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电力自动化系统GPS时钟的应用

发布时间:2014/5/30 16:49:29
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   电力自动化系统内有众多需与GPS时钟同步的系统或装置,如DCS、PLC、NCS、SIS、MIS、RTU、故障录波器、微机保护装置等。在确定GPS时钟时应注意以下几点:
  
  时间同步(目前通常做法),则在DCS合同谈判前,就应进行专业间的配合,确定时钟信号接口的要求。(GPS时钟一般可配置不同数量、型式的输出模块,如事先无法确定有关要求,则相应合同条款应留有可调整的余地。)
  
  系统时钟接口配合的难易程度、系统所在地理位置等综合考虑。各专业如对GPS时钟信号接口型式或精度要求相差较大时,可各自配置GPS时钟,这样一可减少专业间的相互牵制,二可使各系统时钟同步方案更易实现。另外,当系统之间相距较远(例如化水处理车间、脱硫车间远离集控楼)时,为减少时钟信号长距离传送时所受的电磁干扰,也可就地单设GPS时钟。分设GPS时钟也有利于减小时钟故障所造成的影响。
  
  时钟同步接口可选时,可优先采用。但要注意的是,IRIG-B只是B类编码的总称,具体按编码是否调制、有无CF和SBS等又分成多种(如IRIG-B000等),故时钟接收侧应配置相应的解码卡,否则无法达到准确的时钟同步。
  
  时钟同步。RS-232时间输出虽然使用得较多,但因无标准格式,设计中应特别注意确认时钟信号授、受双方时钟报文格式能否达成一致。
  
  时钟同步信号在网络中有较大的时延,也应考虑分别各自与GPS时钟同步。
  
  EPERMXP时钟同步方式
  
  这里以西门子公司的TXP系统为例,看一下DCS内部及时钟是如何同步的。
  
  TXP的电厂总线是以CSMA/CD为基础的以太网,在总线上有二个主时钟:实时发送器(RTT)和一块AS620和CP1430通讯/时钟卡。正常情况下,RTT作为TXP系统的主时钟,当其故约40s后,作为备用时钟的CP1430将自动予以替代(实际上在ES680上可组态2块)CP1430作为后备主时钟)。见图2-1。
  
  RTT可自由运行(freerunning),也可与外部GPS时钟通过TTY接口(20mA电流回路)同步。与GPS时钟的同步有串行报文(长32字节、9600波特、1个启动位、8个数据位、2个停止位)和秒/分脉冲二种方式。
  
  RTT在网络层生成并发送主时钟对时报文,每隔10s向电厂总线发送一次。RTT发送时间报文zui多等待1ms。如在1ms之内无法将报文发到总线上,则取消本次时间报文的发送:如报文发送过程被中断,则立即生成一个当前时间的报文。时钟报文具有一个多播地址和特殊帧头,日期为从1984.01.01至当天的天数,时间为从当天00:00:00,000h至当前的ms值,分辨率为10ms。
  
  OM650从电厂总线上获取时间报文。在OM650内,使用Unix功能将时间传送给终端总线上的SU、OT等。通常由一个PU作为时间服务器,其他OM650设备登录为是境客户。
  
  AS620的AP在启动后,通过调用“同步”功能块,自动与CP1430实现时钟同步。然后CP1430每隔6s与AP对时。
  
  TXP时钟的精度如下
  
  从上述TXP时钟同步方式及时钟精度可以看出,TXP系统内各进钟采用的是主从分级同步方式,即下级时钟与上级时钟同步,越是上一级的时钟其精度越高。

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