DP-System
Ein System zur dynamischen Positionierung hält Position und Kurs eines Fahrzeugs, indem es aus den Gebern der Positionsreferenz fortlaufend Befehle für die Ruderpropeller errechnet, statt sich auf Anker oder Festmacher zu stützen, und sein Klassenzusatz (DP1, DP2, DP3) beschreibt die Redundanz der ganzen Anlage und nicht bloß, wie genau sie die Position halten kann.
Was man an einem DP-System prüft.
3 Modelle von Wärtsilä in DP-System. Darunter die vollständige Modellliste.
Was ein DP-System wirklich regelt
Die dynamische Positionierung macht eine Aufgabe selbsttätig, die ein Rudergänger und ein Maschinentelegraf nicht schnell oder genau genug erfüllen können: Position und Kurs eines Fahrzeugs gegen Wind, Strom und Seegang allein mit den eigenen Ruderpropellern zu halten, ohne Festmacherleinen oder Anker. Die DP-Steuerung liest Position, Kurs und Umgebungsdaten fortlaufend, errechnet Schub und Richtung, die jeder Ruderpropeller erzeugen muss, und befiehlt die Propellerantriebe unmittelbar. Das macht DP überall dort unentbehrlich, wo eine feste Position neben einer festen Struktur zu halten ist, etwa an einer Offshore-Plattform, einem Bohrlochkopf oder einem anderen Fahrzeug während einer Übergabe.
Hauptkomponenten
Positionsreferenzanlagen
DGPS ist die Grundlage, gestützt von mindestens einer unabhängigen Anlage wie einer akustischen Unterwasser-Positionsreferenz (HPR), einem Straffdraht oder einer Laseranlage, die ein festes Ziel abliest, sodass die Steuerung die Position gegenprüfen und einen Geber mit falschem Messwert verwerfen kann.
Geber für Kurs, Bewegung und Umgebung
Kreiselkompasse, Bewegungsreferenzeinheiten für Rollen und Stampfen sowie ein Windgeber speisen die Regelung; eine Windvorsteuerung lässt die Anlage auf eine Bö reagieren, bevor diese das Schiff wirklich aus der Position drückt, und nicht erst danach.
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DP-Rechner und Bedienpulte
Der Kernrechner führt den Algorithmus zur Schubverteilung aus und stellt dem Bediener Position, Kurs, Propellerbelastung und die Folgenanalyse dar; höhere DP-Klassen verdoppeln den Rechner selbst und nicht nur die Geber, die ihn speisen.
Ruderpropeller und Energieanlage
Azimut-, Tunnel- und Hauptantriebspropeller bilden zusammen mit den Generatoren und Schalttafelabschnitten, die sie versorgen, den Teil der Anlage, der die vom Rechner geforderten Stellkräfte wirklich erzeugt.
Klassenzusätze und Redundanz
Die DP-Klasse beschreibt, welchen Einzelfehler die Anlage ohne Positionsverlust überstehen kann, nicht die Genauigkeit:
- DP1: keine Redundanz gefordert; der Ausfall eines beliebigen Bauteils kann zu einem Positionsverlust führen.
- DP2: Redundanz in Steuerung, Energieversorgung und Ruderpropellern derart, dass ein Einzelfehler in einem aktiven Bauteil keinen Positionsverlust verursacht.
- DP3: wie DP2, aber mit körperlicher Trennung zwischen den redundanten Anlagen, üblich durch Brand- und Wasserdichtigkeitsunterteilung, sodass ein Brand oder eine Überflutung in einer Abteilung nicht beide redundanten Anlagen lahmlegen kann.
Vorschriften und Klasse
Das IMO-Rundschreiben MSC/Circ.645 und die spätere Richtlinie MSC.1/Circ.1580 legen die Ausrüstungsklassen und die Betriebsanforderungen für DP-Fahrzeuge dar; die Klassifikationsgesellschaften wenden darauf aufbauend ihre eigenen DP-Zusätze an. Jährliche DP-Proben, darunter eine Nachweisprobe der Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) für Fahrzeuge mit DP2 und DP3, sind gefordert, um zu zeigen, dass sich die Anlage unter nachgestellten Fehlern wirklich so verhält, wie ihre Redundanzauslegung behauptet, und nicht bloß auf dem Papier.
Typische Fehler
| Fehler | Folge |
|---|---|
| Ein von der FMEA nicht erfasster Fehler mit gemeinsamer Ursache | Ein einzelnes Ereignis legt Anlagen lahm, die als unabhängig angenommen wurden, und verursacht trotz eines Zusatzes DP2/DP3 einen Positionsverlust |
| Drift oder Ausfall einer Positionsreferenz | Die Steuerung gewichtet eine fehlerhafte Referenz zu stark und erzeugt einen unbemerkten Positionsfehler |
| Verzögerte Antwort oder verringerte Leistung eines Ruderpropellers | Die Anlage kann den befohlenen Schub bei sich verschlechterndem Wetter nicht schnell genug erzeugen, die Reserve zum Positionshalten schwindet |
| Software- oder Netzwerkfehler zwischen den redundanten Rechnern | Verlust der selbsttätigen Umschaltung im Fehlerfall, was ein Eingreifen von Hand unter Zeitdruck verlangt |
Worauf es beim Lieferanten ankommt
- Vom Hersteller bescheinigte DP-Techniker für Jahresproben und FMEA-Nachweisproben, denn diese Arbeit wird unmittelbar am Klassenzusatz gemessen.
- Ein aktuelles FMEA-Dokument, das bei Änderungen an den Anlagen des Fahrzeugs fortgeschrieben wird, kein feststehender Bericht aus der Ablieferung.
- Erfahrung mit genau der eingebauten DP-Steuerung, denn Kongsberg, GE und andere Plattformen unterscheiden sich so weit, dass eine plattformübergreifende Fehlersuche nur begrenzt möglich ist.
- Eine Ersatzteilstrategie für die Geber der Positionsreferenz, denn eine einzelne ausgefallene Einheit kann den Betrieb bis zum Ersatz auf verringerte Redundanz zwingen.
Jede DP-Meldung während des Betriebs als Stoff für die nächste FMEA-Durchsicht behandeln, auch solche, die die Anlage ohne Positionsabweichung aufgefangen hat; eine redundante Anlage, die heute lautlos einen Fehler ausgeglichen hat, ist morgen einen Fehler näher an einem wirklichen Positionsverlust.
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