DCS servidor de sincronización de satélites GPS de control distribuido aplicaciones de sistemas
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proporcionan Anhui Beijing-Tecnología
Con el rápido desarrollo de la tecnología informática y de comunicación de red, sistema de automatización de la industria de la era digital y la red ha llegado. Este aspecto contempla el intercambio de datos entre los sistemas de control e información, aplicaciones de análisis y una plataforma mejor, por otro lado la exactitud de varios en tiempo real y datos históricos en la etiqueta de tiempo también puso presentado mayores requerimientos, el uso de precio relojes GPS de bajo costo para unificar los distintos reloj del sistema ya es una práctica estándar que se utiliza actualmente en el diseño del sistema principal. Las grandes unidades del sistema de control distribuido (DCS), del controlador programable sistema de asistencia (PLC), Sistema de Información de Supervisión (SIS), Subestación de Gestión de Información del Sistema (MIS), tales como GPS reloj maestro por una interfaz de señal de reloj adecuada para dar el estándar TOD (año, mes, día, hora) el tiempo, a continuación, presione el mecanismo de sincronización de reloj respectivo, en el sistema definido a partir de la desviación de reloj dentro de un suficientemente pequeño rango, a fin de lograr la sincronización de reloj de todo el sistema.
A, DCS sistema de control distribuido de sincronización de reloj
1.1 DCS sistema de control distribuido
DCS es la abreviatura de un sistema de control distribuido (Sistema de Control Distribuido), en la industria de la automatización doméstica también se conoce como sistema de control distribuido. Se trata de una etapa de proceso controladas y proceso de monitorización de escenario la composición a una red de comunicación como un enlace de un sistema informático de varios niveles, el control de una combinación de equipo, la comunicación, la pantalla y la tecnología 4C control, la idea básica es descentralizado, operación centralizada, la gestión de la clasificación, flexibilidad de configuración y la configuración fácil. hardware del sistema DCS está dividido en tres partes: una red de comunicación, interfaz del sistema humano (la HSI), la unidad de control de campo (la HCU);
1,2 DCS reloj del sistema se sincroniza significado
DCS集散控制系统的时钟改造前同步信号是由工作站所产生的，由于计算机时钟都会有秒漂移导致工作站时间基准不够精确，其他工作站也不例外。因此DCS系统的时间和标准时钟每月大约会产生6~10分钟的积累误差。这些误差会造成系统报警、SOE顺序事故记录、趋势记录等不能正确记录事件发生的正确时间。要采用人工定期校准DCS系统时间坐标的方式来调准时钟，但频繁的调整易造成历史趋势记录错误、归档数据丢失等故障，使工作站历史纪录功能紊乱。也由于建厂初期引进了不同厂家的自动化装置、微机保护装置、故障录波装置、电能量计费系统、计算机监控系统、DCS系统、以及输煤、除灰等控制装置。各种装置大多数采用各自独立的时钟，而各时钟都有一定的偏差。各系统不能在统一时间基准的基础上进行数据分析，不利于市场化的综合效益分析。各种对时装置同时存在不利于现场运行维护。DCS一体化改造时若各系统实施统一的GPS对时方案，可实现对整个系统在GPS时间基准下的运行监控和故障分析。
Dos, GPS señal de reloj y de salida
2.1 GPS Reloj
GPS (Global Positioning System, GPS) establecidas por el Departamento de Defensa de Estados Unidos en 1978, comenzó el lanzamiento, un total de seis plano de la órbita geocéntrica un plazo de 24 satélites en funcionamiento el tiempo y la ubicación, el número de satélites visibles en la tierra se ha variado entre 4-11. reloj del GPS es un tipo de señales de radio de baja potencia emitida desde el receptor de satélite GPS, por el tiempo GPS medios de recepción calculado. Para obtener la hora exacta del GPS, reloj GPS debe recibir primero las señales de al menos cuatro satélites GPS, calcula el tridimensional su ubicación. Habiendo llegado a la ubicación específica, GPS reloj, siempre y cuando reciba una señal de satélite GPS será capaz de garantizar la exactitud de reloj de tiempo de viaje. Como un reloj estándar de sistema DCS, reloj GPS nuestros requisitos básicos son: al menos ocho satélites pueden realizar un seguimiento, no es el más corto posible frío y el tiempo de arranque en caliente, de alta precisión, la señal de salida de reloj puede ser configurado de forma flexible.
