船舶操舵控制系统(SCS)
船舶操舵控制系统介绍
船舶操舵控制系统一般有自动操舵（俗称电罗经或磁罗经操舵自动跟踪操舵仪）、随动操舵（俗称舵轮操舵，包括遥控操舵）和应急操舵（俗称手动操舵、手柄操舵）三种操作方式。
自动操舵是驾驶员设计好航向后，操舵仪根据内部算法控制舵叶，使船舶按照设定的航向行进的操舵方式。根据自动控制的目标是船舶方向还是船舶航行轨迹，还可以分为航迹舵和非航迹舵。
随动操舵是水手按照驾驶员的指令，手操舵轮来控制舵叶，类似于汽车驾驶，使船舶处于驾驶员要求的航向上的操舵方式，根据舵手位置不同，还可分为驾驶台操舵和两翼遥控。
应急操舵是独立于以上两种操舵系统的最简易可靠的操舵方式。
简单地说，船舶在港内航行时，一般使用随动操舵；出港后在大洋航行时，一般使用自动操舵；当前两种都出现故障时，才使用应急操舵。
船舶操舵控制系统这三种操舵方式，技术含量最高的是自动操舵。因为自动操舵的内部算法必须保证船舶在任何外部情况下（大风浪/急流/罗经不稳定等）都能够维持好设定航向或航线计划。在不同的情况下，良好的自动操舵系统能够跟踪罗经方位变化来合理控制船舶舵叶，使船的舵叶转动有效并且灵活，从而节省舵机损耗和燃油消耗，降低运营成本，增加船东效益。此外，操舵系统在海上都是每天24小时不停地运行，系统必须具有超强的稳定性。
一、HLD-SC 100船舶操舵控制系统产品标准
2009年初，经过多家权威实验室反复验证和实船安装测试后，海兰信公司成功地完成了海兰信第一代船舶操舵控制系统HLD-SC100。该产品满足IEC60945－2002、ISO 11674（2006）、IEC61000、GISPR16、CCS GD01－2006、SOLAS公约1981修正案第Ⅱ－1／29条、IEC60529、SC-94、MSC.64(67)、CCS《钢质海船入级规范》(2006)等标准，目前已通过CCS船级社颁发的产品认证，正在申报BSH、GL等船级社颁发的产品认证。
二、HLD-SC 100适用船型
海兰信第一代船舶操舵控制系统HLD-SC 100有手动操舵控制系统、航向控制系统、航迹控制系统三大模块。
● 手动操舵控制系统适用于小型国内航线在航船；
● 手动操舵控制系统加航向控制系统适用于大型国内航线在航船和国际航线在航船；
● 航迹控制系统专为高端客户量身定制。
三、HLD-SC 100 产品技术特点
● 全数字化设计。系统拥有更强的可靠性、扩展性、可维护性。
● 全模块化设计。参考国际上最新设计理念，能适应各种安装场所要求的不同外壳防护等级和不
同安装方式。
● 双CAN总线技术。系统分成四个功能区，可形成8路CAN总线。各模块单元之间，实现了光电隔
离，结合通信总线自动备份，确保控制数据传输可靠性。
● CPU+DSP双核技术加实时嵌入式操作系统。控制精度高，稳定性好。
● 先进的自动控制算法。根据国际上最新自动控制设计原理，经过多年反复实验选择和验证，
实现智能化和专家化。
四、 HLD-SC 100船舶操舵控制系统组成
根据客户订制的功能不同可分为A\B\C三种配置组合和可选配置：
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序号NO. |
部件名称
NAME OF PARTS |
部件编号
PART’S SN |
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A |
手动操舵控制系统
Manual steering control system |
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1 |
模式开关单元 （HLD-SW 100 ，steering mode selector) |
1901002A0 |
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2 |
报警显示单元 （HLD-AD100， Alarm Display Unit） |
1901007A0 |
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3 |
系统开关单元 （HLD-SS 100, System Switching Unit） |
1901005A0 |
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4 |
NFU单元 （HLD-NFU 100, Non-Follow-up Unit） |
1901008A0 |
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5 |
FU单元 （HLD-FU 100, Follow -up Unit） |
1901004A0 |
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6 |
伺服控制箱 （HLD-SV 100, Servo Control Unit） |
1902000A0 |
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7 |
反馈机构 （HLD-RF 100, Rudder Feedback Unit） |
1903000A0 |
