时钟系统对时接口说明

上海申贝科技发展有限公司产品说明书目录一整体概述 (3)一.1系统简介 (3)一.2具备功能 (3)一.3功能特点 (4)一.4引用标准 (4)一.5整机指标 (5)二系统组成模式 (6)二.1组成及配置原则 (6)二.2其他模式 (6)二.3典型配置组屏图. (7)三技术指标 (8)三.1主控模块 (8)三.2输出模块 (9)三.3特需模块 (10)一整体概述一.1系统简介在电力系统运行过程中，电网的运行状态瞬息万变，电网调度实行分层多级管理，调度管理中心远离现场。

为保证电网安全和经济运行，各种以计算机技术和通信技术为基础的自动化装置被广泛应用，如调度自动化系统、故障录波装置、微机继电保护装置、事件顺序记录装置、变电站计算机监控系统、电能量计费系统、火电厂机组自动控制系统、雷电定位系统及输煤、除灰、脱硫等控制装置等。

随着电厂、变电站自动化水平的提高，电力系统对全站统一时钟的要求愈来愈迫切，有了统一时钟，既可实现全站各系统在统一时间基准下的运行监控，也可以通过各开关动作的先后顺序来分析事故的原因及发展过程。

因此电力系统的安全、稳定、可靠运行对时钟的基准统一及精度的要求进一步提高，在电力系统的电厂、变电站及调度中心等建立全站统一时间同步系统已经显得十分迫切和必要。

另外，各站往往有不同的装置需要接收时钟同步信号，其接口类型繁多，装置的数量也不等，所以在实际应用中常感到卫星对时装置的某些类型接口数量不够或缺少某种类型的接口，其结果就是全站中有些装置不能实现时钟同步，或者需要再增加一台甚至数台卫星对时装置，而这往往受到资金不足或没有安装位置等限制。

YJD-2000 卫星同步时钟是我公司根据电力系统现在的需要及将来的发展要求基础上，自主开发的具有国内先进水平的授时产品。

YJD-2000 卫星同步时钟结合美国GPS、中国北斗、俄罗斯格罗娜丝等技术特点并考虑了各种涉及国家安全的关联因素，实现了输入多源头(GPS、北斗、格罗娜丝、高精度守时、IRIG-B 码基准等)、输出多制式（TTL、空接点、IRIG-B、差分、串口、网络、光纤等）、满足多设备(系统输出可以任意扩展，可以满足任何规模、任何方式的时间信号需求)的要求，可为电力、煤炭、轨道交通、石油化工、航道水运、邮电电信及相关领域的系统中需要接收时钟同步信号的装置及系统提供高精度、高稳定、高安全，高可靠的时间基准信号。

对时服务器概述对时服务器是一种用于对计算机系统进行时钟同步的服务器，它通过向客户端提供准确的时间信息，帮助系统保持时间的一致性。

本文将介绍对时服务器的工作原理、应用场景以及其在网络中的重要性。

一、对时服务器的工作原理对时服务器主要通过两种方式与客户端进行通信，即网络时间协议（Network Time Protocol，简称NTP）和精确时间协议（Precision Time Protocol，简称PTP）。

1. NTPNTP是一种广泛应用于互联网上的时间同步协议。

对时服务器通过与可靠时间源进行通信，获取准确的时间信息，并将该信息传递给客户端。

客户端通过与对时服务器同步时间，以确保其系统时钟与时间源保持一致。

NTP的工作原理是通过计算与时间源的时差，并将此时差应用于系统时钟来调整时间。

NTP使用时间参考源（Time Reference Source）来同步时间，常见的时间参考源包括原子钟、GPS卫星等。

对时服务器会选择可用性高、准确度高的时间参考源来同步时间。

2. PTPPTP是一种高精确度的时间同步协议，主要用于局域网中对计算机系统进行时钟同步。

PTP可以实现亚毫秒级的时间同步精度，适用于对时间精度要求较高的应用场景。

PTP的工作原理是通过在局域网中的主从对时服务器之间进行精确的时间同步。

其中，主对时服务器向从对时服务器发送时间信息，从对时服务器根据接收到的时间信息进行时钟调整。

这样可以保证局域网内所有计算机系统的时钟保持一致。

二、对时服务器的应用场景1. 计算机网络中的时间同步对时服务器在计算机网络中扮演着重要的角色，能够确保计算机系统间的时间保持一致。

这对于网络中的日志管理、安全审计和事件顺序验证等应用非常重要。

例如，在分布式系统中，各个节点的时间同步对于确保整个系统的一致性和正确性至关重要。

2. 金融行业在金融行业中，时间同步是非常关键的。

对于交易所、银行等金融机构来说，准确的时间信息对于交易、结算和对账至关重要。

变电站时间同步系统的现状一、XX500kV变电站1、主控室主控计算机室1#测控屏1号测控屏内配置一台主钟，接收GPS 信号，通过串口与总控单元连接，主控室公用测控装置（1台）接收总控单元网络授时。

