各种工厂时钟系统解决方案

同步天下
2020-06-02
来源:原创

时钟系统一般是由子钟和母钟组成的授时系统,时钟系统具有多种授时方式,用户可根据需要选择不同的授时方式。目前对于一些工厂来说,它们的终端设备种类较多设备数量多,并且授时方式也都不尽相同,因此母钟需要以网络信号授时为主要授时信号其他授时信号为辅,网络信号可以给上万台设备授时,完全可以满足药厂所有网络设备的授时。

用户需求

根据某工厂的需要,现将厂区具体使用情况说明,厂各区域需要授时的设备归类如下:火灾报警系统、网络全系统、DCS系统网、PLC系统网、MES系统网络、视频监控系统、时钟系统、生产设备、计算机、机房、门禁系统等等,都需要标准时间信息。

目前需求需要将本厂区内的所有网络设备和其他终端设备时间进行同步,授时精度要求毫秒级,并且具有守时功能、干点报警功能、多种信号授时方式,厂因为有几个局域网因此需要时间服务器能够输出多路网络信号,并使各个局域网时间相同。

时钟系统配置清单

现根据厂的需求进行配置时钟系统,由于厂的终端设备数量和类型较多,以及对守时功能、干点报警功能的要求。所以推荐时钟系统的母钟选用主从的方式,这样当主母钟无法授时时从母钟还能够继续给厂提供时间信息。根据现场的情况及用户的需求产品型号定为:

主母钟:SYN4505A型时钟同步系统

从母钟:SYN2136型北斗NTP网络时间服务器

网络子钟:SYN6109型 NTP网络子钟SYN6132型指针式子钟

授时天线:SYN107型GPS北斗授时天线


时钟系统授时方式

时钟系统的授时方式根据用户的需要有NTP网络授时、串口信号授时、脉冲信号授时、IRIG-B格式码授时、PTP授时等等,下面将对授时方式进行介绍。

NTP网络授时:时间服务器通过网口传输时间信息,并运用NTP协议作为通讯协议,可以给局域网内的所有网络终端进行授时时间同,授时精度为毫秒级。

串口信号授时:时间服务器获取到标准的卫星时间之后以串行数据流的方式输出时间信息,各种自动装置接收每秒一次的串行时间信息获得时间同步, 串行口又分为 RS232 接口和RS422 接口方式,用户可根据需要进行使用。

脉冲信号授时:时间服务器提供时脉冲、分脉冲、秒脉冲等时间信息,用户根据需要选择。1PPS秒脉冲信号是一个与整秒时刻对应的脉冲信号, 其时间偏差<1us, 非常适合各装置的同步。通过秒脉冲接收、放大与多路复用设备, 将多路秒脉冲同时引入站内所有的测控装置的秒脉冲接收输入端。

IRIG-B格式码授时:IRIG- B码是专为时钟的传输制定的时钟码。每秒输出一帧按秒、分、时、日期的顺序排列的时间信息。

PTP授时:时间服务器通过PTP网口输出时间信号,终端设备只要能够接收PTP时间信号,就能够正常授时。

时钟系统的功能组成

时钟同步系统是由外部信号接收单元、信号处理单元、时间信号输出单元以及终端设备四部分组成。外部信号接收单元通过外接天线等方式接收GPS卫星发送的基准信号,包括定时、定位信号等,并从获得满足要求的时间信息。信号处理单元通过对接收到的GPS卫星信号进行解码和处理,将国际标准时间转换为当地标准时间,即年、月、 日、时、分、秒等,并转换成对时设备可识别的信号,进 而实现对用户设备进行授时和时间同步的功能。

时间信号输出单元根据终端设备对间同步信号类型的需求,提供不同类型的时间同步信号接口,一般有光纤、同轴电缆、屏蔽双绞线等。终端设备是指需要授时并实现时间同步的各种设备,如事件记录系统、PLC 系统、保护装置及各类智能单元等。当接收到外部时间的基准信号时,授时设备被外部时间基准信号同步,当接收不到外部时间基准信号时,保持一定的走时准确度,使其输出的时间同步信号仍能保证一定的准确度。

时钟系统授时原理

时钟系统以北斗卫星时间、GPS卫星时间为时间基准的,以UTC作为标准时间输出的,NTP网络时间服务器接收时间信号进行解码处理,并将UTC国际标准时间转换为当地标准时间,即年月日时分秒等时间信息,转换成终端设备可识别的信号,从而实现对用户设备进行授时和时间同步功能。

主母钟SYN4505A型时钟同步系统通过授时天线接收GPS北斗卫星信号,时钟同步系统经内部转换输出NTP网络、B码、串口、脉冲、PTP等时间信息,主母钟输出B码、串口、脉冲、PTP等时间信号生产设备、DCS系统网、PLC系统网、MES系统网络等进行授时。从母钟SYN2136型北斗NTP网络时间服务器接收主母钟发送的NTP网路信号,并将时间信息传送给机房,机房经过分路后传送给NTP网络子钟、视频监控系统以及其他网路终端设备,并且使局域网内的所有设备时间统一。

时钟系统的设备特点

时钟同步系统具有多种类型信号输出如NTP网络信号、PTP信号、秒脉冲、分脉冲、时脉冲、B码DC、B码AC、串口信号、干点报警,并且可输出多路网络信息。时钟同步系统具有守时功能,内置温补晶振、可选择恒温晶振、铷原子钟和驯服模块等,守时功能在无卫星时间信息情况下能对设备进行守时确保时间准确。

NTP网路时间服务器具有独立网口且互不干扰,能设置多个网口为同一IP,支持多种操作系统和网络时间协议,还具有密码验证,防火墙保护,SYN-flood防御,加密通信,心跳检测,远程维护,SNMP网管,wifi无线管理,互为冗余备份,实时监控等功能。

时钟系统是以卫星时间定为技术来获取时间信息的,这种授时系统凭借授时成本低,精度高,实现简单等特点获得广泛的应用。

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