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8 |
报警控制箱 （HLD-AL, Alarm Control Unit） |
1905000A0 |
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B |
航向控制系统 Course control system |
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9 |
操作单元 （HLD-OP100, Operator Unit） |
1901001A0 |
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10 |
Override单元 （HLD-OV100, Override Unit） |
1901010A0 |
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11 |
分罗经单元 （HLD-RP 100, Repeater Compass） |
1901003A0 |
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12 |
航向控制箱 （HLD-AC 100, Coarse Control Unit） |
1904000A0 |
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C |
航迹控制系统（在航向控制系统基础上，更换航向控制箱为航迹控制箱，电路板相同，程序不同。）
Track control system |
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13 |
航迹控制箱 （HLD-AC 110, Track Control Unit）
(used to replace the Coarse Control Unit in B: Course control system to form the Track control system. All other hardware units are the same, but the software is different) |
1907000A0 |
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选配组件Optional units |
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14 |
操舵台 （HLD-ST 100, Steering Stand） |
1901000A0 |
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15 |
遥控单元 （HLD-RC 100, Remote Control Unit） |
1906000A0 |
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五、HLD-SC 100产品技术规格
● 性能：
满足IMO A.822 (19)，ISO/CD16329.2，IMO MSC (64)67，ISO11674：2006等标准
及EMC/EMI 标准：IEC 60945 ed4.0：2002.08
A 舵角复示误差---自动操舵仪主操纵台（或驾控台）舵角复示器指示值与舵机舱机械舵角指
示器指示值间误差应不大于1°，正舵时误差应不大于0.3°（ISO 11674标准第4.3.5条）
B 航向灵敏度---自动操舵航向灵敏度不大于0.5°航向。
C 随动操舵灵敏度-----随动操舵灵敏度应不大于1°给定舵角。
D 航向稳定精度---在没有干扰的情况下，预设航向和航向之间差值的平均值在±1°之内，最大
单幅值在1.5°的范围之内。（ISO 11674标准第4.3.13条）
E 航迹稳定精度---航速≥10kn，4级海况以下，航迹稳定精度不大于0.3 n mile (不包括定位
误差)。
F 超调---根据ISO11674附件A在L/v=30的情况下的规定，将预设航向改变到实际航向的左、
右20°时，超调量不应大于2°。（ISO11674标准第5.5.5条）
G 随动跟随误差---不大于1°舵角。
H 转舵速度---不论用何种操舵方式转舵，平均转舵速度在大于等于4.7°/s时能正常工作。
● 可配舵机类型：液压式, 机械式，扭矩马达式, 螺线管式；
● 操舵模式：NFU应急简操，FU随动操舵， 自动操舵，（两舷）遥控操舵等四种模式；
● 输入电源：380/440V，50~60Hz，单相；
● 报警控制电源：船舶应急24V (18-36V DC)；
● 电源功耗：<40W，不包括舵机驱动功率；
● 设备信息语言：英文；
● 系统开关位置：操舵台或主机单元的操舵模式选择器上；
● 艏向传感器：陀螺罗经, 磁通门罗经, 磁罗经，NMEA 罗经以及艏向发射设备；
● 报警输出：声光报警, 外置，可选；
● 报警类型：航向监测报警，断相，偏航，失电，系统故障，过载，液位低，滤嘴堵塞，
温度过高等；
示意图 Schematic diagram
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