时钟对时

2024-08-22

时钟对时(共3篇)

时钟对时 篇1

摘要:针对分布式控制系统的时间同步精度要求,基于ADI公司的BF518高性能DSP芯片,对IEEE-1588协议的P2P对时进行了阐述。通过芯片中关于IEEE-1588协议的TSYNC模块检测PTP事件消息,并提供事件消息的硬件时间戳以提高时间标记的精度,从而降低计算主从时钟时延时间的误差。分析了时钟晶振固有稳定性对时钟同步精度的影响,通过设置加数寄存器值调整本地时钟的频率,并对IEEE-1588协议高精度时间同步过程的软件实现进行了详细阐述。实验测试结果表明,该方法很大程度上提高了同步精度,达到了高精度同步系统的要求。

关键词:IEEE-1588,网络时钟同步,硬件时间戳,P2P

随着数字化变电站的发展以及分布式网络的广泛应用, 对于系统的时间同步精度和稳定性要求越来越高[1,2]。 本文设计实现了时钟对时同步的系统方案和软件实现过程, 其基于ADI公司的BF518 高性能DSP, 包含支持IEEE-1588 协议的模块以及具有硬件时间戳功能的TSYNC模块[3,4]。

基于IEEE -1588 协议的主从时钟通过周期性地交互带有时间戳的报文计算出时间偏差和频率偏差,并采用适当的方法调整时钟的时间和频率,从而达到时钟同步的目的。 其中报文携带的时间戳的精度是决定时钟对时精度的一个重要因素[5]。

1 系统模块方案

图1 所示是一个建立在ADSP_BF518 处理器中的完整的兼容IEEE-1588 2008 版本的系统。 处理器的TSYNC模块探测传入和传出的IEEE-1588 消息以及使用硬件标记事件消息的时间戳。 IEEE -1588 协议栈完成标准要求的消息交换。 TSYNC驱动负责读写和调整TSYNC时钟, 以及使用MAC控制器驱动发送和接收以太网MAC层( 开放式系统互联的第二层) 消息。 同时也完成控制律和过滤P2P延时测量。 以太网PHY芯片采用美国国家半导体的DP83848 , 因为它具有低的延时抖动特性。 采用处理器50 MHz系统时钟作为TSYNC模块的时钟源。

2 ADSP_BF518 处理器的TSYNC模块

ADSP_BF518 拥有一个内置的EMAC模块, 具有支持由额外的TSYNC模块扩展的包含在IEEE-1588 标准协议内的EMAC功能的能力;同时额外的特性是支持以太网中广泛的IEEE-1588 应用。 图2 所示是TSYNC模块的框图。

ADSP_BF518 处理器具有如下特性:

( 1 ) 包探测: ADSP_BF518 处理器能够探测和提供硬件时间戳给所有的IEEE-1588 事件消息,包括传入和传出包。 IEEE-1588 系统的精度主要依赖于事件消息的时间戳精度和时间戳标记的时机,因为这些影响了路径延时对称和不变的前提要求。 TSYNC模块一直监视MAC控制器与以太网PHY之间的硬件接口(即MII层接口),并为任何时候探测到的事件消息生成硬件时间戳。 由于物理层对报文传输的延时很小且几乎无延时波动,因而可以得到很高的时间标记精度[6]。 事件消息的探测被设计为可编程的,基本可配置为支持IEEE-1558 2002 版本或IEEE-1588 2008版本。 此外,此种可编程特性允许支持IEEE-1588 将来的版本,也可以支持需要时间戳的通用协议,包括配置打入时间戳到进入或传出的每个以太网包。