2.2 GPS salida de señal de reloj
Actualmente, GPS sistema de señal de salida de reloj DCS utilizado principalmente en los siguientes cuatro tipos:
2.2.1 1PPS 1 PPM / salida
Este formato o cada señal de salida división segundo tiempo es un pulso. Obviamente, la falta de información específica de tiempo de salida de pulsos de reloj.
2.2.2 IRIG-B de salida
IRIG (EE.UU. el Instrumentation Group Inter-Rango) Un total de A, B, D, E, G, H de varios estándar de codificación (IRIG Standard 200-98). En el que la sincronización del reloj en la mayoría de las aplicaciones es IRIG-B codificado, formato hay bc desplazamiento de nivel (código DC), 1kHz portadora sinusoidal de modulación de amplitud (código AC). señal IRIG-B es la producción por uno (1fps), cada una segunda longitud de trama. Un total de 100 símbolos (100 pps), la anchura de cada símbolo de 10 ms, un símbolo diferente para representar la anchura de impulso positivo y el bit de signo de 0 binario la posición §, la Figura 1.2.2-1.
为便于理解，图1.2.2-2给出了某个IRIG-B时间帧的输出例子。其中的秒、分、时、天(自当年1月1日起天数)用BCD码表示，控制功能码(Control Functions，CF)和标准二进制当天秒数码(Straight Binary Seconds Time of Day，SBS)则以一串二进制“0”填充(CF和SBS可选用，本例未采用)。
2.2.3 RS-232 / RS-422 / RS-485 de salida de
la salida de reloj por EIA estándar de fecha y hora interfaces en serie el mensaje enviado por la cuerda y salidas de una vez por segundo ASCII. mensaje de tiempo puede ser insertado paridad, estado del reloj, la información de diagnóstico y similares. Esta salida es actualmente ejemplo formato no estándar por debajo muestra un tiempo de transmisión de serie 17 bytes:
2.2.4 salida de red NTP
protocolo NTP nombre completo del Network Time Protocol (Tiempo de Red procotol) Está diseñado para ofrecer una unificado, hora estándar en Internet. implementación específica se designa en la red de dispositivos de fuente de reloj para los ordenadores de la red para proporcionar un servicio de tiempo puede hacer que la red una serie de ordenadores y dispositivos de red por la fuente de reloj de precisión de sincronización tiempo de retención del producto de hasta milisegundos.
A través de la descripción anterior que entendemos el sistema DCS y los medios de reloj GPS para analizar campo DCS en conjunción con los siguientes ejemplos;
tres, DCS reloj del sistema de sincronización de campo de aplicación de
3,1 DCS sistema de campo
Hay una serie de reloj GPS requerida sincronizado con el sistema o dispositivo, tal como un DCS, PLC, NCS, SIS, MIS, RTU, registrador de faltas, los dispositivos de protección basados en microprocesador del sistema DCS. Debido a que la replicación de los dispositivos de campo, reloj GPS puede ser configurado de diferentes general, el número de salida de forma modular, lo que puede dejar espacio para el mantenimiento y el aumento de la demanda en los últimos tiempos.
3.2 Análisis de Siemens TXP-DCS sincronización de reloj del sistema
para el sistema Siemens TXP-DCS como ejemplo, ver cómo el DCS y el reloj interno se sincronizan. TXP se puede ver de lo anterior de sincronización de reloj y la precisión de reloj, el reloj dentro de cada sistema de admisión TXP utiliza una sincronización de manera jerárquica maestro-esclavo, es decir, mayor de reloj de sincronización de reloj, un reloj en la más mayor será la precisión inferior y.
