GEOMAR Technologie Heave-Kompensation für Winden

Heave Compensation for Winches - Heave-Kompensation für Winden

Eine Nutzlast über dem Meeresboden wird i.a nicht konstant in absoluter Tiefe gehalten. Dies wird nicht nur durch Seegangsbewegungen verursacht, sondern auch durch daraus erzwungenen Schwingungen im Draht. Erst bei einer Kompensation des Heave-Effektes, d.h. bei Eliminierung der Auswirkung des Seegangs und der Elastizitäten des Kabels, wird dieses Ziel erreicht.

GEOMAR Technologie hat in Zusammenarbeit mit der Fachhochschule Kiel eine Logik entwickelt, die die Eingangsdaten verarbeitet, erforderlichenfalls Phasen verschiebt und den Seegangskompensator so ansteuert, dass die gewünschten Hiev- und Fierbewegungen in der richtigen Phasenlage und Amplitude ausgeführt werden können. Die Entwicklung wurde primär für die mobile Tiefsee-Kabelwinde MobiWinch konzipiert, sie ist jedoch für jedes andere Windensystem geeignet. Die Regelung für eine Seegangskompensation kann dabei als eigenständiges System arbeiten. Das Programm erlaubt, die Werte für Seegang, Kabel oder Dämpfungsgrad zu verändern, so dass verschiedene Möglichkeiten betrachtet werden können. Auch der Regler ist während der Simulation veränderbar, um sofort die Auswirkungen auf die Simulation beobachten zu können.

Es wird eine Simulation präsentiert, die anhand von Eingangsparametern, z.B. der Schiffsbewegung, eine Kompensationseinrichtung steuert. Anhand der durch die Simulation gewonnenen Ergebnisse wurde ein externer Regler geschaffen, der in Abhängigkeit von den Eingangsvariablen:

Bewegung des Schiffs,
Zugkraft an oberen Ende des Kabels,
Abstand der Plattform vom Grund,
Kolbenstellung des Kompensationssystems

die Ausgangsgrössen einstellt:

Ventilstellung des Hydraulikzylinders der Kompensation und
Antriebskraft der Winde.

Eine Recherche über Seegangskompensatoren für Winden ergab, dass keines der Systeme einen geschlossenen Regelkreis aufweist, in dem das System Tiefseekabel ausreichend berücksichtigt ist. Bei den Systemen handelt es sich vielmehr um eine Kombination aus einer Regelung, welches die Oberflächenbewegung des Schiffs ausgleicht und einer Steuerung für die Bewegung des Tiefseekabels, bei der keine Rückmeldung erfolgt, ob das angestrebte Ergebnis auch tatsächlich erreicht wird. Die Elastizität des Kabels und der Einfluss der Meeresströmung auf dieses finden keine Berücksichtigung. Da zudem das verwendete Antriebskonzept, die Spannungsversorgung und das Eigengewicht der MobiWinch besondere Aufmerksamkeit bedürfen, wurde eine Seegangskompensation entwickelt, die den Regelkreis durch die Messung der Distanz zum Meeresboden und der Bewegung der Plattform schliesst. Bei einem geschlossenen Regelkreis kann angemessen auf Störungen reagiert werden, wodurch eine höhere Genauigkeit erreicht wird.

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