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時鐘系統專欄

各種工廠時鐘系統解決方案

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發表時間:2020-06-02 10:30作者:同步天下來源:原創

時鐘系統一般是由子鐘和母鐘組成的授時系統,時鐘系統具有多種授時方式,用戶可根據需要選擇不同的授時方式。目前對于一些工廠來說,它們的終端設備種類較多設備數量多,并且授時方式也都不盡相同,因此母鐘需要以網絡信號授時為主要授時信號其他授時信號為輔,網絡信號可以給上萬臺設備授時,完全可以滿足藥廠所有網絡設備的授時。

用戶需求

根據某工廠的需要,現將廠區具體使用情況說明,廠各區域需要授時的設備歸類如下:火災報警系統、網絡全系統、DCS系統網、PLC系統網、MES系統網絡、視頻監控系統、時鐘系統、生產設備、計算機、機房、門禁系統等等,都需要標準時間信息。

目前需求需要將本廠區內的所有網絡設備和其他終端設備時間進行同步,授時精度要求毫秒級,并且具有守時功能、干點報警功能、多種信號授時方式,廠因為有幾個局域網因此需要時間服務器能夠輸出多路網絡信號,并使各個局域網時間相同。

時鐘系統配置清單

現根據廠的需求進行配置時鐘系統,由于廠的終端設備數量和類型較多,以及對守時功能、干點報警功能的要求。所以推薦時鐘系統的母鐘選用主從的方式,這樣當主母鐘無法授時時從母鐘還能夠繼續給廠提供時間信息。根據現場的情況及用戶的需求產品型號定為:

主母鐘:SYN4505A型時鐘同步系統

從母鐘:SYN2136型北斗NTP網絡時間服務器

網絡子鐘:SYN6109型 NTP網絡子鐘、SYN6132型指針式子鐘

授時天線:SYN107型GPS北斗授時天線


時鐘系統授時方式

時鐘系統的授時方式根據用戶的需要有NTP網絡授時、串口信號授時、脈沖信號授時、IRIG-B格式碼授時、PTP授時等等,下面將對授時方式進行介紹。

NTP網絡授時:時間服務器通過網口傳輸時間信息,并運用NTP協議作為通訊協議,可以給局域網內的所有網絡終端進行授時時間同,授時精度為毫秒級。

串口信號授時:時間服務器獲取到標準的衛星時間之后以串行數據流的方式輸出時間信息,各種自動裝置接收每秒一次的串行時間信息獲得時間同步, 串行口又分為 RS232 接口和RS422 接口方式,用戶可根據需要進行使用。

脈沖信號授時:時間服務器提供時脈沖、分脈沖、秒脈沖等時間信息,用戶根據需要選擇。1PPS秒脈沖信號是一個與整秒時刻對應的脈沖信號, 其時間偏差<1us, 非常適合各裝置的同步。通過秒脈沖接收、放大與多路復用設備, 將多路秒脈沖同時引入站內所有的測控裝置的秒脈沖接收輸入端。

IRIG-B格式碼授時:IRIG- B碼是專為時鐘的傳輸制定的時鐘碼。每秒輸出一幀按秒、分、時、日期的順序排列的時間信息。

PTP授時:時間服務器通過PTP網口輸出時間信號,終端設備只要能夠接收PTP時間信號,就能夠正常授時。

時鐘系統的功能組成

時鐘同步系統是由外部信號接收單元、信號處理單元、時間信號輸出單元以及終端設備四部分組成。外部信號接收單元通過外接天線等方式接收GPS衛星發送的基準信號,包括定時、定位信號等,并從獲得滿足要求的時間信息。信號處理單元通過對接收到的GPS衛星信號進行解碼和處理,將國際標準時間轉換為當地標準時間,即年、月、 日、時、分、秒等,并轉換成對時設備可識別的信號,進 而實現對用戶設備進行授時和時間同步的功能。

時間信號輸出單元根據終端設備對間同步信號類型的需求,提供不同類型的時間同步信號接口,一般有光纖、同軸電纜、屏蔽雙絞線等。終端設備是指需要授時并實現時間同步的各種設備,如事件記錄系統、PLC 系統、保護裝置及各類智能單元等。當接收到外部時間的基準信號時,授時設備被外部時間基準信號同步,當接收不到外部時間基準信號時,保持一定的走時準確度,使其輸出的時間同步信號仍能保證一定的準確度。

時鐘系統授時原理

時鐘系統以北斗衛星時間、GPS衛星時間為時間基準的,以UTC作為標準時間輸出的,NTP網絡時間服務器接收時間信號進行解碼處理,并將UTC國際標準時間轉換為當地標準時間,即年月日時分秒等時間信息,轉換成終端設備可識別的信號,從而實現對用戶設備進行授時和時間同步功能。

主母鐘SYN4505A型時鐘同步系統通過授時天線接收GPS北斗衛星信號,時鐘同步系統經內部轉換輸出NTP網絡、B碼、串口、脈沖、PTP等時間信息,主母鐘輸出B碼、串口、脈沖、PTP等時間信號生產設備、DCS系統網、PLC系統網、MES系統網絡等進行授時。從母鐘SYN2136型北斗NTP網絡時間服務器接收主母鐘發送的NTP網路信號,并將時間信息傳送給機房,機房經過分路后傳送給NTP網絡子鐘、視頻監控系統以及其他網路終端設備,并且使局域網內的所有設備時間統一。

時鐘系統的設備特點

時鐘同步系統具有多種類型信號輸出如NTP網絡信號、PTP信號、秒脈沖、分脈沖、時脈沖、B碼DC、B碼AC、串口信號、干點報警,并且可輸出多路網絡信息。時鐘同步系統具有守時功能,內置溫補晶振、可選擇恒溫晶振、銣原子鐘和馴服模塊等,守時功能在無衛星時間信息情況下能對設備進行守時確保時間準確。

NTP網路時間服務器具有獨立網口且互不干擾,能設置多個網口為同一IP,支持多種操作系統和網絡時間協議,還具有密碼驗證,防火墻保護,SYN-flood防御,加密通信,心跳檢測,遠程維護,SNMP網管,wifi無線管理,互為冗余備份,實時監控等功能。

時鐘系統是以衛星時間定為技術來獲取時間信息的,這種授時系統憑借授時成本低,精度高,實現簡單等特點獲得廣泛的應用。

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