Kongsberg DPS 112 是康斯伯格海事（Kongsberg Maritime）公司生产的动态定位（Dynamic Positioning, DP）系统中的核心控制计算机单元。它属于康斯伯格DP系统家族中的关键硬件组件。
该控制器采用高可靠性的三重模块冗余（TMR）或类似冗余架构设计，专门负责实时接收和处理来自位置参考系统（如DGPS、声学）、姿态传感器（MRU）、风速风向仪等的数据，运行复杂的控制算法，并计算出对各推进器（螺旋桨、舵桨、隧道推进器等）的精确推力指令，从而使船舶或海上平台在风、浪、流等环境干扰下自动保持预设的位置和艏向。
应用场景：
在北海波涛汹涌的深水区，一艘世界上最先进的半潜式钻井平台“深蓝先锋号”正在进行水下1500米的钻井作业。其下方是价值数亿美元的海底井口装置，任何意外的平台漂移都可能导致灾难性的立管断裂或井控事故。此时，平台的“定海神针”——由三套 Kongsberg DPS 112 控制器组成的DP-3级动态定位系统正在全速运行。每台 DPS 112 独立接收并处理来自多达十几种不同原理的位置参考系统和传感器数据，通过三重冗余总线进行交叉校验。即使一套控制器因内部故障或信号干扰瞬间失效，另外两套会毫秒级无缝接管，确保推力指令连续、正确。在一次罕见的强涌浪袭击中，一套控制器的电源模块突发警报，系统自动将其隔离，作业未受任何影响。DPS 112 的极致冗余设计，确保了在这类高风险作业中“大脑”永不宕机，守护着人员、平台和环境的安全。
核心参数速览：
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | DPS 112 |
制造商 | Kongsberg Maritime（康斯伯格海事） |
产品类别 | 动态定位系统控制计算机（冗余控制器） |
系统级别 | 专为满足及超越IMO（国际海事组织）DP-2及DP-3级系统要求设计 |
冗余架构 | 三重模块冗余（TMR）或高性能双重冗余架构，支持热备份与无扰切换 |
处理器性能 | 采用高性能工业级多核处理器，具备强大的浮点运算能力 |
内存与存储 | 大容量RAM与固态存储，用于运行实时系统、存储配置与日志 |
输入/输出接口 | 丰富的串行接口（RS-422/485）、以太网接口，用于连接位置参考系统（DGPS, HPR, 声学）、姿态传感器（MRU）、风速仪、推进器控制系统等 |
控制网络 | 采用高确定性、冗余的实时工业以太网（如冗余环网）进行控制器间及与I/O模块的通信 |
电源要求 | 双路冗余直流电源输入（如24 VDC或110 VDC），保障供电连续性 |
工作温度 | 宽温设计，通常为0°C 至 +55°C（符合舰船环境要求） |
防护等级 | 通常为IP20，安装于具有气候控制的船舶或海工机电控制室（ECR）内 |
认证 | 符合DNV-GL、ABS、BV等各大船级社规范，通过严格的型式认证 |
技术原理与创新价值：
创新点1：极致的三重冗余（TMR）与容错设计。
Kongsberg DPS 112 的核心价值在于其“硬件级”的冗余理念。三个完全相同的控制器通道同步运行，通过专用的、高带宽的交叉通道数据链（CCDL）进行毫秒级的数据同步和比较。系统采用“三取二”或更先进的表决算法：只有当至少两个通道的计算结果在容差范围内一致时，指令才会被输出至推进器。任何一个单独的通道发生故障（无论是CPU、内存、电源还是I/O卡），都会被立即检测并隔离，系统整体功能完全不受影响。这种设计是达到DP-3“单故障容错”最高安全等级的根本保证。
创新点2：先进的多传感器数据融合与估算器算法。
控制器内置康斯伯格经过数十年海况验证的先进控制算法。它能实时融合来自多达数十个不同类型、不同原理的传感器数据（包括有延迟的声学信号、受多路径影响的GNSS信号、瞬态的风浪数据），利用卡尔曼滤波器等先进估算技术，准确“猜测”出船舶在当前风、浪、流联合作用下的真实运动状态和未来的漂移趋势。这使得控制系统能提前进行补偿，实现平滑、精准且节能的定位，大幅减少了推进器的无效动作和磨损。
创新点3：模块化与可扩展的开放平台。
