分散制御システムアプリケーションのGPS衛星タイミングサーバDCS
GPS衛星タイミングが場合DCS内のサーバは、制御システムアプリケーションを分散
安徽北京技術を提供
コンピュータとネットワーク通信技術の急速な発展に伴い、デジタルとネットワーク時代の産業オートメーションシステムが来ています。この態様は、前方に高い要求を置く一方で、制御と情報システム間でのデータ、分析アプリケーションの交換とより良いプラットフォームのための時間ラベルの様々なリアルタイムデータと履歴データの精度を提供し、価格の使用さまざまなシステムクロックを統一するために、安価なGPS時計、すでに現在の主要なシステム設計で使用される標準的な方法です。そのような適切なクロック信号インタフェースによってGPSマスタークロックとして大きな単位分散制御システム（DCS）、プログラマブル支援システムコントローラ（PLC）、監視情報システム（SIS）、変電所管理情報システム（MIS） TODの標準（年、月、日、時）の時間を与えるために、システム全体のクロックの同期を達成するように、十分に小さい範囲内でクロック・スキューから定義されたシステムでは、それぞれのクロック同期メカニズムを押してください。
A、DCSは制御システムクロック同期分散します
1.1 DCSは、分散制御システム
国内の自動化業界は、分散型制御システムとして知られているではDCSは、分散制御システム（分散制御システム）の略です。これは、基本的な考え方は、制御、集中操作、分類管理を分散化され、制御されたプロセスの段階及びプロセス監視段マルチレベル・コンピュータ・システム、コンピュータ、通信、ディスプレイ及び制御4C技術の組み合わせのリンクなどの通信ネットワークへの組成物であります構成の柔軟性と簡単な設定。DCSシステムのハードウェアは、3つの部分に分けられる：通信ネットワーク、ヒューマンシステムインタフェース（HSI）、電界制御ユニット（HCU）。
1.2 DCSのシステムクロックが意義を同期しています
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。
二、GPSクロック信号と出力
2.1 GPS時計
1978年に米国国防総省によって設定されたGPS（Global Positioning System：全地球測位システム、GPS）衛星は、打ち上げ、操作中に24個の衛星内の6つの地球周回軌道面の合計を開始しました時間と場所は、地球上の可視衛星の数が4~11の間で変化されています。GPSクロックはGPS時刻を算出し、受信手段により、GPS衛星受信から出射された低消費電力の無線信号の一種です。正確なGPS時刻を取得するために、GPSクロックが最初少なくとも4つのGPS衛星からの信号を受信しなければならない、三次元のそれらの位置を算出します。限り、GPS衛星信号は、旅行時間クロックの精度を保証することができるようになります受信などの特定の場所に来た、時計のGPS。標準DCSシステムクロックとして、GPSクロック我々の基本的な要件である：少なくとも8つの衛星を追跡することができ、最短コールド及びホットスタート時間、高精度であり、クロック出力信号を柔軟に構成することができます。
2.2 GPSのクロック信号出力は
：現在、クロック出力信号DCSシステムは、次の4つのタイプに主に使用されるGPS
2.2.1 1PPS /出力1PPM
このフォーマットまたは毎秒時分割出力信号はパルスです。明らかに、特定のクロックパルス出力時間情報の欠如。
2.2.2 IRIG-B出力
IRIG（米国インターレンジ計測グループ）Aの合計、B、D、E、 G、H 、いくつかの符号化規格の（IRIG標準200から98）。ほとんどのアプリケーションでクロック同期であることを特徴とIRIG-Bがレベルオフセット（DCコード）BC、1kHzの正弦波搬送波振幅変調（ACコード）フォーマット、符号化されました。IRIG-B信号は、1（1fps）当たりの出力、それぞれ一つの第二のフレーム長です。100個のシンボル（100PPS）、10ミリ秒の各シンボル幅、正のパルス幅及びバイナリ0ビット位置マークを表すために異なるシンボル§、図1.2.2-1の合計。
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 出力の
メッセージはASCII文字列と1秒に1回出力することにより送信されたEIA標準シリアルインターフェース日時によるクロック出力。時間メッセージは、パリティ、クロックの状態、診断情報などを挿入することができます。この出力は、現在のショー標準送信時間17バイト以下の標準的なフォーマットの例であります：
2.2.4 NTPのネットワーク出力
NTPプロトコルネットワークタイムプロトコル（ネットワークタイムProcotol）の完全な名前は、インターネット上で統一、標準時間を提供するように設計されています。具体的な実装は、ミリ秒までのクロック・ソース製品の保持時間の同期精度によってネットワークにコンピュータやネットワーク機器の数を作ることができる時間サービスを提供するために、ネットワーク内のコンピュータのためのネットワーククロックソース機器に指定されています。
上記の説明を通じて、我々は、以下の実施例に関連してDCSフィールドを分析するためにDCSシステムとGPSクロック手段を理解し、
三つのDCSシステムクロック同期フィールドアプリケーション
3.1 DCSシステムフィールド
