MAT3000卫星同步时钟09版Word文档下载推荐.docx
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3.4后面板配置图11
4.系统组成12
4.1最简时间同步授时系统12
4.2主从式时间同步授时系统的结构12
4.3主备式时间同步授时系统13
5.安装与应用13
5.1外形尺寸13
5.2天线安装14
5.3常见故障与维护14
附录1授时方式参照表15
附录2主要模块一览表16
1.概述
MAT3000卫星同步时钟是适用于220KV、500KV电压等级的变电站及电厂综合对时系统。
是我公司依据《华东电网时间同步系统技术规范》,《上海电网GPS时间同步系统技术原则和运行管理规定》,《电力系统时间同步技术规范》进行设计开发,并通过“华东电力试验研究院自动化实验室”及“国家电网公司自动化设备电磁兼容实验室”检验合格的产品。
曾经在多个220KV及500KV变电站良好运行,并使用在石油化工、钢铁、铁路、电信、航空、学校、银行等行业。
1.1主要特点
●支持美国GPS和中国北斗卫星接收模块,响应迅速,接收卫星快。
●采用交直流两用供电电源,适应不同电源场合。
●纳秒级精度,输出秒脉冲准时沿与国际标准时间沿的误差小于0.5微妙。
●多种时间格式输出模块,能满足不同设计需求
●所有信号输出口均经过光电隔离,抗干扰能力强;
●架装式结构,2U标准机箱,安装使用方便。
1.2可提供接口类型
●1PPS/M/H脉冲(空接点输入);
●1PPS/M/H有源脉冲(TTL、24V);
●IRIG-B(DC)时码(RS-485);
●IRIG-B(AC)时码(TTL);
●时间日期报文串口(RS-232、RS485);
●NTP网络对时模块
2.装置结构
MAT3000卫星同步时钟主钟共可带8个模块,包括输入模块1块、电源模块1块、输出模块6块。
如果不带MAT3000F时标扩展装置,6块输出模块可根据用户需求配置;
如果带MAT3000F时标扩展装置,需要配置1块IRIG-B(DC)模块(光纤),其余5个模块可根据用户需求配置。
MAT3000F时标扩展装置作为系统的扩展部分,除不能直接接收卫星对时信号外,具备MAT3000主时钟的全部功能。
其输入部分为2路直流B码光纤信号,一用一备。
2.1输入模块
2.1.2主机接收模块
在主机接收模块上,包括两部分:
通过外接天线接收卫星信号、具有后备时钟信号即IRIG-B(DC)时码对时信号。
IRIG-B(DC)时码的输入形式为光纤输入,光纤输入采用多模ST接口。
2.1.3分机接收模块
接收模块主要接收2路直流B码即IRIG-B(DC)时码对时信号,光纤输入。
采用多模ST接口。
2.2电源模块
电源模块采用高性能、大功率开关电源,电源电压100V~260V交、直流两用。
功率为50W,输出电压+5V/5A、±
12V/1A。
模块上安装了电源滤波器等抗干扰元件和故障报警继电器,接点能力:
220V交流1A。
此外在电源模块上还加装了浪涌保护器件,起到防止感应雷和过电压等意外灾害对时钟的损害,如右图。
2.3输出模块
2.3.1空接点脉冲输出模块
12路空接点输出(如右图),采用高速光耦隔离,PPS、PPM、PPH信号可根据线路板上的标识进行配置。
(出厂缺省设置为PPS).,下图为空接点脉冲输出与对时设备连接示意图。
2.3.2有源脉冲输出模块
8路空接点输出(如下图),可选TTL、DC24V、差分三种,PPS、PPM、PPH信号可根据线路板上的标识进行配置。
(出厂缺省设置为PPS)。
2.3.3IRIG-B码输出输出模块
IRIG-B码输出模块共有4种:
直流B码(TTL)输出模块、直流B码(RS-485)输出模块、直流B码光纤输出模块、交流B码输出模块。
1、直流B码(TTL)输出模块:
输出为8路TTL电平隔离输出,各自独立的隔离电源和光耦,接口为凤凰端子。
每秒1帧,包含100个码元,每个码元10ms。
脉冲宽度编码,2ms宽度表示二进制0、分隔标志或未编码位,5ms宽度表示二进制1,8ms宽度表示100ms基准标志。
秒准时沿:
连续2个8ms宽度基准标志脉冲的第二个脉冲的前沿,上升沿(图二所示)。
帧结构:
起始标志、秒(个位)、分隔标志、秒(十位)、基准标志、分(个位)、分隔标志、分(十位)、基准标志、时(各位)、分隔标志、时(十位)、基准标志、自当年元旦开始的天(个位)、分隔标志、天(十位)、基准标志、天(百位)(前面各数均为BCD码)、自当天0时开始的秒数、结束标志。
2、直流B码(RS-422)输出模块:
