7') eller kommandosignalene (9<1>) blir generert på et fjerntliggende testlaboratorium (40) i forhold til fartøyet (4) og sendes via en kommunikasjonslinje (6) via den ene eller de flere signallinjene (12, 14) til reguleringssystemet (2);<*> fortsatt beregning av pådrag (13<1>) i reguleringssystemet (2) på grunnlag av reelle og / eller simulerte sensordata (7a eller 7a', 7b eller 7b<1>, 7c eller 7c',..) eller kommandosignaler (9a eller 9a<1>, 9b eller 9b<1>, 9c eller 9c',..), og<*> sending av pådraget (13') over kommunikasjonslinjen (6) til det fjerntliggende testlaboratoriet (40).1. A method for testing a regulation system (2) in a marine vessel (4), where the regulation system (2) includes control and monitoring of the vessel (4) with commands (13) to one or more actuators (3), where the method comprises the following steps:<*> collection in real time of sensor data (7) to the regulation system (2) from one or more sensors (8) via a first sensor signal line (12) to the regulation system (2);<*> collection of command signals (9 ) to the regulation system (2) from a command device (10) via a second signal line or command signal line (11) to the regulation system (2); calculation in a control algorithm (31) in the regulation system (2) on the basis of one or more of the collected sensor data (7) and command signals (9), and sending the commands (13) via a third signal line (14) to the actuators (3) ;<*> disconnection of one or more of the sensor data (7) from one or more of the sensors (8) or of command signals (9) from the control devices (10), so that the selected sensor data (7) or command signals (9) do not run to the regulation system (2), and replacing one or more of the disconnected sensor data (7) or command signals (9), with corresponding simulated sensor data (7) or command signals (9'), characterized by that the simulated sensor data (7') or command signals (9<1>) are generated at a remote test laboratory (40) in relation to the vessel (4) and sent via a communication line (6) via the one or more signal lines (12, 14) to the regulation system (2);<*> continued calculation of tasks (13<1>) in the regulation system (2) on the basis of real and / or simulated sensor data (7a or 7a', 7b or 7b<1>, 7c or 7c',..) or command signals (9a or 9a<1>, 9b or 9b<1>, 9c or 9c',..), and<*> sending the request (13') over the communication line (6) to the the remote test laboratory (40). 2. Fremgangsmåten ifølge krav 1, omfattende simulering i en simulator (30) i testlaboratoriet (40) ved hjelp av en algoritme (32) av en fartøymodells (4') dynamiske nye tilstand på grunnlag av pådragene (13'), hvor sensordataene (7) omfatter en eller flere av følgende sensorparametere fra sensorer (8): - fartøyets posisjon (7a) fra posisjonsbestemmende utstyr (8a), så som GPS-mottaker (8a), hydroakustiske posisjonsmålere (8h), integrerende akselerasjonssensorer, etc, - kurs (7b) fra kursbestemmende utstyr (8b), f.eks. et gyrokompass eller annet kompass, - fart (7c) fra en fartsmåler(8c) eller en enkeltintegrerende akselerasjonssensor; - vindstyrke (7d) og -vindretning (7e) fra et anemometer (8d, 8e), - rullrotasjonsvinkel (7f) fra en rullmåler (8f), - stampe (pitch)-rotasjonsvinkel (7g) fra en stampevinkelsensor (8g).2. The method according to claim 1, comprising simulation in a simulator (30) in the test laboratory (40) using an algorithm (32) of a vessel model's (4') dynamic new state on the basis of the tasks (13'), where the sensor data (7) includes one or more of the following sensor parameters from sensors (8): - the vessel's position (7a) from position-determining equipment (8a), such as GPS receiver (8a), hydroacoustic position meters (8h), integrating acceleration sensors, etc , - course (7b) from course-determining equipment (8b), e.g. a gyrocompass or other compass, - speed (7c) from a speedometer (8c) or a single integrating acceleration sensor; - wind strength (7d) and wind direction (7e) from an anemometer (8d, 8e), - roll rotation angle (7f) from a roll meter (8f), - pitch rotation angle (7g) from a pitch angle sensor (8g). 