( 2 ) 灵活的时钟源: 本地时钟的属性对于IEEE - 1588系统的性能至关重要。 为满足各种应用的需求,ADSP_BF518 处理器允许本地时钟源有3 个选项: 系统时钟、外部时钟、以太网时钟。 如果应用程序有特定的时钟要求,可选择外部时钟以提供定制的时钟源。 以太网时钟的选择可以提供很好的精度,如果主从设备连接在同一个回路, 因为参考时钟来自以太网线, 所以两个设备运行相同的时钟。 通常的应用可以选择系统时钟作为时钟源。 被选的时钟源也是由TSYNC模块驱动,并通过特定的Clock Out引脚作为处理器的一个输出,被系统的其他部分用来获取本地时间信息。

( 3 ) 可调时钟: TSYNC模块的可调时钟是基于加数器的时钟。 如图3 所示,输入固定的时钟信号,输出一个脉冲变少了的输入信号: 每一次输入时钟, 加数器的值会被加到累加器,每次累加器的溢出产生的进位会驱动本地时间计数器,时间计数器是以脉冲的数目表征本地时间信息。 可以通过改变加数器的值来调整本地时钟的频率, 因为加数器决定累加器溢出的频率, 从而决定本地时钟计数器增加的频率,因而可达到调整本地时钟的目的。 如式(1)所示,Fin是输入时钟的频率,A是加数器的值,Fout是本地时钟频率。

3 影响时钟同步精度的因素

在IEEE1588 精确时钟协议进行主从时钟同步的过程中,由主时钟先发送同步报文。 从时钟收到同步报文时,根据同步报文中的时间戳和线路延时计算出与主时钟的偏差,对本地时钟进行调整。

在同步过程中,要满足一些基本的前提条件。 其中包括: 同步系统子网内的主从时钟通信传输延时须对称,如不对称不可忽略,则必须做出补偿;时钟内的晶体振荡器应具有足够好的固有稳定性。 同步计算方式如下:

式中:D为主从时钟线路的平均延时(D的存在是因为从时钟得到的时间是主时钟发出包的时间戳,Tmk- Tsk是主从时间差),在系统启动时设为默认值0;Ok为第k次同步时从时钟计算出的与主时钟的偏差;Tmk和Tsk分别为第k次同步时, 主时钟和从时钟在底层记录的时间戳; TΦsk为本次同步修改系统时钟前的PTP系统时间,TΨsk为本次同步后的PTP系统时间[7]。

主从时钟通过交换时间消息的方式达到同步, 存在如下局限性:

( 1 ) 主时钟发送携带时间信息的广播报文的时间间隔不能无限大。 因为从时钟将使用自身精度低的振荡器打入时间戳到接收到的广播报文,如果报文的时间间隔过大, 会导致主从时钟随着时间的推移偏差逐渐增大。如式(1)主从时钟振荡器的特点不同引起的偏差Ok, 如果时钟内的晶体振荡器的固有稳定性不够好, 那么偏差Ok会更大,间隔时间内产生的同步误差就更大。

( 2 ) 如式( 1 ) 所示, 主从时钟的线路延时存在一定的误差D, 增加了额外的偏移值, 间隔时间内产生的同步误差也就相应地增加。

(3 ) 如果路径平均延时D在主从时钟间不对称, 即无法通过平均值计算得到D, 那么随着D的准确度降低,将进一步导致主从时钟间的同步精度降低。

4 主从时钟延时计算和调整从时钟时间的实现

如式(2) 中Ok= Tmk+ D - Tsk所示,Tmk和Tsk分别为第k次同步时, 主时钟和从时钟记录的时间戳, 为已知的时间信息。 因此只要计算出平均路径延时D,就可以得出Ok, 从而最终算出同步后的从时钟时间TΦsk。

主从时钟的振荡器越相似,则平均路径延时D越准确,那么从时钟同步时间的精度就越高。 IEEE-1588 协议提供以下方法提高平均路径延时D的准确度:

( 1 ) 由于主从时钟设备对同步报文的协议栈处理和操作系统调度存在不确定的延时抖动,造成平均路径延时D变化大,准确度降低,从而降低了同步精度。 IEEE-1588 提出越往底层打上时间戳, 精度越高。 从而消除了软件处理带来的不确定性延时抖动,提高了同步精度。

