IRIG-B時鐘設備在某電廠的應用

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發表時間:2017-11-30 09:06作者:小安來源:西安同步原創

由我公司自主研發生產的IRIG-B時鐘設備在北京某電廠投入使用。

本次在北京某電廠項目投入的IRIG-B時鐘設備主要有IRIG-B碼產生器,IRIG-B碼解碼器(接收設備),IRIG-B碼轉換器等。本文主要對IRIG-B碼設備的主投入產品產品進行說明,并對其應用做了簡單的闡述。

1、IRIG-B碼時鐘設備的投入理念

本次項目電廠對IRIG-B碼有著明確的需求,在現有系統時鐘架構中,因實施功能需要,增加了多個分系統,在已有IRIG-B碼的產生源設備和下級新增加的接收源設備之間的不同位置, 實現各個分系統之間的時間同步。

由于已存在原有IRIG-B碼時間源,我們首先為滿足現有設備需要,增加了IRIG-B碼接收設備,將符合原有IRIG-B碼源標準的協議轉為下面分系統中需要的串口,NTP,PTP等接口。

在項目設計中,新的分系統中因環境,使用要求等限制因素,不能應用于現有時間源,但必須滿足于電廠對IRIG-B碼高精度需求的應用,我們投入了相應的IRIG-B碼產生源設備。

同時,各個分系統要求不一樣,需要投入的產品配備復雜程度不同,多個分系統相互同時工作,需要考慮到成本投入,性價比輸出,環境特性等因素,在部門分系統之間我們增加了IRIG-B碼轉換器。

2、IRIG-B碼時鐘的投入設備

1)IRIG-B碼時鐘接收設備

IRIG-B碼時鐘接收設備,又名IRIG-B碼解碼時鐘,是通過接收上級IRIG-B碼時間信號信息,解析后通過適用接口協議轉給下級客戶端設備,實現時間信息的高精度統一傳遞。

本次在北京某電廠的設備配置中,對IRIG-B碼時鐘接收設備對不同環境下,配備了不同規格的設備,主要配備接收設備如下:

設備型號

產品數量

配備因素

規格參數

SYN012型B碼時統

1

作為新主體時鐘源,和接收源設備,實現多種接口協議配備,滿足新進系統升級需要

1U,19″(482x300x45mm)AC220V,10W

SYN1340型IRIG-B碼解碼器

4

分系統中需整機設備配備,機架式和便攜式應用于不同環境之中

便攜式(265x285x100mm)AC220V,10W;1U,19″(482x300x45mm)AC220V

SYN1510型IRIG-B碼接收板

5

內置分系統的整機之中,實現最優比

板卡(140x100x15mm)

直流5V±5%

SYN1511型IRIG-B碼接收板

1

獨立的一個分系統中需內置IRIG-B碼接收板卡,但對體積有要求

板卡(95x76.2x15mm)

直流5V±5%

SYN1513型IRIG-B碼解碼板

2

同時滿足IRIG-B(DC,AC)接收的需要

板卡(160*135*18mm)

直流5V±5%

SYN4617型B碼-PCIe授時卡

6

因分系統有工控機設備內要求PCIe卡槽,同時可滿足IRIG-B(DC,AC)接收的需要,有單獨選擇

標準PCIe接口: 175(長)×107mm(高)×(厚)21mm

以上為本次IRIG-B碼時鐘接收設備要求中配備的主要設備,主要考慮到分系統中的各種因素,進行最優的選擇配比。

2)IRIG-B碼時鐘產生設備

IRIG-B碼時鐘產生設備主要投入是為電廠部分新建分系統,投入的新的時鐘源系統,為分系統內客戶端設備提供標準的時間源,實現系統內部的時間統一。

本次投入的IRIG-B碼時鐘產生設備,主要有:

設備型號

產品數量

配備因素

規格參數

SYN012型B碼時統

1

作為新主體時鐘源,和接收源設備,實現多種接口協議配備,滿足新進系統升級需要

1U,19″(482x300x45mm)AC220V,10W

SYN1102型IRIG-B碼產生器

2

滿足于單純的IRIG-B(DC)輸出,成本投入低

便攜式(265x285x100mm)AC220V,10W

SYN1204型IRIG-B碼產生器

5

同時可滿足IRIG-B(DC,AC)的性能需求,機架式和便攜式應用于不同環境之中

便攜式(265x285x100mm)AC220V,10W

SYN1502A型IRIG-B碼產生器

1

體積小,易攜帶,精度高,各種接口要求均可滿足,對大系統測試授時功能顯著

便攜式(130x150x75mm)直流5V±5%

SYN1501型IRIG-B碼產生板

4

內置分系統整機中,實現最優比

板卡(140x100x15mm)