2、51小室500kV 51小室1号测控屏内配置一台主钟，接收GPS信号，通过串口与总控单元（双机T6总控）连接，该小室内测控装置（4面，12台）接收总控单元网络授时。

500kV线路保护屏（10面）、500kV线路高抗保护屏（8面）、500kV 断路器保护屏（19面）、500kV母线保护屏（4面）、500kV故障录波（3面）采用脉冲信号方式对时。

故障测距屏（1面）内配置一台主钟，接收GPS信号，采用脉冲信号方式对时。

3、52小室500kV 52小室1号测控屏内配置一台主钟，接收GPS信号，通过串口与总控单元（双机T6总控，NSC300单机总控）连接，该小室内测控装置（6面，14台）接收总控单元（双机T6总控）网络授时。

500kV线路保护屏（10面）、500kV线路高抗保护屏（8面）、500kV 断路器保护屏（19面）、500kV母线保护屏（4面）、500kV故障录波（3面）采用脉冲信号方式对时。

该小室内XX保护装置接收NSC300单机总控单元网络授时。

故障测距屏（1面）内配置一台主钟，接收GPS信号，采用脉冲信号方式对时。

4、220小室220kV 1号测控屏内配置一台主时钟，接收GPS信号，通过串口与总控单元（双机T6总控）连接，该小室内测控装置（5面，17台）接收总控单元网络授时。

220kV线路保护屏（30面）、220kV母线保护屏（4面）、220kV 故障录波（2面）采用脉冲信号方式对时。

2号故障测距屏（1面）采用脉冲信号方式对时。

2号故障测距屏（1面）内配置一台主钟，接收GPS信号，采用脉冲信号方式对时。

4、主变及35小室主变及35kV 1号测控屏内配置一台主钟，接收GPS信号，通过串口与总控单元（双机T6总控）连接，该小室测控装置（5面，20台）接收总控单元网络授时。

1 / 13HOLLiAS-MACST M第三卷 技术部分- 1 -专题10：GPS 数字时钟对时系统1. GPS 与数字时钟装置FM197的连接FM197是和利时公司自主开发的16口专用数字时钟对时集线器模块。

GPS 到FM197采用的是交叉线（根据GPS 的串口管角定义及FM197的管角定义）；FM197到时间服务器和主FM197到从FM197的连接线定义见5.FM197-B01使用说明，系统方案和原理如下：2. 方案描述GPS 接收器从对时集线器3主对时集线器1#机组DCS 对时集线器1＃机组2#服务器公用系统历时站（时钟服务器）FM 161-SOE1FM 161-SOE12…FM 161-SOE11…FM 161-SOE11#机组操作员站从对时集线器2从对时集线器1从对时集线器42#机组DCS 对时集线器FM 161-SOE10FM 161-SOE11#机组通讯站1#机组工程师站1#机组SIS 网关1#机组 I/O 站FM161E-48-SOE5…FM161E-SOE2＃机组6#服务器FM 161-SOE1FM 161-SOE12…FM 161-SOE11…FM 161-SOE12#机组操作员站2#机组通讯站2#机组工程师站2#机组SIS 网关2#机组 I/O 站FM161E-48-SOE公用系统SIS 网关站公用系统I/O站表示网络对时表示集线器硬对时表示SOE 模件硬对时集中所在的控制站**＃现场控制站**＃现场控制站**＃现场控制站1＃机组1#服务器2＃机组5#服务器公用系统服务器图：系统对时结构图2 / 13HOLLiAS-MACST M第三卷 技术部分- 2 -2.1系统原理框图2.2 系统原理描述为了实现硬件对时，需设计对时集线器和对时卡。

对时集线器可产生标准时钟源并发送对时分脉冲和消息包;对时卡也可产生时钟源并能接收对时分脉冲和消息包,控制站，操作站都配有对时卡。

对时分脉冲用上升沿作为每分钟的起点，保持１秒高电平，５９秒低电平，整个系统都以对时分脉冲的上升沿作为对时基准（即整个系统都在整分时刻进行对时）。

1、综述GPS2U卫星时钟接收美国GPS(全球定位系统)卫星发送的时间信号,向电力系统各种自动化装置(如故障滤波器、微机保护装置、RTU、各种微机监控系统、事件记录仪等)提供精确的时钟同步信号，能够统一发电厂、变电站、调度所的时间基准，可以在电力系统发生故障后,为分析故障的情况及开关动作的先后次序提供有力的依据。