例えばDCS、PLC、NCS、SIS、MIS、RTU、障害レコーダー、マイクロプロセッサベースの保護装置DCSシステムなどのシステムまたはデバイスと同期化に必要なGPSクロックの数があります。フィールドデバイスの複製ので、GPSクロックは異なる、一般的に後半の需要の維持と更なる向上の余地を残すことができ、出力モジュール形式の数を、設定することができます。
シーメンスTXP-DCSシステムクロック同期の3.2分析
例として、ここではシーメンスTXP-DCSシステムに、DCS内部クロックが同期しているかを見て。TXPは、上記クロック同期およびクロック精度から分かるように、各吸気TXPシステム内のクロックは、マスタ-スレーブ同期階層的方法を使用して、すなわち、より低いおよびより高いクロック同期クロック、より高精度の時計。
四、DCSシステムクロック配線及びシステムトポロジー記述
クロック同期の配線の4.1分析
メインネットワークと、各デバイスの「ハード配線」アプローチによって同期DCSシステムとの間のクロックに。典型的には、DCSの敷地内のクロックカードによって同期（すなわち、ときに、デバイス・インターフェース）標準タイムコード受信GPSクロック出力ハードウェア。例えば、受信端バイトとしてRS-232出力のASCIIコードは、主GPSクロック信号出力バイトが同じフォーマットを有し、プログラマブルインタフェースで利用可能な（Bコード除く）我々のGPSマスタークロック出力インタフェースのすべて、インタフェース通信フォーマットを提供するために、フィールド機器メーカー、私たちに全部ダウン接合部は、示しています。
DCSシステムが工場BASICである：＃704、＃705ユニットDCSシステムRS232 / RS485インターフェース、220KVバス差動保護、母線差動保護110KV、220KVライン保護、回線インタフェースの保護は5つの110KVパルスインタフェースである場合、コンピュータ＃704、システムのRS232Cインタフェースを備えた信号によって支配そのハブ装置間のペアを提供＃705単位DCSシステムは、それが、安定性制御、220KV障害レコーダは、110KV障害レコーダはインターフェースパルスでありますDCSボイラー、タービン、および他の補助システムへのアクセス標準DCSシステムタイミングから得ることができる、植物＃704、早い時刻以降の動作に＃705変圧器保護部プット、インターフェースは必要がない場合、またフリーインターフェースに使用される場合、および他の保護デバイスインターフェイス自動構成ではありません。
上記に基づいて、設定する必要があります2ウェイRS232シリアル出力、2つのRS485シリアル出力4 IRIG-B信号、4パルス1PPM信号を逆多重化、2秒パルス1PPS信号を、経路NTPネットワーク・タイム・インタフェースを確立することを提案時間基準を提供するために、DCSネットワーク・サーバ。4.2 DCSシステムトポロジの記述
DCSシステムトポロジによってレッツ・レビュー：
この図は、2つの部分に分割される：赤線、青線通信ネットワーク端末のためのネットワーク管理情報。
そのようなそのビューの一部分だけ大きいDCSシステムなどのネットワーク環境の情報管理部の分析が、その後大規模なシステムは、そのような小さい部分によるものである;大DCSシステムは、第1のデータのネットワーク交換の全ての小部分かどうかを検討する必要があり、そのような1を使用して通信するように道路網インタフェースはNTP、このユニークなIPネットワークインタフェースは、タイムサーバとして構成されていることができる場合、図各サイトタイムサーバの時刻と一致するクライアント保持時間として、各情報島部を通信しない場合、物理的なデータが完全に隔離され、その後どのくらいの道路NTPネットワークインターフェイスの数が使用されるべきそのような小さな部分、この基本的な少し。
通信ネットワーク環境の端子部の分析は、まず、時間同期、各端末のための時間、及びその図I \ Oバスマスタクロック、（図のように、端末インタフェースの形式のマスタクロックに続く通信インタフェースタイプフォーマットに端子の数を知っていなければなりません。 ）シールドケーブルを使用することを推奨し、所望のカード顧客の需要の任意の組み合わせ、に設計されたGPSマスタークロック・カード構造は、番号がDCSシステム実装サイトを満たすことができないので、7枚のカードの合計が、挿入することができ、拡張インターフェースから添加することができます膨張手段、シーンの要求を満たすためにインターフェイスの数。
V.結論
現在5.1制御システムは、もはや別々の情報のサイロで、リアルタイムデータの多くは別の場所でマークされたタイムスタンプを必要とせず、その後、様々な用途にSIS、MISに送信します。そのため、デザインは慎重に、さまざまなシステムクロック同期方式を検討すべきです。
5.2 DCSのデザインだけでなく、クロック間の相対誤差の絶対精度は、に注意を払う必要があるとき、システムのマスタおよびスレーブ・クロックを理解するために注意を払います。あなたが不当に入射解像度を低下させることなく、SOE点広がりデザインにしたいと、ので、キーは各クロック偏差が可能な限り小さくなければならないことです。
5.3ネットワーククロックの同期技術の継続的な発展に伴い、高精度の同期は、ネットワークを介して各システムクロックのために非常に一般的になるだろうと信じるあらゆる理由。将来のシステムの精度は、SOE点広がりベースのアプリケーションとして大幅に改善設計されるときに非常に正確なクロックが出現し続けます。