3. Fremgangsmåten ifølge krav 1, hvor pådragene (13) omfatter pådragssignaler (13a, 13b, 13c) iform av omdreiningstall (13a, 13b) foren eller flere propeller (16) eller thrustere (17), og rorutslag (13c) for ror (18) eller thrustere (17) og eventuelt andre styreorganer for å oppnå en eller flere av ønsket posisjon (9a), kurs (9b), fart (9c); hvor fremdriftsinnretningene (16) omfatter en eller flere propellere (16a, 16b, 16c, hvor styreinnretningene (18) omfatter ett eller flere ror (18a, 18b); hvor styreinnretningene (18) omfatter en eller flere thrustere (17); hvor kommandoinnretningen (10) omfatter i det minste en posisjons-setteinnretning (10a), et ratt (10b), en hastighets-setteinnretning (10c), eller en anordning for setting av ønsket helningsvinkel, stampevinkel, hivkompensering eller lignende (10x) som gir kommando om ett eller flere av ønsket posisjon (9a), ønsket kurs (9b), og ønsket fart (9c) eller annen ønsket tilstand (9x), f.eks. ønsket rullevinkel, ønsket stampevinkel, ønsket hivkompensering, eller tilsvarende; hvor man på det fjerntliggende testlaboratoriet (40) verifiserer at reguleringssystemet (2) på grunnlag av de i testen simulerte sensorsignaler (7') og eventuelt gjenværende reelle sensorsignaler (7), simulerte kommandosignaler (9<1>) og eventuelt gjenværende reelle kommandosignaler (9) gir pådrag (13,13') som tilsier ønsket tilstand for fartøyet, og hvor man på dette grunnlag sertifiserer reguleringssystemet (2); hvor beregningen i styringsalgoritmen (31) i reguleringssystemet (2) skjer på grunnlag av fartøyets dynamiske parametere (5), som omfatter masse (m), fartøyets aksiale rotasjonstreghetsmomenter for fartøyet, samt fartøyets massefordeling, samt skrogparametere som bestemmer skrogets geometri; og hvor testlaboratoriet (40) på grunnlag av testen av reguleringssystemet (2) og testresultatene, godkjenner reguleringssystemet (2) og sertifiserer reguleringssystemet (2) for bruk i ordinær drift av fartøyet (4).3. The method according to claim 1, where the commands (13) comprise command signals (13a, 13b, 13c) in the form of revolutions (13a, 13b) of one or more propellers (16) or thrusters (17), and rudder output (13c) for rudder ( 18) or thrusters (17) and possibly other control bodies to achieve one or more of the desired position (9a), course (9b), speed (9c); where the propulsion devices (16) comprise one or more propellers (16a, 16b, 16c, where the control devices (18) comprise one or more rudders (18a, 18b); where the control devices (18) comprise one or more thrusters (17); where the command device (10) comprises at least a position setting device (10a), a steering wheel (10b), a speed setting device (10c), or a device for setting the desired angle of inclination, pitch angle, heave compensation or the like (10x) which provides command for one or more of the desired position (9a), desired course (9b), and desired speed (9c) or other desired condition (9x), e.g. desired roll angle, desired pitch angle, desired heave compensation, or equivalent; where at the remote test laboratory (40) it is verified that the control system (2) on the basis of the sensor signals (7') simulated in the test and possibly remaining real sensor signals (7), simulated command signals (9<1>) and possibly remaining real command signals ( 9) gives orders (13,13') which indicate the desired condition for the vessel, and where on this basis the regulation system (2) is certified; where the calculation in the control algorithm (31) in the regulation system (2) takes place on the basis of the vessel's dynamic parameters (5), which include mass (m), the vessel's axial rotational moments of inertia for the vessel, as well as the vessel's mass distribution, as well as hull parameters that determine the hull's geometry; and where the test laboratory (40) on the basis of the test of the regulation system (2) and the test results, approves the regulation system (2) and certifies the regulation system (2) for use in ordinary operation of the vessel (4). 