( 2 ) 在IEEE - 1588 第二版本引入的对等时钟中, 对不对称的路径延时必须做出修正,提高了平均路径延时D的准确度,从而提高了同步精度。

更新版本的IEEE-1588 2008 进一步引入了对等时钟延时机制, 同时增加了3 个额外的事件消息, 分别为Pdelay Req 、 Pdelay Resp Follow Up和Pdelay Resp 。 图4 所示包括对等时钟的事件消息交互过程以及时间戳产生的时刻和过程。

如图4 所示, 可以把延时计算分为两个过程: 主时钟到从时钟的延时和从时钟到主时钟的延时。

4 . 1 主时钟到从时钟的延时计算过程

SYNC和Follow Up消息是由主时钟发出, 从时钟对消息作出响应并计算出主时钟到从时钟的传输延时[8]。

主时钟设备读取软件时间戳Tm1, 插入到SYNC消息中,然后发送此消息。 接着在SYNC消息离开设备时,主时钟设备物理层会自动在SYNC消息中的相应字段打上T′m1硬件时间戳。 SYNC消息到达从时钟时,从时钟物理层打上硬件时间戳T′s1, 随后被从时钟软件接收, 标记软件时间戳Ts1。 从时钟软件读取接收硬件时间戳T′s1,以便计算主时钟到从时钟的传输延时。 如果没有传输延时, 则Ts1 ′= Tm1 ′+ Tms成立, 其中Tms是主从时钟间的时间差。 1588 协议的最终目标就是要补偿该时间差。

SYNC发送完成后, 主时钟设备软件读取SYNC消息时间戳单元的离开时间T′m1, 并把T′m1插入到Follow Up消息中,然后在软件时间戳Tm2发送Follow Up消息。 Follow Up消息在从时钟设备的软件时间戳Ts2收到。 此时,从时钟设备软件有两个时间点T′s1和T′m1, 分别为SYNC到达时间戳和SYNC离开时间戳。 主从时钟路径延时Tmsd:

4 . 2 从时钟到主时钟的延时计算过程

PDlay Req消息由从时钟设备发送, 主时钟接收到PDlay Req消息后, 发送PDlay Resp消息作为回应。 通过此过程,从时钟设备可以计算出从时钟到主时钟的传输路径延时。

如图4 所示, 在时刻Ts3, 从时钟设备软件读取当前的系统时间Ts3, 并插入到PDlay Req消息中, 然后发送出去。 发送完成后,从时钟设备软件读取消息离开设备的硬件时间戳T′s3, 并等待主时钟设备的回应。

随后PDlay Req消息到达主时钟设备,物理层标记硬件时间戳T′m3, 且在软件时间戳Tm3时刻被主时钟设备软件处理。 软件读取PDlay Req消息到达主时钟设备的硬件时间戳T′m3, 并插入到PDlay Resp消息中, 然后在软件时间戳Tm4时刻发送给从时钟。 当从时钟设备软件在软件时间戳Ts4接收到PDlay Req消息时, 从时钟设备软件读取该消息硬件时间戳T′m3。 此时, 从时钟设备软件具有两个已知时间戳T′m3和T′s3, 可以得出从时钟到主时钟的延时计算公式:

在式(3)、 式(4) 中, 有一个未知量即主从时钟间的时间差Tms, 所以不可能求解出Tmsd或Tsmd。 然而IEEE -1588 协议的一个重要的假设为 “ 传输路径是对称的” ,即Tmsd= Tsmd= Td。 那么可以得出平均路径延时Td:

从时钟需同步于主时钟的时间, 以上所有的计算由从时钟完成。 从时钟从主时钟设备的Follow Up消息中得到T′m1, 接收Follow Up消息后得到自身的接收硬件时间戳T′s1, 发送PDlay Req消息得到自身的发送硬件时间戳T′s3以及从主时钟设备PDlay Resp消息中抽取的硬件时间戳T′m3。