GPS2U卫星时钟的特点有：1)采用对值班工作人员透明化设计，时间显示、卫星通道状态、工作状态的指示一目了然。

2)Easy控制技术设计，232-422转换、波特率调整方便。

3)多种对时规约，可由用户要求指定。

4)精美标准19”2U架装式机箱，适合柜式安装。

5)时间精度高，最高精度达500nS。

6)卫星信号接收，不受电厂、变电站的地理状况的限制。

7)对自动化装置有多种对时方式（见附录A），可灵活配置。

8)装置的所有时钟信号输出均经过光电隔离，抗干扰能力强。

2、GPS2U型卫星时钟2-1 GPS2U型卫星时钟的构成GPS2U卫星时钟采用了2U标准19”架装式机箱,具体安装尺寸如图1所示。

其中,装入宽度:449mm；装入高度:89mm；带安装耳总宽度:482.6mm。

深度:272mm；安装孔宽度:465mm；安装孔高度:76.2mm。

图1 GPS2U卫星时钟外形图2-1-1.GPS2U卫星时钟的前面板图2 前面板示意图a.时间显示区在开机状态下，LED数码管显示北京时间。

按下“时间／日期”转换按键，LED数码管会显示当日日期。

松开按键，则恢复为时间显示。

b.卫星状态显示区卫星状态显示有“卫星通道”显示和跟踪状态两组。

“卫星通道”显示当前卫星时钟跟踪的GPS卫星数目,GPS2U最多可同时跟踪12颗卫星。

跟踪状态有两个指示灯“搜索”和“锁定”。

当卫星时钟正在搜索GPS卫星时，搜索灯会闪烁；当捕获到足够数量的卫星并定位锁定时，“锁定”指示灯亮，同时“搜索”灯熄灭。

此时卫星时钟输出时间为标准北京时间。

一、系统图二、母钟后面板及接口定义1）、PC接口定义2）、GPS接口定义3）、子钟接口定义三、接口箱接线定义1）、CLOCK HUB后面板接口定义`2）、接口箱信号输入接口定义（IN）母钟接口箱输入IN接口为25PD 型插接线定义同母钟J3接口定义相同，此接口连接母钟J3口。

3）、扩展板输出口接口定义（OUT）弹片卡口面朝下，平整的针面朝上，自左向右的线序分别是：①②③④⑤⑥⑦⑧定义为：①⑦：TX+ ②⑧：TX-③⑤：RX+ ④⑥：RX-4）、扩展板标准时间口接口定义弹片卡口面朝下，平整的针面朝上，自左向右的线序分别是：①②③④⑤⑥⑦⑧定义为：①③⑤⑦：TX+ ②④⑥⑧：TX-四、GPS接收机接线定义1）、7针航空插接线定义（接母钟GPS）2）、BNC插座接GPS天线五、子钟通讯对接插、电源对接插接线方法1）、数字钟通讯插、电源插接线定义对接插型号对接插用途对接插定义线色对照备注4针绿色对接插子钟通讯用（子钟端的定义）1：RX+ 红色2：RX- 绿色3：TX- 蓝色4：TX+ 黄色3针白色对接插（扁）子钟电源用火线红色地线黄绿色零线黄色2）连接使用说明单面数字钟安装完成后，将时钟的通讯连接线和电源线分别接入时钟背面出线口的四针（红：RX+，绿：RX-，蓝：TX-，黄TX+）和三针对接插(红：火线，花：地线，黄：零线)，检查无误后，按子钟在时钟系统中的分布号将本时钟背后的拨码盘调整好。

接通交流220V电源，时钟显示当前时间，当时钟和母钟连接通并通讯正常后，时钟的时分秒间的分隔点按停止闪烁。

3）注意事项⏹安装时不要带电作业，确认电源没有接通再进行接线。

⏹设备应安放在通风、干燥处，勿放在高温，强磁场干扰处。

⏹设备安装应避开自动喷水灭火系统，勿水淋。

⏹非专业人员，请勿随意拆开后盖，请勿用手或其它器物触碰管腿及焊点，时钟数码管易受静电释放而损毁，。

YJD-3000时钟同步监测单元（TMU）1. 装置说明时钟同步监测单元采用模块化结构设计，可以通过多种接口板接入现场的各类不同的对时信号。

同时该装置以网络方式通过数据网与中心端核心时钟建立时间同步关系，获取精确时间。

该装置通过对接入的多种时间信号和中心端核心时钟的时间参考信号进行时间对比，并将该信息通过数据网上报至监控中心，实现主要的时间精度监测功能，同时还将上报时钟监测装置的本体工作状态等信息。