DPS 112 采用模块化硬件设计，其I/O接口、通信卡等可以根据船舶的具体配置进行灵活选配和扩展。同时，它作为一个开放的控制平台，能够通过标准接口（如OPC UA、Modbus TCP）轻松集成第三方设备或与船舶管理系统（VMS）、电源管理系统（PMS）进行数据交互。这种灵活性使得它既能作为新造船的集成核心，也能方便地用于旧船的DP系统升级改造。
应用案例与行业价值：
案例：大型海上风电安装船“擎天柱”号DP系统集成
“擎天柱”号是一艘专门用于吊装超大型海上风力发电机组的特种工程船。在安装过程中，船体必须像“空中手术台”一样，在涌浪中保持极其稳定的位置，以便将重达千吨的塔筒和机舱精准对接在基础之上。
应用流程： 该船的动力定位系统以三套 Kongsberg DPS 112 控制器为核心构建。系统集成了双频DGPS、激光扫描仪（用于相对定位）、高精度声学定位系统（用于水下基础定位）以及光纤陀螺罗经和运动参考单元（MRU）。在作业时，DPS 112 控制器综合所有数据，精确计算出船体六个自由度上的运动，并智能协调全船八台全回转推进器的推力和方向。
带来的改进：
作业窗口与效率革命： 凭借 DPS 112 带来的高精度和稳定性，船舶能够在比传统更高海况（有义波高更高）下安全作业，每年可作业天数增加超过20%。单台风机安装时间平均缩短15%，大幅降低了海上施工成本。
安全与精度保障： 在吊装百吨重叶轮的“黄金一小时”内，系统将船位误差稳定控制在厘米级，艏向误差小于0.5度，确保了全球最重海上风机叶片的首次安装一举成功，无任何碰撞风险。
系统可靠性验证： 在一次为期两年的运营周期内，系统经历了数千小时的连续运行，DPS 112 控制器实现了100%的可用性，未发生任何导致作业中断的故障。
用户评价： 船舶船长兼DPO（动态定位操作员）表示：“操作搭载 Kongsberg DPS 112 的DP系统是一种信心。尤其是在吊装价值数千万欧元部件的关键时刻，你知道背后的‘大脑’有三重保险。它的预测和补偿能力让船舶像粘在海面上一样稳定，这是我们完成高难度任务的底气。”
相关产品组合方案：
位置参考系统： 如 Kongsberg DPS 112 的配套传感器，包括 Kongsberg Seapath 系列GNSS/INS、HiPAP 系列高精度声学定位系统、RADius 系列激光扫描仪等，为控制器提供多样、冗余的位置数据源。
运动传感器： 如 Kongsberg MRU 系列运动参考单元，提供精确的横摇、纵摇、升沉、加速度数据，是控制器估算船体运动状态的关键输入。
推进器控制系统： 康斯伯格或第三方的推进器控制单元（TCU），接收来自 DPS 112 的推力指令，并驱动推进器执行。
DP操作台（DP Console）： 集成了显示屏、控制杆、按钮和报警面板的人机交互界面，是DPO监控和操作整个DP系统（包括 DPS 112）的终端。
Kongsberg K-Chief 600 船舶自动化系统： 可与 DPS 112 DP系统深度集成，实现与机舱监控、电源管理等系统的协同，优化全船能效。
冗余网络交换机： 构成连接 DPS 112 控制器、传感器和推进器控制系统的冗余高速以太网骨干网。
不间断电源（UPS）： 为 DPS 112 控制器及关键传感器提供纯净、不间断的电源，应对船上电网瞬态波动。
系统培训与仿真器： 康斯伯格提供的专用培训系统，用于培训DPO熟练掌握包括 DPS 112 在内的整套DP系统的操作与应急程序。
安装维护与全周期支持：
Kongsberg DPS 112 控制器的安装必须由经过康斯伯格认证的专业工程师执行。它通常成对或成组安装于符合船级社要求的、具有防振底座和良好通风的控制柜内。接线需严格遵守规范，特别是冗余电源和冗余网络的连接，必须独立布线，防止共因故障。系统上电后需进行全面的硬件自检和软件初始化。
维护工作遵循预防性维护计划。包括定期检查控制器状态指示灯、日志文件，进行冗余切换测试，清洁散热风扇和滤网。软件方面，需定期更新导航星历、声学系统校准数据，并根据康斯伯格发布的服务通告升级系统固件以获取性能提升或安全补丁。
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