4. Fremgangsmåten ifølge krav 1, hvor utkoblingen av sensorsignalene (7) fra sensorene (8) til reguleringssystemet (8) skjer ved hjelp av en bryter (15a) på signallinjen (12); og hvor utkoblingen av kommandosignalene (8) fra kommandoinnretningene (10) til reguleringssystemet (2) skjer ved hjelp av en svitsj (15b) på signallinjen (11).4. The method according to claim 1, where the disconnection of the sensor signals (7) from the sensors (8) to the regulation system (8) takes place by means of a switch (15a) on the signal line (12); and where the disconnection of the command signals (8) from the command devices (10) to the regulation system (2) takes place by means of a switch (15b) on the signal line (11). 5. Fremgangsmåten ifølge krav 1, hvor det fjerntliggende testlaboratorium (40) befinner seg på land, og hvor fartøyet (4a, 4b, 4c,...) som testes befinner seg i stor avstand fra testlaboratoriet, typisk mellom 1 og 20000 km, og hvor fartøyet som testes (4a, 4b, 4c,..) befinner seg fortøyd i en havn, liggende i dokk eller på slipp, liggende forankret, eller hvor fartøyet befinner seg i åpen sjø.5. The method according to claim 1, where the remote test laboratory (40) is located on land, and where the vessel (4a, 4b, 4c,...) being tested is located at a great distance from the test laboratory, typically between 1 and 20,000 km, and where the vessel being tested (4a, 4b, 4c,...) is moored in a port, lying in a dock or on a slip, lying at anchor, or where the vessel is in the open sea. 6. Fremgangsmåten ifølge krav 1, hvor feilsituasjoner testes ved utkobling av ett eller flere av utvalgte sensorsignaler (7) eller kommandosignaler (9) om gangen for å simulere sammenbrudd av komponenter, og hvor reguleringssystemets respons i form av pådrag (13,13') og statussignaler (19,19') registreres på en logger (15) i testlaboratoriet (40); hvor feilsituasjoner testes ved å forandre eller generere forstyrrelser i valgte simulerte sensorsignaler (7<1>), eller å generere eksterne forstyrrelser som vær, vind, elektrisk støy til målingene (7) som sendes fra det fjerntliggende testlaboratoriet (40) til reguleringssystemet (2) i fartøyet (4), og hvor reguleringssystemets (2) respons i form av pådrag (13,13') og statussignaler (19,19') registreres på en logger (15) i testlaboratoriet (40); og hvor man fra testlaboratoriet (40) kan overføre ny programvare for reguleringssystemet (2) i fartøyet (4) over kommunikasjonskanalen (6).6. The method according to claim 1, where fault situations are tested by switching off one or more of selected sensor signals (7) or command signals (9) at a time to simulate the breakdown of components, and where the response of the control system in the form of a request (13,13') and status signals (19,19') are recorded on a logger (15) in the test laboratory (40); where failure situations are tested by changing or generating disturbances in selected simulated sensor signals (7<1>), or by generating external disturbances such as weather, wind, electrical noise to the measurements (7) which are sent from the remote test laboratory (40) to the regulation system (2) ) in the vessel (4), and where the regulation system's (2) response in the form of commands (13,13') and status signals (19,19') is recorded on a logger (15) in the test laboratory (40); and where new software for the regulation system (2) in the vessel (4) can be transferred from the test laboratory (40) over the communication channel (6). 