监控中心通过专用的监测平台软件对各厂站上报的监测信息进行统一分析和后期处理，并以多种形式提供良好的管理界面环境。

装置功能如下：●具备NTP/PTP/ E1接口，通过SDH或数据网与中心时钟系统进行对时，获取中心站的参考时间；●支持厂站时钟系统的主钟（含主备）、扩展时钟输入测量，将输入的各类型信号与获取的中心站时间基准做比较，测量差值，并通过数据网方式上报中心；●支持厂站端监控系统（总控单元）、RTU、相量测量装置（PMU）、AVC子站、电能量远方终端等被授时设备的时间测量；●支持装置本体状态上报；●支持中心以NTP、PTP 、E1方式监测本体时间精度；●具备多种对时输入监测接口，支持对差分、TTL、光纤、节点、串口等方式的B码、脉冲、报文等多种对时信号进行实时精度测量；●具备多种对时输出接口，支持差分、TTL、光纤、节点、串口等方式的B码、脉冲、报文等多种对时信号；●具有多路开入量接口，可接入主钟、备钟、扩展装置等状态量，包括：时钟失锁、电源失电等；●可作为独立时钟同步系统使用，利用数据网实现时间同步网功能；●当地数据显示功能；●时钟同步监测单元采用嵌入式系统；●支持厂站自动化监控系统的日脉冲引发的SOE报文接收并统计出偏差值上报中心站；硬件结构如下：a)内部结构框图b)装置正面图c)装置背面图2. TMU界面操作说明1）开机画面打开装置背后电源开关，开启TMU装置，显示开机画面。

启动完成后进入装置首页面，显示装置时钟画面：界面中左边一栏黄色按钮为装置各项功能按键，通过点触屏幕选择切换。

几种常见的火电厂DCS系统时钟对时方式介绍【【摘要】全厂统一的时钟有利于分析事故、查找原因、明晰事故发生过程。

本文介绍几种常见的DCS系统与外部GPS时间同步系统之间的对时接口方式。

【关键词】GPS；分散控制系统；对时0 引言随着电力技术的发展，大容量、高参数的发电机组相继建成，对发电厂自动化系统稳定性的要求也就越来越高。

现行规范要求，对发电厂、变电站、调度所需配置时钟同步对时系统，要求卫星同步时钟对时系统能够覆盖所有需要对时的设备，达到全厂时间基准的统一。

在系统发生故障或事故时，设备记录的动作时序能够做到统一、准确，从而为事故原因的分析提供技术支持。

1 GPS对时方式介绍目前电力系统中普遍采用GPS时间同步系统来作为时间基准。

该系统应用全球定位系统（GPS）技术，接收GPS卫星发送的协调世界时（UTC）信号作为外部时间基准，输出时间精度为150ns的1PPS（即1 Pluse Per Second）脉冲，并输出国际标准时间、日期和接收器所处地理位置（经纬度）信息。

1.1 常见的时钟同步信号类型有以下几类：1）脉冲信号：秒脉冲（1PPS）、分脉冲（1PPM）、时脉冲（1PPH）；2）串口报文信号：报文内容包含年、月、日、时、分、秒，报文格式多为ASCII或BCD码；3）编码信号：如IRIG-B时码（DC/AC）等；4）网络对时信号：多采用NTP（Network Time Protocol）协议。

1.2 常见的时钟同步信号输出接口类型有：RS-485、RS-232、TTL、空接点、AC调制、光口、RJ-45等。

信号输出接口类型与时钟信号类型间的对照关系，如表1所示：表11.3 常见的时钟同步信号传输通道信号传输通道应保证GPS时间同步系统发出的时间，在传输到电厂设备时能满足设备对时间信号质量的要求。

1）同轴电缆：用于高质量的传输TTL电平接口，如脉冲信号、IRIG-B（DC）码TTL信号等，传输距离<10m；2）屏蔽控制电缆：用于RS-232接口时，传输距离<15m；用于RS-485接口时，传输距离宜控制在150m；3）音频通信电缆：用于传输IRIG-B（AC）信号，传输距离<1000m；4）光纤：用于远距离传输各种时间信号；5）网线：用于传输网络对时信号，传输距离宜控制在100m内。