W 1997 roku blisko zachodniego wybrzeża Norwegii odkryto i zagospodarowano pole gazowe Ormen Lange.
Pod względem wielkości było to drugie tego typu odkrycie na norweskim wybrzeżu. Przewidywano, że możliwa będzie produkcja rzędu 20 miliardów m3 gazu na rok. Ormen Lange, co znaczy ni mniej ni więcej jak ?długi wąż,? jest długie na około 40 km, szerokie na blisko 8 km ? leży około 3 000 m poniżej poziomu morza.
Pole gazowe ma w pełni funkcjonować w 2007 roku. Wyposażone jest w instalacje umiejscowione na głębokościach od 800 do 1 100 m. Gaz będzie transportowany z platform produkcyjnych do fabryki przetwórczej w miejscowości Nyhamna, w Norwegii, a następnie eksportowany przez ponad 1 200-kilometrowy rurociąg podwodny do miejscowości Easington na wschodnim wybrzeży Wielkiej Brytanii oraz do innych lokalizacji w Europie ? poprzez centrum dystrybucji zbudowane na wyspie Sleipner na Morzu Północnym.
Ekstremalne warunki na terenie pola gazowego (temperatury poniżej temperatury zamarzania, burzliwa pogoda, silne prądy podmorskie) powodują, że na terenie pola gazowego Ormen Lange nie daje się wykorzystać typowych platform przybrzeżnych. Zamiast tego stosuje się głowice wiertnicze umiejscowione na dnie morza, które będą podłączone za pomocą rur z nabrzeżną fabryką w miejscowością Nyhamna.
Rurociąg musi zostać połączony na dnie o urwistej, pofałdowanej topografii w taki sposób, aby niepodparte fragmenty rur nie były narażone na uszkodzenia. Aby rozwiązać ten problem, opracowano zdalnie sterowany podwodny pojazd-koparkę, zaprojektowany w celu wyrównywania dna morskiego pod nowo budowany rurociąg.
Pojazd ten nazwano Spider. Wzorem dla Spidera była szwajcarska maszyna leśna, przystosowana do pracy na wilgotnych zboczach oraz podmokłych, kamienistych terenach.
Inżynierowie firmy Nexans wykorzystali platformę Labview firmy National Instruments do opracowania projektu interfejsu użytkownika Spidera oraz wbudowanego systemu sterowania opartego na modułach CompactRIO, które posłużyły do realizacji sterowania systemami hydraulicznymi koparki.
Spider może być sterowany z dokładnością do 10-20 cm, nawet na głębokości 1 000 m. Osiągnięto taką dokładność dzięki: oprogramowaniu 3D, zamontowaniu czujników na wszystkich ruchomych częściach maszyny oraz połączeniu z systemem przetworników akustycznych. Trójwymiarowy model dna morskiego aktualizowany jest w czasie rzeczywistym z użyciem interfejsu HMI LabVIEW.
Osobne, zdalnie sterowane pojazdy podwodne z zamontowanymi echosondami przeprowadzają raz dziennie szczegółowe kontrole.
Oprogramowanie Spidera sterowane jest z kabiny sterowania, umiejscowionej na statku, gdzie operator z pomocą określonych ekranów wizualizacji ma pełny pogląd na sytuację, w jakiej obecnie znajduje się koparka. Kamery wideo zamontowane w kilku miejscach na Spiderze również w tym pomagają. Proces wyrównywania dna może być analizowany na panelu Lab- VIEW z użyciem 3-wymiarowej kontrolki ActiveX; wyświetlany jest model dna morskiego oraz ? dzięki czujnikom zamontowanym na pojeździe ? obraz pozycji maszyny (wyświetlany w czasie rzeczywistym).
Spider oraz jego chwytak sterowane są za pomocą typowego joysticka, dostępnego na rynku. LabVIEW odczytuje komendy z joysticka za pomocą specjalnie do tego celu przygotowanego instrumentu wirtualnego (Virtual Instrument) i wysyła światłowodem sygnały sterujące do Spidera ? nawet na głębokości 1 000 m.
Trzy systemy CompactRIO zamontowane są tak, aby je odizolować od wpływu ekstremalnych temperatur, słonego morskiego powietrza oraz wysokiej wilgotności. Izolacja ta zapewniona jest dzięki obudowie o klasie ochronności IP62. Zadaniem ich jest kompensacja wpływu kołysania, sterowania wyciągarką oraz sterowanie przepływem energii, jak również komunikacja z główną aplikacją LabVIEW. Algorytmy sterowania działają w czasie rzeczywistym wewnątrz modułów CompactRIO.
System jest prosty w obsłudze, ponieważ programowanie sterowania i realizacja interfejsu użytkownika odbywa się za pomocą jednego oprogramowania ? LabVIEW.
ce
Autor artykułu Halvor Snellingen
jest menedżerem w norweskiej firmie
Nexans (www.nexans.com).
Artykuł pod redakcją
dr. inż. Krzysztofa Pietrusewicza,
adiunkta w Instytucie Automatyki
Przemysłowej Politechniki Szczecińskiej