電力自動化系統內有眾多需與GPS時鐘同步的系統或裝置,如DCS、PLC、NCS、SIS、MIS、RTU、故障錄波器、微機保護裝置等。在確定GPS時鐘時應注意以下幾點:
時間同步(目前通常做法),則在DCS合同談判前,就應進行專業間的配合,確定時鐘信號接口的要求。(GPS時鐘一般可配置不同數量、型式的輸出模塊,如事先無法確定有關要求,則相應合同條款應留有可調整的余地。)
系統時鐘接口配合的難易程度、系統所在地理位置等綜合考慮。各專業如對GPS時鐘信號接口型式或精度要求相差較大時,可各自配置GPS時鐘,這樣一可減少專業間的相互牽制,二可使各系統時鐘同步方案更易實現。另外,當系統之間相距較遠(例如化水處理車間、脫硫車間遠離集控樓)時,為減少時鐘信號長距離傳送時所受的電磁干擾,也可就地單設GPS時鐘。分設GPS時鐘也有利于減小時鐘故障所造成的影響。
時鐘同步接口可選時,可優先采用。但要注意的是,IRIG-B只是B類編碼的總稱,具體按編碼是否調制、有無CF和SBS等又分成多種(如IRIG-B000等),故時鐘接收側應配置相應的解碼卡,否則無法達到準確的時鐘同步。
時鐘同步。RS-232時間輸出雖然使用得較多,但因無標準格式,設計中應特別注意確認時鐘信號授、受雙方時鐘報文格式能否達成一致。
時鐘同步信號在網絡中有較大的時延,也應考慮分別各自與GPS時鐘同步。
EPERMXP時鐘同步方式
這里以西門子公司的TXP系統為例,看一下DCS內部及時鐘是如何同步的。
TXP的電廠總線是以CSMA/CD為基礎的以太網,在總線上有二個主時鐘:實時發送器(RTT)和一塊AS620和CP1430通訊/時鐘卡。正常情況下,RTT作為TXP系統的主時鐘,當其故約40s后,作為備用時鐘的CP1430將自動予以替代(實際上在ES680上可組態2塊)CP1430作為后備主時鐘)。見圖2-1。
RTT可自由運行(freerunning),也可與外部GPS時鐘通過TTY接口(20mA電流回路)同步。與GPS時鐘的同步有串行報文(長32字節、9600波特、1個啟動位、8個數據位、2個停止位)和秒/分脈沖二種方式。
RTT在網絡層生成并發送主時鐘對時報文,每隔10s向電廠總線發送一次。RTT發送時間報文zui多等待1ms。如在1ms之內無法將報文發到總線上,則取消本次時間報文的發送:如報文發送過程被中斷,則立即生成一個當前時間的報文。時鐘報文具有一個多播地址和特殊幀頭,日期為從1984.01.01至當天的天數,時間為從當天00:00:00,000h至當前的ms值,分辨率為10ms。
OM650從電廠總線上獲取時間報文。在OM650內,使用Unix功能將時間傳送給終端總線上的SU、OT等。通常由一個PU作為時間服務器,其他OM650設備登錄為是境客戶。
AS620的AP在啟動后,通過調用“同步”功能塊,自動與CP1430實現時鐘同步。然后CP1430每隔6s與AP對時。
TXP時鐘的精度如下
從上述TXP時鐘同步方式及時鐘精度可以看出,TXP系統內各進鐘采用的是主從分級同步方式,即下級時鐘與上級時鐘同步,越是上一級的時鐘其精度越高。