4 . 3 从时钟时间调整

计算出从主时钟之间的时延后, 需对从时钟作出时间调整。 这里包括两方面:(1)需加上与主时钟的绝对偏差以调整自身的绝对时间;(2)调整自身的时钟频率与主时钟同步。

如图5 所示, 调整从时钟的控制律, 从时钟与主时钟之间的差别驱动了可调时钟的运行。 可调时钟分两个步骤进行,使得从时钟的时间增长不产生向前跳跃或向后折回:(1) 当时间差大于1 s时, 从时钟采用绝对时间调整;(2)当时间差在1 s内时,从时钟采用频率调节。

5 试验测试结果

测试环境是采用两块时钟板卡直接连接进行主从时钟的对时, 主从时钟输出的PPS通过示波器保存处理。 图6 所示是实验测试数据,横坐标为对时次数,纵坐标为主从时延,单位为ns。

正值处理后的主从时钟对时数据如表1 所示。 实验数据表明, 主从时钟对时精度在100 ns之内, 且有90 . 26 % 的数据在50 ns内。

由实验测试数据可知,对时精度满足电力系统应用的要求。 可以得出结论:(1)通过本文介绍的在MII层标记硬件时间戳的方式, 可以消除操作系统和协议栈处理产生的延时, 更精确地标记硬件时间戳, 从而提高了对时精度;(2) 以太网PHY芯片采用美国国家半导体DP83848 , 因为它具有低的延时抖动特性, 百兆网速的点对点主从对时产生的物理层延时抖动非常微小。

时钟对时 篇2

1 系统硬件设计

电铃控制仪电路结构框图如图1所示。它主要有GPS接收模块、电源模块、微处理器模块、按键和显示模块、驱动控制模块等电路构成。

1.1 GPS接收电路设计

GPS卫星发送的导航定位信号是一种可供无数用户共享的信息资源。对于陆地、海洋和空间的广大用户,只要用户拥有能够接收、跟踪、变换和测量GPS信号的接收设备即GPS信号接收机,就可以在任何时候用GPS信号进行导航定位测量。

本设计方案是利用GPS接收电路,接收解调GPS信号,从中提取时间信号作为电铃控制仪的校时基准。因GPS信号中的时间是由铯原子钟产生的,时间精准度极高,故而可使打铃仪的校时精度很高,累积误差为0秒。GPS接收电路如图2所示,由GPS天线和GPS模块组成。

图2基于MAX2742的GPS接收机的结构框图。MAX2742工作于18.414MHz晶振或TXCO,可通过IFSEL引脚(引脚10)来选择差分或单端IF输出(1.023MHz)。总的信号变换增益为120dB,噪声系数4.5dB,利用MAX2742型CMOS RF前端GPS接收机电路,几乎不需附加任何外部元件,其功耗仅为32mW,MAX2742采用高性能的内置LNA实现二级滤波,极大地降低了干扰信号对接收机性能的负面影响。

1575.42MHz的L1 GPS的信号由天线接收后获得1.5dB噪声和20dB增益,经过LNA(MAX2654)进行放大。MAX2654工作在1575MHz的GPS频段,增益为14.1dB,噪声系数为1.45dB,电流消耗仅为8.3mA。放大后的信号输入到SAW(NSVS658),实现37dB的带外抑制,仅产生3dB的插入损耗。NSVS658具有50Ω的标准输入/输出阻抗,信号在输入MAX2742(7引脚)时,需要外接阻抗匹配电路。

MAX2742采用统一3.3V供电,在给高频放大和混频模块供电时需采用滤波电路,在设计外部电路和印制电路板时必须注意。一般用两只旁路电容器与各个引脚相连,一个用于过滤高频元件的干扰信号,另一个用于过滤低频元件的干扰信号。这两个电容应尽量靠近各个引脚,以减小线路的感应系数;同理,这两个电容器的另一端应尽量靠近地。否则,射频输入可能会很不稳定。