输出为8路422电平隔离输出,各自独立的隔离电源和光耦,接口为凤凰端子。
3、直流B码光纤输出模块:
为6路直流B码光纤输出,TTL电平,接口为多模ST。
4、交流B码输出模块:
输出为8路1kHz调制B码信号输出,调制信号高电平峰值10V,低电平峰值3.3V,隔离输出,输出阻抗600Ω,接口为凤凰端子。
2.3.4串口输出模块
串口输出模块为凤凰端子输出接口,6路RS422/RS485,2路RS232。
报文格式:
异步,波特率9600Bd。
时间信息格式:
<
S>
与秒脉冲PPS的前沿对齐,S的ASCII码为53H;
T>
为发送时间信息的信息头,T的ASCII为54H;
然后依次是小时的十位、个位、分钟的十位、个位…直到年的个位信息,分别为0-9的ASCII码(30H-39H);
校验字节是小时的十位、个位、分钟的十位、个位…直到年的个位信息逐字节异或后再非运算的结果(异或非校验);
A>
为发送时间信息的信息结尾,A的ASCII码为41H。
如下图。
2.3.5网络输出模块
网络输出模块配置灵活使用简单,只要将其连接到局域网HUB上,配置好IP地址即可使局域网内所有计算机对时。
支持多种流行的时间发布协议,如NTP,time/UDP,还可支持可设置的UDP端口定义的时间广播数据包。
NTP和time/UDP的端口号分别固定于RFC-123和RFC-37指定的123和37。
可满足SNTP通讯协议。
客户端软件:
配有强大的客户端校时软件,内含帮助说明文件。
配置方法:
NTP模块可以以太网口远程登陆进行设置NTP的IP地址及工作方式。
注意:
1.NTP模块在使用前必须获得唯一的IP地址才能进行远程设置和正常工作。
缺省IP地址
网络输出模块出厂时IP地址设备为192.168.2.123。
参数设置
将当前计算机的IP设置为同一网段,即192.168.2.X,然后在windows的run菜单里输入“telnet192.168.2.1239999"
进行远程设置,注意123和9999间有一个空格。
如果当前计算机IP无法更改,需要重新设置网络模块IP地址,请按照如下方法:
重新设置IP
(1)、在UNIX主机或Windows系统的DOS提示符下键入以下命令:
arp-d
arp-s192.168.2.12300-03-B9-XX-XX-XX
00-03-B9-XX-XX-XX是网络模块的MAC地址(每台网络模块都在明显地方贴有写着MAC地址的标签)
192.168.2.123是将要给网络设的IP地址。
可以根据自己的情况任意设定。
注意:
Windows系统只有在其ARP表里除了自己还有另外一个MAC和IP的对应地址时上述命令才起作用,否则将给出错误信息,遇到这种情况只要PING一下网络中的任何一台计算机即可。
可以用arp-a来查看ARP表。
(2)、键入telnet192.168.2.1231这时很快会给出错误信息,可以不理会这些信息。
(3)、键入telnet192.168.2.1239999其中9999端口号是串口服务器专门用于远程管理的TCP端口,进入设置界面。
除非从9999登录网络模块,设置并保存新IP地址,arp设置的IP地址是临时的,网络模块断电后这个临时IP地址将失效。
键入“0”,回车。
输入新的IP地址,回车。
键入“9”,保存设置退出。
3.技术参数
3.1基本参数
3.1.1环境条件
正常工作大气条件:
─环境温度:
-5℃~+45℃。
─相对湿度:
5%~95%(装置内部即无凝露,也不应结冰)。
─大气压力70kPa~106kPa。
3.1.2电气参数
工作电源:
85V~264V交直流两用
3.1.3可靠性
平均无故障间隔时间(MTBF):
在正常使用条件下应不小于25000h。
3.1.4时间同步信号接口电气特性
a)静态空接点
─-隔离方式:
光电隔离
─-输出方式:
集电极开路
─-允许外接电压:
≥250VDC
─-允许IC电流≥100mA
b)串行数据通信接口EIARS-232C
─-电气特性符合GB/T6107—2000
─-连接器:
凤凰端子
c)串行数据通信接口EIARS-422、485
光隔离+电源隔离
─-电气特性:
符合GB-11014--90
─-连接器:
凤凰端子
3.2.1GPS接收器
接收灵敏度:
捕获<
-160dBW,跟踪<
-163dBW;
捕获时间:
装置热起动时﹤45秒;
装置冷起动时﹤90秒;
时间准确度:
1μs(1PPS相对于UTC时间)。
3.2.2北斗星接收器
接收灵敏度:
-157.6dBW,接收通道:
6通道;
捕获时间:
冷启动首捕时间≤2秒;
