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GPS/北斗卫星授时校时系统应用

发布时间:2011-03-17 09:32   类型:应用案例   人浏览

GPS授时系统(13269065974)

GPS授时系统是针对自动化系统中的计算机、控制装置等进行校时的高科技产品,GPS授时产品它从GPS卫星上获取标准的时间信号,将这些信息通过各种接口类型来传输给自动化系统中需要时间信息的设备(计算机、保护装置、故障录波器、事件顺序记录装置、安全自动装置、远动RTU),这样就可以达到整个系统的时间同步。

北京中新创研发的GPS授时系统可以应用于军事指挥系统、调度系统;金融行业的时间戳服务器;电信网管系统、计费系统、分布式数据库服务器;铁路调度系统等等都需要局域网时间同步,并强烈要求有个标准的网络时间源为整个系统服务。

  前言

  随着计算机和网络通信技术的飞速发展,火电厂热工自动化系统数字化、网络化的时代已经到来。这一方面为各控制和信息系统之间的数据交换、分析和应用提供了更好的平台、另一方面对各种实时和历史数据时间标签的准确性也提出了更高的要求。

  使用价格并不昂贵的GPS时钟来统一全厂各种系统的时钟,已是目前火电厂设计中采用的标准做法。电厂内的机组分散控制系统(DCS)、辅助系统可编程控制器(PLC)、厂级监控信息系统(SIS)、电厂管理信息系统(MIS)等的主时钟通过合适的GPS时钟信号接口,得到标准的TOD(年月日时分秒)时间,然后按各自的时钟同步机制,将系统内的从时钟偏差限定在足够小的范围内,从而达到全厂的时钟同步。

  一、GPS时钟及输出

  1.1 GPS时钟

  全球定位系统(Global Positioning System,GPS)由一组美国国防部在1978年开始陆续发射的卫星所组成,共有24颗卫星运行在6个地心轨道平面内,根据时间和地点,地球上可见的卫星数量一直在4颗至11颗之间变化。

  GPS时钟是一种接受GPS卫星发射的低功率无线电信号,通过计算得出GPS时间的接受装置。为获得准确的GPS时间,GPS时钟必须先接受到至少4颗GPS卫星的信号,计算出自己所在的三维位置。在已经得出具体位置后,GPS时钟只要接受到1颗GPS卫星信号就能保证时钟的走时准确性。

  作为火电厂的标准时钟,我们对GPS时钟的基本要求是:至少能同时跟踪16颗卫星,有尽可能短的冷、热启动时间,配有后备电池,有高精度、可灵活配置的时钟输出信号。

  1.2 GPS时钟信号输出

  目前,电厂用到的GPS时钟输出信号主要有以下三种类型:

  1.2.1 1PPS/1PPM输出

  此格式时间信号每秒或每分时输出一个脉冲。显然,时钟脉冲输出不含具体时间信息。

  1.2.2 IRIG-B输出

  IRIG(美国the Inter-Range Instrumentation Group)共有A、B、D、E、G、H几种编码标准(IRIG Standard 200-98)。其中在时钟同步应用中使用最多的是IRIG-B编码,有bc电平偏移(DC码)、1kHz正弦载波调幅(AC码)等格式。IRIG-B信号每秒输出一帧(1fps),每帧长为一秒。一帧共有100个码元(100pps),每个码元宽10ms,由不同正脉冲宽度的码元来代表二进制0、1和位置标志位(P),见图1.2.2-1。

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