CXD2932是GPS卫星定位测量系统专用的大规模集成电路。这个电路包含一个32bit RISC CPU、卫星追踪电路、2Mbit掩模型ROM、RAM、UART和内部时钟等。通过RXD输出引脚得到所需的GPS时间信号。

1.2 主要电路设计

微处理器采用宏晶科技STC89C51RC单片机,该芯片具有双串口,双串口可直接与PC(或者其他设备)连接,也可通过CH340T转换成USB通信(同时只有一个UART可以USB通信,通过开关切换);指令代码完全兼容传统8051单片机,可选择6时钟/时钟周期,内部集成MAX810专用复位电路。

主要特点:工作频率范围0~40MHz,相当于普通8051的0~80MHz;片上集成512字节RAM;ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程),无需专用编程器/仿真器;采用降低单片机对系统电磁干扰(EMI)三大措施:1)禁止ALE信号输出;2)外部时钟频率降低一半、单片机内部时钟振荡器增益降低一半;3)内置真正硬件看门狗和EEPROM电路,超低功耗。具体电铃控制仪电路原理图如图3所示。

时间设置点可由键盘电路输入,本设计每天可设置40个时间点,微处理器开机上电后通过RS485总线不间断接收GPS接收模块发来基准对时信号,以达到调整电铃控制仪的误差时间目的。在未收到卫星信号或天线断线情况下,内部时钟仍继续走时,可维持一周时间,无需后备电池即能满足电铃控制器对时间的要求。

LED显示模块采用SLM2848恒流模块与单片机采用串行口相接,以中文方式显示当前时间点、时、分、秒、星期等信息及系统设置时的提示信息,单片机控制继电器TIL113驱动外接电铃。为保证在强干扰情况下不会误打铃,采取了如下抗干扰措施:1)单片机驱动打铃继电器电路采用硬件译码,用三根口线驱动一只继电器,另加光电耦合器隔离;2)电铃控制器工作电源采用通过欧洲标准EMC抗干扰测试的开关电源模块;3)除硬件看门狗外,软件还采用了软件陷阱技术;4)软件上采用比较存于不同EEPROM区域的打铃时间值的方法,增加可靠性。

2 打铃仪软件设计

2.1 GPS协议

几乎所有GPS接收模块的串行输出数据格式都遵循美国国家海洋电子协会(National Marine Electronics Association)所指定的标准规格。这一标准制定所有海洋电子仪器间的通信标准,其中包含传资料的格式以及传输资料的通信协议。NMEA协议有0180、0182和0183三种,0183可以认为是前两种的集合,现正广泛使用。NMEA—0183协议的数据格式为1个起始位、8个数据位、1个停止位、无奇偶校验位,波特率为300、600、1200、2400、4800、9600、19200;其输出数据为ASCII码,语句包括GPGGA、GPGLL、GPRMC、GPGSV、GPVTG等,各语句内涵内容各不一样。

2.2 主程序设计

NMEA—0183协议每一句内含的各个内容均以逗号隔开,可以通过判断逗号的个数,识别时间数据和日期数据,软件采用“常中断”方式,即主要工作在定时器中断中完成。与GPS模块之间串口通信采用查询方式。因NMEA-0183协议数据格式有60多个字节、采用4800波特率,需用大于2mS时间才能传送完全部字节,故用1mS定时中断完全可以适应要求。每当发生一次1m S定时中断,就查询一次串口,保证不丢码。其主程序和中断子流程图如图4所示。

2.3 子程序设计

GPRMC协议抬头及时间读取部分子程序如下。

3 结束语

该电铃控制器与市场上同类产品相比,完全消除累积时间误差,可以长期保持打铃同步误差≤1秒,一次性设置,无需人工二次维护,并且增强了抗干扰性设计,可以工作在环境较恶劣的场所,目前产品已在我校实际安装使用,达到了预期的效果。该系统可广泛应用于高校、企事业单位等领域,具有较高的实用价值。

参考文献

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[2]李全,程俊.单片机定时控制实验系统[J].仪表技术,2008,12(5):22-24.