直流5V±5%

SYN1502型IRIG-B碼產生板

2

需內置系統中,對板卡體積有要求

板卡(80x80x13mm)

直流5V±5%

以上設備是此次項目中投入的IRIG-B碼時鐘產生設備要求中配置的最主要設備,以電廠實際需求為基準,以各個系統具體配置為原則,進行實際的投入分配。

3)IRIG-B碼轉換器

IRIG-B碼轉換器主要是對各別分系統中復雜的系統并行運轉,或者對某些設備無法適應直接傳輸的接口碼進行轉換功能而配備。

在本次項目中主要投入的IRIG-B碼轉換器設備有:

設備型號

產品數量

配備因素

規格參數

SYN1601型IRIG-B碼線路轉換器(光電互轉)

10

對已有設備無法直接適應傳輸的B碼接口標準,主要提供光電轉換的功能

模塊(104.5x100x28mm)

DC8V~30V

SYN1401型時標分配器

5

在特定環境系統內,設備需并行投運,配備接口分路器

1U,19″(482x300x45mm)AC220V,10W

以上設備是此次項目中投入的IRIG-B碼轉換器設備要求中配置的最主要設備,通過電廠相關方人員對現場的統計結果,以實際需求為做的初步配置。

3、IRIG-B時鐘原理

采用IRIG-B碼時鐘廣泛應用于電廠,是因為IRIG-B碼可以采用雙向授時法,將授時精度提到us,或 ns以上。

雙向比對法采用的是中心站和外地站互相收發校時信號,由于中心站和外地站同時在收發信號,雙向傳輸路徑完全相同,其傳播延時可以有效對消,使得時間的比對精度要明顯高于單向授時法。

時間雙向對比是利用視距內或同步通信衛星轉發器對兩站對發同步信號,同時又接收對方發射的同步信號。根據各自測量的發送和接收時刻計算出兩站之間傳輸時延,從而可計算出兩站的時間差,進而校準,最終實現兩站的同步。

時間雙向對比法實現原理圖,如下所示:

時間雙向對比法實現原理圖

在A站,在時碼發送單元向B站發送時間信號的同時,由時統設備的1pps脈沖信號的前沿啟動時間間隔計數器,用接收到B站的IRIG-B時碼信號解調獲得的1pps秒脈沖的前沿關閉同步計數器,測得時間間隔TA。在B站,在時碼發送單元向A站發送時間信號的同時,由時統設備的1pps脈沖信號的前沿啟動時間間隔計數器,用接收到A站的IRIG-B時碼信號解調獲得的1pps秒脈沖的前沿關閉同步計數器,測得時間間隔TB,此時IRIG-B碼攜帶本地時間TA或TB。

4、IRIG-B時鐘應用原理

IRIG-B時鐘屬于直接授時協議,在應用時不需要中間外接其他設備進行轉接,使用方便。以SYN012型IRIG-B碼時統的應用為主,進行說明。

SYN012型B碼時統是一款通用性時統終端,內置高精度恒溫晶振,接收GPS北斗雙模衛星信號,10MHz外部參考,1PPS外部參考,IRIG-B(AC),IRIG-B(DC)等信號,使用外部時間頻率信號對本機進行時間頻率同步,產生IRIG-B(DC)碼信號,IRIG-B(AC)碼信號,網絡授時信號,1PPS(秒信號)同步脈沖信號及串口時間信息,在使用中性價比**。

其應用原理圖如下:

IRIG-B時鐘應用原理圖

如圖所示,SYN012型IRIG-B碼時鐘配有多種接口,可作為IRIG-B碼標準源的,也可作為IRIG-B碼接收源,同時配備其他協議接口,幾乎可滿足電廠所有的時間同步性能需求。




5、IRIG-B時鐘小結

以上為IRIG-B時鐘在北京某電廠應用的說明,通過以上的分析性說明,希望可以對后續電廠IRIG-B碼的擴展部分選擇,起到協助性的作用。

本次項目屬于電廠初期改造投入,對設備的后期投入,還需結合電廠的進一步改造完成,我們將著力配合本次項目完成整體性的改造?,F在越來越多的系統,如各種雷達系統、測控系統等對各個分布不同位置站責成系統的時間同步,對IRIG-B時鐘都有著迫切的需球,如需要更多了解的客戶,可與我公司業務人員聯系!