7. Et system for testing av et reguleringssystem (2) i et marint fartøy (4), hvor reguleringssystemet (2) er innrettet til å styre og overvåke fartøyet (4), omfattende følgende trekk:<*> en eller flere sensorer (8) om bord i fartøyet (4) for å avgi ett eller flere sensorsignal (7) via en signallinje (12) til reguleringssystemet (2),<*> kommandoinnretninger (10) om bord i fartøyet (4) innrettet til å sende ønsket posisjon, kurs, hastighet (9) eller tilsvarende via en kommandosignallinje (11) til reguleringssystemet (2),<*> en algoritme (31) i reguleringssystemet (2) for beregning av pådrag (13) til fartøyets aktuatorer (3) på grunnlag av sensordata (7) og kommandosignaler (9), for sending av pådrag (13) via en signallinje (14) til aktuatorene (3),<*> en eller flere kommunikasjonslinjer (6) for sending av ett eller flere simulerte sensorsignal (7') og/ eller simulerte kommandoer (9<1>), karakterisert ved<*> at kommunikasjonslinjen (6) løper fra et fjerntliggende testlaboratorium (40) til reguleringssystemet (2),<*> en simulator (30) omfattende en algoritme (32) for simulering av en fartøymodells (4') nye dynamiske tilstand (7') basert på tidligere tilstand (7, 7'), pådrag (13,13'), samt dynamiske parametere (5) for fartøyet (4),<*> hvor kommunikasjonslinjen (6) er innrettet til tilbakesending av fartøymodellens (4<*>) nye simulerte tilstand i form av simulerte sensorsignaler (7<1>) tilbake til reguleringssystemet (2), for fortsatt beregning i reguleringssystemet (2) på grunnlag av de reelle og / eller simulerte sensordata (7, 7') eller reelle og / eller simulerte kommandosignaler (9, 9'), av pådrag (13) for å oppnå minst en av ønsket posisjon, kurs, fart etc, og<*> hvor den minst ene kommunikasjonslinjen (6) er innrettet for sending av responsen fra reguleringssystemet (2) i form av pådrag (13) som pådrag (13') til det fjerntliggende testlaboratoriet (40).7. A system for testing a regulation system (2) in a marine vessel (4), where the regulation system (2) is designed to control and monitor the vessel (4), comprising the following features:<*> one or more sensors (8 ) on board the vessel (4) to transmit one or more sensor signals (7) via a signal line (12) to the regulation system (2),<*> command devices (10) on board the vessel (4) arranged to transmit the desired position , course, speed (9) or equivalent via a command signal line (11) to the regulation system (2),<*> an algorithm (31) in the regulation system (2) for calculating the load (13) to the vessel's actuators (3) on the basis of sensor data (7) and command signals (9), for sending requests (13) via a signal line (14) to the actuators (3),<*> one or more communication lines (6) for sending one or more simulated sensor signals (7' ) and/or simulated commands (9<1>), characterized by<*> that the communication line (6) runs from a remote test laboratory (40) to the regulation system (2),<*> a simulator (30) comprising an algorithm (32) for simulating a vessel model's (4') new dynamic state (7') based on the previous state (7, 7'), tasks (13,13'), as well as dynamic parameters (5) for the vessel (4),<*> where the communication line (6) is designed to send back the vessel model's ( 4<*>) new simulated state in the form of simulated sensor signals (7<1>) back to the regulation system (2), for continued calculation in the regulation system (2) on the basis of the real and / or simulated sensor data (7, 7') or real and/or simulated command signals (9, 9'), of orders (13) to achieve at least one of the desired position, course, speed etc, and<*> where the at least one communication line (6) is arranged for sending the response from the regulation system (2) in the form of a request (13) as a request (13') to the remote test laboratory (40). 8. Systemet ifølge krav 7, med en bryter eller svitsj (15a) innrettet til å koble ut ett eller flere sensorsignal (7) fra signallinjen (12) til reguleringssystemet (2); med en andre svitsj (15b) innrettet til å koble ut ett eller flere av kommandosignalene (10) fra signallinjen (11) til reguleringssystemet (2); og med en tredje bryter (15c) innrettet å koble ut ett eller flere av pådragene (13) fra signallinjen (14) fra reguleringssystemet.8. The system according to claim 7, with a switch or switch (15a) arranged to disconnect one or more sensor signals (7) from the signal line (12) to the regulation system (2); with a second switch (15b) arranged to disconnect one or more of the command signals (10) from the signal line (11) to the control system (2); and with a third switch (15c) arranged to disconnect one or more of the requests (13) from the signal line (14) from the regulation system. 