[3]郭天,陈霞.GPS接收机与单片机的接口及编程技术[J].河北工业科技,2008,21(4):208-210.

时钟对时 篇3

随着电力技术的发展, 大容量、高参数的发电机组相继建成, 对发电厂自动化系统稳定性的要求也就越来越高。现行规范要求, 对发电厂、变电站、调度所需配置时钟同步对时系统, 要求卫星同步时钟对时系统能够覆盖所有需要对时的设备, 达到全厂时间基准的统一。在系统发生故障或事故时, 设备记录的动作时序能够做到统一、准确, 从而为事故原因的分析提供技术支持。

1 GPS对时方式介绍

目前电力系统中普遍采用GPS时间同步系统来作为时间基准。该系统应用全球定位系统 (GPS) 技术, 接收GPS卫星发送的协调世界时 (UTC) 信号作为外部时间基准, 输出时间精度为150ns的1PPS (即1 Pluse Per Second) 脉冲, 并输出国际标准时间、日期和接收器所处地理位置 (经纬度) 信息。

1.1 常见的时钟同步信号类型有以下几类:

1) 脉冲信号:秒脉冲 (1PPS) 、分脉冲 (1PPM) 、时脉冲 (1PPH) ;

2) 串口报文信号:报文内容包含年、月、日、时、分、秒, 报文格式多为ASCII或BCD码;

3) 编码信号:如IRIG-B时码 (DC/AC) 等;

4) 网络对时信号:多采用NTP (Network Time Protocol) 协议。

1.2 常见的时钟同步信号输出接口类型有:RS-485、RS-232、TTL、空接点、AC调制、光口、RJ-45等。

信号输出接口类型与时钟信号类型间的对照关系, 如表1所示:

1.3 常见的时钟同步信号传输通道

信号传输通道应保证GPS时间同步系统发出的时间, 在传输到电厂设备时能满足设备对时间信号质量的要求。

1) 同轴电缆:用于高质量的传输TTL电平接口, 如脉冲信号、IRIG-B (DC) 码TTL信号等, 传输距离<10m;

2) 屏蔽控制电缆:用于RS-232接口时, 传输距离<15m;用于RS-485接口时, 传输距离宜控制在150m;

3) 音频通信电缆:用于传输IRIG-B (AC) 信号, 传输距离<1000m;

4) 光纤:用于远距离传输各种时间信号;

5) 网线:用于传输网络对时信号, 传输距离宜控制在100m内。

2 几种火电厂DCS系统的对时接口介绍

为便于描述, 本文对所涉及到的几种DCS系统的网络结构, 均按照2个单元机组网络加1个公用系统网络来考虑。

2.1 艾默生Ovation系统

Ovation系统具有一套完整、可靠、开放的网络通讯系统。通讯设备采用快速以太网交换机, 网络结构克服了服务器/客户机这种主从依赖关系的网络结构, 采用的是单层的, 点对点的对等结构的冗余的100Mbps的一体化的快速以太网, 系统中不需要任何网关。

Ovation系统通过使用以NTP为第一时钟的嵌套时钟, 可以将整个系统内的所有SOE模块的同步保持在1ms分辨率之内。

Ovation单个网络内的IP Traffic Switch提供了标准的RJ-45接口, 用于接入外部GPS信号, 通讯协议为标准的网络时钟协议NTP。

2.2 ABB Symphony系统

此系统具有一套完整、可靠、开放的通讯系统, 通讯系统分为:控制网络C-net、操作管理网络O-net、对外部系统的通讯接口。该网络是多点、多目标、存储转发式环网。

