HOLDES I RO: Når undervannsutrustning skal vedlikeholdes eller løftes på plass på store havdyp, må skipet bruke DP for å holde posisjonen. På mange felt er utstyrstettheten på havbunnen så stor at det er umulig å ankre opp. (Bilde: BOA/Aker Maritime)
VED OLJELASTING: Også fastforankrede skip som Norne bruker DP. Det er for å holde skipet i en gitt posisjon opp mot vinden når oljen skal lastes over fra skip til bøyelaster. (Bilde: Øyvind Hagen/Statoi)

Dynamisk posisjonering

  • innsiktoffshore

Seks frihetsgrader

DP-systemene har seks frihetsgrader som inngår i beregningene når skipet skal holdes i posisjon eller skal kjøres etter en gitt kurs. Disse er

  • Bølger (sjø i baug eller fra akterskip)
  • Slingring (bevegelse mot styrbord eller babord)
  • Løft (vertikalbevegelse i skipet)
  • Rulling (rotasjon i bølgeaksen)
  • Stamping (rotasjon slingreaksen)
  • Giring (rotasjon rundt vertikalaksen)

Også andre elementer tas med i beregningen, blant annet vindens og strømmens styrke og retning.

Dynamisk posisjonering (DP) er kanskje det viktigste norske bidraget til verdens offshoreindustri. Uten denne teknologien hadde det vært umulig å legge rør, bore brønner, drive vedlikehold eller produsere olje fra havdyp større enn 200 meter. I dag er nesten alle offshorefartøyer utstyrt med denne teknologien.

De første fartøyene som fikk installert DP, var fartøyer som var med i pionérperioden i norsk offshoreindustri. Stolt Nilsens Seaway Sandpiper var et av disse skipene. Skipet ble brukt til å dumpe stein, grus og sand i forbindelse med legging av rør på havbunnen.

Også cruiseskip har installert DP for å unngå å ankre opp på korallrev og andre sårbare steder. DP hjelper også til med å manøvrere de store skipene til kai.





Modellbasert regulering

Et skip med DP må være utstyrt med bevegelige trustere som kan styres både i retning og i pådrag. Det er trusterne sammen med vanlige framdriftssystemer som gjør at skipet kan holdes i nøyaktig posisjon. Selve DP-systemet er avansert reguleringsteknikk, basert på multivariable algoritmer. Som basisdata ligger informasjon om skipets størrelse, effekter på propeller, treghetsmomenter og manøvrerbarhet.

For å få inn alle dataene brukes forskjellige instrumenter: Gyrokompass, satellittnavigasjon (GPS), differensiell GPS, bølgesensorer og akustiske transpondere på havbunnen for fart, retning og posisjon. Vind-, strøm- og bølgemålere brukes for å innhente miljødataene. Signaler fra alle disse brukes i DP-systemet.

For å få reguleringen av skipet så nøyaktig som mulig brukes et kalmanfilter for forutsi effektene av selve pådraget på skipets propeller. Dermed kan systemet beregne nøyaktig forløpet til pådragene for å oppnå ønsket posisjon.





Flere klasser DP

Det finnes flere forskjellige klassifiseringer av DP-systemer. Et enkelt system, DP, brukes gjerne på skip, et redundant system, DP II, brukes gjerne på fartøyer hvor sikkerhetskravene til å holdes i posisjon er høyere. DP III er det mest avanserte systemet med tre systemer i parallell. Her sjekkes både inn- og utgangssignaler mot hverandre for å sikre at det er riktig aksjon som skal gjennomføres. Systemet er påkrevd for borerigger som ikke skal ankres opp under boreoperasjoner.

Siste skudd på stammen er Green DP, hvor systemet er optimalisert til minimalt forbruk av kraft og dermed utslipp.





Opprinnelig militært

Utgangspunktet for DP var behovet for å utvikle treffsikre våpen, nærmere bestemt Penguin-raketten. Det reguleringstekniske miljøet på NTH, nå NTNU, ble engasjert i å utvikle algoritmer for å kunne styre missilet mot målet, uavhengig av vær og vind.

Derfra var ikke veien lang til å tenke at dette kunne brukes til å styre fartøyer også. Kongsberg Våpenfabrikk utviklet systemet under navnet Albatross. Under krisen for KV midt på 80-tallet ble rettighetene til produktet solgt til Simrad, som siden er kjøpt opp av Kongsberg-gruppen. Siden har flere andre leverandører introdusert DP-systemer, blant andre ABB, men de ga opp og solgte hele virksomheten til Kongsberg. I den senere tid har Rolls-Royce utviklet et DP-system i samarbeid med rederier på Nordvestlandet.

Norske leverandører har i dag rundt 80 prosent av dette markedet på verdensbasis.