Cuatro, DCS cableado reloj del sistema y la descripción topología de la instalación
4.1 Análisis de cableado de la sincronización del reloj
En el reloj entre la red principal y el sistema DCS sincronizado por cada enfoque dispositivo de "cableado". Típicamente sincronizado por la tarjeta de reloj dentro de un sitio de DCS (es decir, cuando la interfaz de dispositivo) de hardware estándar de tiempo código de recepción GPS salida de reloj. Por ejemplo, como el byte extremo receptor es el código ASCII de la salida RS-232, las principales bytes de salida de la señal de reloj del GPS tienen el mismo formato, y toda nuestra interfaz de salida de reloj maestro de GPS (excepto el código B) Disponible en interfaz programable, los fabricantes de equipos de campo para proporcionar el formato de comunicación de la interfaz, el cruce hacia abajo toda la cosa para nosotros, ilustran:
sistema DCS es un básico de fábrica: # 704, # 705 Unidad DCS sistema de interfaz RS232 / RS485; 220kV protección diferencial de barras, de barras de protección diferencial de 110kV, 220kV protección de la línea, cuando la protección de la interfaz de línea de 110 kV son cinco interfaz de impulsos; equipo control de estabilidad, registro de fallos de 220kV, registro de fallos 110 kV es un pulso de interfaz; # 704, # 705 unidad del sistema DCS proporcionar pares durante su dispositivo concentrador gobernado por una señal con la interfaz RS232C del sistema, es el acceso a DCS caldera, turbina y otros sistemas auxiliares puede ser obtenido a partir de la temporización del sistema DCS estándar; planta # 704, # 705 transformador unidad de protección de puesta en funcionamiento ya que el tiempo anterior, cuando la interfaz no tiene que, ni libre cuando se utiliza para la interfaz, y otro dispositivo de protección no es auto-configuración cuando la interfaz.
Basado en lo anterior, se debe configurar: salida serie RS232 de 2 vías, dos RS485 salida en serie de la señal 4 IRIG-B, 4 demultiplexar la señal 1 PPM pulso, 2 segundos de la señal 1PPS de impulsos; propone la creación de una interfaz de tiempo de la red trayectoria NTP servidor de red DCS para proporcionar una referencia de tiempo. 4,2 DCS Descripción topología del sistema
Repasemos por la topología del sistema DCS:
La cifra se divide en dos partes: la información de gestión de red para la línea roja, la red de comunicaciones de la línea azul terminal;
Análisis de la parte de gestión de la información del entorno de red, tales como grandes sistema DCS sólo una fracción de su punto de vista, pero entonces un sistema grande es por una parte tan pequeña; gran sistema DCS debe primero considerar si toda la pequeña parte de la bolsa de la red de datos, tal como se comunican usando 1 cuando las interfaces de red vial pueden NTP, esta interfaz de red IP única se configura como un servidor de tiempo, la figura de cada sitio que el tiempo de retención de clientes consistente con la hora del servidor de tiempo, y si no se comunican respectiva parte de islas de información, datos físicos está completamente aislado, a continuación, la cantidad de tales una pequeña parte de ella cuando se debe utilizar el número de viales interfaces de red NTP, esta pequeña básica;
Análisis de la porción terminal del entorno de red de comunicación, hay que saber primero el número de terminales a la sincronización de tiempo, el tiempo para cada terminal, y un formato de tipo de interfaz de comunicación, seguido por que en la Fig. I \ O bus de reloj maestro, el reloj maestro en la forma de una interfaz de terminal (como en la figura. ) recomienda el uso de cable blindado, GPS estructura de la tarjeta reloj maestro diseñado para, cualquier combinación de demanda tarjeta de cliente desea, un total de siete cartas se puede insertar, por lo que el número no puede satisfacer el sistema DCS sitio implantado, se puede añadir desde la interfaz de expansión medios de expansión, el número de interfaces para cumplir los requisitos de la escena;
V. Conclusión
5.1 En la actualidad el sistema de control ya no es un silos de información separados, un gran número de datos en tiempo real requeridos marca de tiempo marcado en diferentes lugares, y luego enviados al SIS, MIS, para una variedad de aplicaciones. Por lo tanto, el diseño debe considerar cuidadosamente los diversos esquema de sincronización de reloj del sistema.
5.2 diseño DCS no sólo prestar atención a comprender el sistema de reloj maestro y el esclavo cuando la exactitud absoluta del error relativo entre el reloj debe prestar atención. Porque, como desea el diseño SOE diferencia de puntos sin reducir indebidamente la resolución de incidentes, la clave es que cada desviación de reloj debe ser lo más pequeño posible.
5.3 todas las razones para creer que con el desarrollo continuo de la tecnología de sincronización de reloj de la red, la sincronización de alta precisión llegará a ser muy común para cada reloj del sistema a través de la red. Cuando la precisión de los sistemas en el futuro será mejorado en gran medida el diseño como las aplicaciones basadas SOE diferencia de puntos seguirán surgiendo de reloj de alta precisión.