失锁重捕时间≤1秒;
≤200ns(静态)
3.2.3时间准确度
卫星信号作为时标信号时输出信号技术参数
信号
类型
电平/
空接点
准时沿
上升
时间
上升沿时
间准确度
脉冲
宽度
1PPS脉冲信号
TTL
上升沿
≤60ns
≤1μs
200ms
≤150ns
≤3μs
1PPM脉冲信号
≤100ns
≤200ns
1PPH脉冲信号
直流B码信号
连续2个8毫秒的第2个脉冲的前沿
≤2μs
422
为保证时间同步的准确度及信号传输的质量,应按下表合理的选用不同信号接口。
信号接
口类型
同步
信号类型
光纤
EIARS-422
/485
静态空接点
AC
EIARS-232C
以太网
1PPS
1μs
/
3μs
1PPM
1PPH
2μs
串口对时报文
~10ms
IRIG-B(DC)
IRIG-B(AC)
20μs
3.3接口传输距离
3.3.1同轴电缆
用于室内高质量地传输TTL电平时钟信号,如1PPS、1PPM、1PPH、IRIG—B(DC)码TTL电平信号,传输距离≤15m。
3.3.2有屏蔽控制电缆
用于室内传输EIARS-232C时间报文,传输距离≤15m。
用于传输静态空接点脉冲信号传输距离≤50m。
用于传输EIARS-422、EIARS-485、IRIG—B(DC)码信号,传输距离≤50m。
3.4后面板配置图
4.系统组成
4.1最简时间同步授时系统
该系统结构由一套主时钟、光缆或电缆、时间信号用户设备接口等组成,其结构示意图如下。
根据时间信号用户设备需要,主时钟可选配电网频率测量单元、NTP网络授时单元等。
最简时间同步授时系统结构示意图
4.2主从式时间同步授时系统的结构
该系统结构由一套主时钟和多套从时钟、光缆或电缆、时间信号用户设备接口等组成,其结构示意图如下。
根据时间信号用户设备需要,主、从时钟可选配电网频率测量单元、NTP网络授时单元等。
主从式时间同步授时系统结构示意图
4.3主备式时间同步授时系统
该系统结构由两套主时钟(和多套从时钟)、光缆或电缆、时间信号用户设备接口等组成,其结构示意图如下。
主备式时间同步授时系统结构示意图
5.安装与应用
5.1外形尺寸
MAT3000采用标准2U机箱,外形及安装尺寸如下图。
5.2天线安装
MAT3000配有一个易安装的天线,由有源天线头和导引线组成,导引线一般用长30m左右的低损耗同轴电缆,需要时可以根据具体要求扩展。
为保证卫星同步时钟能接收到卫星信号,天线必须固定在对天空开阔的地点。
将天线固定在天线支架上,将天线支架用膨胀螺栓固定在建筑物顶端,天线电缆铺设转弯半径不宜过小,天线电缆长度根据天线增益严格设计,不得剪断、延长、缩短或加装接头。
天线头要安装在室外,原则上是顺着天线头往上看能够看到360°
的天空。
下图给出了正确与不正确安装的示意图。
装置应尽量安装在靠近使用时钟信号的装置处,在多个装置使用时钟信号时,装置的安装位置选择原则应尽量减少电缆线的长度。
为减少天线连线的长度,以保证接收到的卫星信号具有一定的强度,可使装置安装在靠近天线从建筑物中引出的地方,用电缆把输出信号送到需要同步信号的装置。
5.3常见故障与维护
1、打开装置电源开关,若数码管无显示或LED不亮,请检查电源开关和保险丝。
2、若开机等待超过30min仍未接收到信号,请检查天线安装是否合理,接触是否良好。
3、若装置运行过程中,数码管内容显示异常,请关闭电源开关20s后,再打开。
以上问题经过检查后,如果仍然不能解决,请与淄博星硕电子科技有限公司公司联系。
附录1授时方式参照表
被授时同步装置(系统)
时间同步
准确度
推荐使用时间同步信号类型
时间同步精度分级
线路行波故障测距装置
IRIG-B或1PPS+串口对时报文
A
同步相量测量装置
雷电定位系统
电子式互感器的合并单元
故障录波器
≤1ms
IRIG-B或1PPS/1PPM+串口对时报文
B1
事件顺序记录装置
微机保护装置
≤10ms
B2
电气测控单元/远方终端装置(RTU)
安全自动装置
≤10ms
配电网终端装置(FTU、TTU)、配电网自动化系统
电能量采集装置
≤1s
网络对时NTP或串口对时报文
C
负荷/用电监控终端装置
电气设备在线状态检测终端装置或自动记录仪
网络对时NTP
或串口对时报文
控制中心/调度中心数字显示时钟
火电厂、水电厂、变电站计算机监控系统主站
电能量计费系统、保护信息管理系统、电力市场技术支持系统等主站
负荷监控/用电管理系统主站
≤1s
配电网自动化/管理系统主站
调度生产和企业管理MIS系统
电子挂钟
串口对时报文或网络对时NTP
附录2主要模块一览表