Symphony所提供的分布式SOE系统的服务器模件接受外部GPS时钟同步系统输出的标准IRIG-B信号 (DC TTL电平信号0~5V) , 再通过Symphony系统的硬件时钟同步链, 每秒向系统中的其他部分提供绝对同步时间 (同步时间精度为±10μsec) 。由于采用专门的SOE采集模件每毫秒扫描所有通道的测点信号, 及采用SOE同步模件来实现时间同步, 所以保证SOE信号输入的分辨率为1ms。

由于Symphony系统网络是以中心环挂子环、并列运行的方式设计, 通常将两台机组的公用系统网络作为中心环, 单元机组网络作为子环。所以此系统接入外部GPS信号的接口, 位于公用系统网络上。其硬件接口为BNC同轴电缆接口。

2.3日立HIACS-5000M系统

此系统通讯网络为μΣNETWORK-100, 主干网采用FDDI (fiber distributed data interface) 标准, 是一种高性能的光纤令牌环状网, 网络传送速度为100Mbps, 通讯介质为光纤, 最大电缆长度为100km, 采用高实时性的令牌访问方式。冗余配置的高速光纤通讯网络, 连接了全部基本控制器及人-机界面系统。

HIACS系统接受外部GPS校时的处理方式如下:

1) 每分钟由GPS系统向DCS发出标准“分钟信号”, 此“分钟信号”作为DCS计时的基准信号, 同时对操作员工作站和SOE模板进行时间标定;

2) “一分钟间隔”内发生的任何事件, 由DCS系统的给出以毫秒为单位的相对时间标定, 此毫秒时间的精度优于1微秒;

3) 操作员工作站和SOE模板设计了专用接口, 可接收GPS系统的信号。从而使得操作员工作站的系统时间、SOE模板时间与GPS准确同步, 无需操作员工作站对SOE模板进行二次校准。

4) 此种标定方法完全克服了二次校准中的网络传输时间延迟, 消除了传输时延的不确定性, 此种不确定性约为数十毫秒至数百毫秒, 保证了SOE的时间标定精度。

所以此系统单个网络上的每台工作站都通过RS485串口方式与GPS装置连接;每个SOE模板都以硬接线方式接收GPS装置的脉冲电平信号。

2.4 Invensys Foxboro I/A Series系统

此系统采用网状以太网络 (Mesh Ethernet Network) , 操作员站、工程师站、控制处理器 (FCP) 和各类的集成设备, 通过冗余的接口接入网络。Mesh控制网为I/A控制系统中的各个站 (控制处理机, 操作站处理机等) 之间, 提供了高速 (100/1000MBPS) 、容错对等、点到点的通讯, 具有优异的性能和安全性。

此系统单个网络上的工程师站、历史站通过RJ-45接口, 以NTP协议方式接收外部GPS信号。

2.5 西门子SPPA-T3000系统

此系统主要有用户接口层、电力服务器层、网络层、过程接口层等组成。网络层采用高性能快速以太网在各组件间发布系统数据和电厂信息;与现场级的通讯是由Profibus DP或以太网实现的。它们提供了所有层次和组件之间及内部的可靠数据传输。

此系统在2个单元机组网络加1个公用系统网络的架构下, 常设置一对网间连接器 (路由器) , 通过其RJ-45接口, 以NTP协议方式接收1对冗余的外部GPS信号。

3 结束语

根据上面的总结, 在2个单元机组网络加1个公用系统网络的架构下, 上述几种DCS系统的GPS对时接口方式、数量, 如表2所示。当应用于不同的网络结构时, 需根据具体的配置进行相应变化。

摘要:全厂统一的时钟有利于分析事故、查找原因、明晰事故发生过程。本文介绍几种常见的DCS系统与外部GPS时间同步系统之间的对时接口方式。

关键词:GPS,分散控制系统,对时

参考文献

[1]韩玮, 张丽华, 黄生睿.火力发电厂时间同步系统设计初探[J].电力建设, 2007, 28 (7) :60-62.

[2]姬志民, 宋博, 任焕龙, 等.GPS卫星时钟同步系统在电厂变电站中的应用[J].河北电力技术, 2011, 30 (6) :12-14.

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