9. Systemet ifølge krav 7, hvor fartøyets (4) dynamiske parametere (5) inngår i reguleringssystemets (2) algoritme (31) for beregning av pådrag (13) til aktuatorene (3); og hvor det fjerntliggende testlaboratoriet er utstyrt med simulatoren (30).9. The system according to claim 7, where the vessel's (4) dynamic parameters (5) are included in the regulation system's (2) algorithm (31) for calculating the demand (13) for the actuators (3); and where the remote test laboratory is equipped with the simulator (30). 10. Systemet ifølge krav 7, hvor kommunikasjonslinjen (6) for sending av ett eller flere simulerte sensorsignal (7') fra det fjerntliggende testlaboratoriet (40) er innrettet til å kobles til og fra et første sanntids-grensesnitt (6a), på det fjerntliggende testlaboratoriet (40); hvor kommunikasjonslinjen (6) er innrettet til å kobles til og fra et andre sanntids-grensesnitt (6b) på fartøyet (4),og hvor det andre sanntids-grensesnittet er innrettet til å kobles til via svitsjen (15a) til signallinjen (11) til reguleringssystemet (2); med en simulert kommandoinnretning (10') for sending av simulerte kommandoer (9<1>) fra det fjerntliggende testlaboratoriet (40) via sanntids-grensesnittet (6a) og via kommunikasjonslinjen (6) og via sanntids-grensesnittet (6b) til reguleringssystemet (2); hvor hele eller deler av algoritmen (31) i reguleringssystemet (2) er innrettet til å modifiseres, kalibreres, eller skiftes ut, via kommunikasjonslinjen (6) fra det fjerntliggende testlaboratoriet; hvor pådragene (13) omfatter pådragssig naler (13a, 13b, 13c) i form av omdreiningstall (13a, 13b) for en eller flere propeller (16) eller thrustere (17), og rorutslag (13c) for ror (18) eller thrustere (17) og eventuelt andre styreorganer; hvor sensorene (8) omfatter en eller flere av følgende: - posisjonsbestemmende utstyr (8a), for å bestemme fartøyets posisjon (7a), så som GPS-eller DGPS-mottaker (8a), hydroakustiske posisjonsmålere (8h), integrerende akselerasjonssensorer, etc; - kursbestemmende utstyr (8b), for å bestemme fartøyets kurs (7b), f.eks. et gyrokompass eller annet kompass, - en fartsmåler(8c) eller en enkeltintegrørende akselerasjonssensor for å bestemme fart (7c); - et anemometer (8d, 8e) for å angi (relativ) vindstyrke (7d) og -vindretning (7e); - en rullmåler (8f) for å angi rullvinkel (7f); - en stampevinkelsensor (8g) for å angi en stampevinkel (7g); og hvor testlaboratoriet omfatter en datalogger (15) for registrering av responsen i form av pådrag og statussignaler (13', 19') fra reguleringssystemet (2) på målingene (7, 7')-10. The system according to claim 7, where the communication line (6) for sending one or more simulated sensor signals (7') from the remote test laboratory (40) is arranged to be connected to and from a first real-time interface (6a), on the the remote testing laboratory (40); where the communication line (6) is arranged to be connected to and from a second real-time interface (6b) on the vessel (4), and where the second real-time interface is arranged to be connected via the switch (15a) to the signal line (11) to the regulation system (2); with a simulated command device (10') for sending simulated commands (9<1>) from the remote test laboratory (40) via the real-time interface (6a) and via the communication line (6) and via the real-time interface (6b) to the control system ( 2); where all or parts of the algorithm (31) in the regulation system (2) are arranged to be modified, calibrated or replaced, via the communication line (6) from the remote test laboratory; where the commands (13) comprise command signals (13a, 13b, 13c) in the form of revolutions (13a, 13b) for one or more propellers (16) or thrusters (17), and rudder travel (13c) for rudders (18) or thrusters (17) and possibly other governing bodies; where the sensors (8) comprise one or more of the following: - position determining equipment (8a), to determine the vessel's position (7a), such as a GPS or DGPS receiver (8a), hydroacoustic position meters (8h), integrating acceleration sensors, etc ; - course determining equipment (8b), to determine the vessel's course (7b), e.g. a gyrocompass or other compass, - a speedometer (8c) or a single integrating acceleration sensor to determine speed (7c); - an anemometer (8d, 8e) to indicate (relative) wind strength (7d) and wind direction (7e); - a roll gauge (8f) to indicate roll angle (7f); - a stomp angle sensor (8g) to indicate a stomp angle (7g); and where the test laboratory includes a data logger (15) for recording the response in the form of commands and status signals (13', 19') from the regulation system (2) on the measurements (7, 7')-
NO20035861A 2002-12-30 2003-12-30 System and method for testing a control system in a vessel NO318712B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20035861A NO318712B1 (en) 2002-12-30 2003-12-30 System and method for testing a control system in a vessel

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20026284A NO320692B1 (en) 2002-12-30 2002-12-30 Process and system for testing computer-based control and monitoring systems in a vessel via a communication channel
NO20035861A NO318712B1 (en) 2002-12-30 2003-12-30 System and method for testing a control system in a vessel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20035861L NO20035861L (en) 2004-07-01
NO318712B1 true NO318712B1 (en) 2005-05-02

Family

ID=35220593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20035861A NO318712B1 (en) 2002-12-30 2003-12-30 System and method for testing a control system in a vessel

Country Status (1)

Country Link
NO (1) NO318712B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7467051B2 (en) 2005-12-07 2008-12-16 Marine Cybernetics As Method and a system for testing of a power management system of a marine vessel
US7818103B2 (en) 2004-11-19 2010-10-19 Marine Cybernetics As Test method and system for dynamic positioning systems

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU508713A1 (en) * 1973-04-11 1976-03-30 Предприятие П/Я В-8100 Test bench for cruising ship control system at sea
US5214582C1 (en) * 1991-01-30 2001-06-26 Edge Diagnostic Systems Interactive diagnostic system for an automobile vehicle and method
US7027968B2 (en) * 2002-01-18 2006-04-11 Conocophillips Company Method for simulating subsea mudlift drilling and well control operations

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7818103B2 (en) 2004-11-19 2010-10-19 Marine Cybernetics As Test method and system for dynamic positioning systems
US7467051B2 (en) 2005-12-07 2008-12-16 Marine Cybernetics As Method and a system for testing of a power management system of a marine vessel

Also Published As

Publication number Publication date
NO20035861L (en) 2004-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1579281B1 (en) Apparatus and method for testing a control system of a marine vessel
NO320465B1 (en) Procedure and system for testing a regulatory system of a marine vessel
AU2005307189B2 (en) Test method and system for dynamic positioning systems
JP2007522470A6 (en) Method and system for inspecting a ship control system
NO318712B1 (en) System and method for testing a control system in a vessel
KR20190097957A (en) HILS-based helideck motion compensating apparatus and method
US20110123960A1 (en) System for training an operator of a vessel
AU2004241516B2 (en) A method and a simulator device for training a pilot of a vessel
KR20140103652A (en) System and method for dynamic positioning of floating marine structure
KR101419822B1 (en) Simulation system for simuliting a dynamic positioning system
Webb DP and operability capabilities of the dynamically positioned drillship Ocean Clipper
Cahay et al. Operational Simulations of Safe LNG Offloading to Conventional LNG Carriers in Severe Open Sea Environments
Näsi Dynamic Positioning: Field arrival DP checks in practice

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees