Home Статьи Телемеханика Серверы единого времени Arbiter Systems
Серверы единого времени Arbiter Systems PDF Печать
Статьи
26.07.2011 20:30

Серверы единого времени

Задача синхронизации времени в системах АИИСКУЭ и АСУ ТП становится все более и более актуальна. С ростом и развитием этих систем увеличивается количество компонентов в них, а точность измерений возрастает. Данные от измерительных устройств поступают с метками времени на промежуточные серверы для их обработки. Поэтому при создании таких систем встает задача устранения неопределенности измерений по времени. Ведь если измерения в разных точках системы были проведены одновременно, но зарегистрированы с разными метками времени, то это может привести к ошибочным выводам о состоянии системы и необходимых воздействиях. Для решения этой задачи служат серверы единого времени (сокращенно СЕВ).

Сервер единого времени обычно оснащается приемником сигналов GPS (или ГЛОНАСС) для синхронизации собственных часов по глобальному времени UTC. На случай плохого приема спутниковых сигналов или поломки приемника, СЕВ также имеют высокоточные встроенные часы, которые также могут использоваться для формирования сигналов синхронизации. Однако, разумеется, максимальная точность достигается при наличии сигналов GPS.

Каким же образом сервер осуществляет синхронизацию других устройств в системе? Сигналы синхронизации передаются в различных форматах по проводным линиям, оптоволокну (ВОЛС) или с использованием локальной сети Ethernet (NTP-сервер). При выборе СЕВ следует учитывать, в каком формате могут получать сигналы синхронизации устройства системы. Рассмотрим кратко основные методы передачи (форматы) сигналов синхронизации.

1PPS. Передается один импульс в секунду. Этот метод обеспечивает очень высокую точность, ограничиваемую лишь качеством соединения между сервером и устройством. Зачастую достигается точность 100 нс и выше, из-за чего это метод широко распространен. Однако в формате 1PPS не передается информации о времени и дате.

IRIG-В. Этот формат был разработан фирмой Inter-Range Instrumentation Group для нужд военного ведомства США. Данный метод передает информацию о времени и дате (число и месяц) ежесекундно – длина передаваемого слова 100 бит. Однако базовый формат IRIG-B содержит неопределенность по году, т.к. эта информация не передается. Сигнал IRIG-B может быть дискретным (немодулированный) или амплитудно-модулированным с несущей 1 кГц.

Из-за сложности определения пересечения нулевого уровня, IRIG-B модулированный не обеспечивает очень высокой точности (10 мкс - 1 мс).
Точность немодулированного IRIG-B ограничивается лишь крутизной характеристики (скоростью нарастания) напряжения,  и обычно составляет сотни наносекунд.

IEEE-1344 IRIG-B. IEEE-1344 представляет собой расширение формата IRIG-B, в котором добавлены две цифры в контрольные биты для передачи информации о годе.

IRIG-B модифицированный Manchester. По сути, представляет описанный выше дискретный формат, но со средним значением 0. Такой сигнал может передаваться по ВОЛС.

Широковещательный ASCII. Многие СЕВ позволяют передавать сигналы синхронизации в формате ASCII через последовательные порты RS-232 или RS-485. Одним из примеров таких методов служит формат IRIG-J. Точность синхронизации таких форматов сильно зависит от задержек, вносимых портом. Для высоких скоростей обмена (19200 бод и выше) точность достигает долей миллисекунд. Этот формат постепенно устаревает, сменяясь более совершенными.

NTP (Network Time Protocol). Данный метод позволяет транслировать сигналы синхронизации по локальной сети. Его точность составляет от единиц до сотен миллисекунд. Для получения лучшей точности следует минимизировать количество логических соединений между сервером и получателем, а также загрузку сети. При грамотной конфигурации достижима точность порядка микросекунд.

Одним из признанных мировых лидеров в производстве серверов единого времени является компания Arbiter Systems® Inc., представителем которой в СНГ является ООО «ПАРМА» (Санкт-Петербург). Arbiter Systems® занимается производством устройств синхронизации времени с 1973 года, сперва работая для нужд флота США, а с 1988 года перепрофилировавшись  на массовое производство таких систем.

Все устройства синхронизации Arbiter Systems® имеют богатый выбор форматов выходных сигналов с возможностью настройки сигналов синхронизации непосредственно на объекте. Кроме того СЕВ Arbiter Systems® отличаются непревзойденной точностью синхронизации, которая достигает в реальных условиях до +40 нс.

Возможные форматы синхронизации:

  • IRIG-B модулированный и немодулированный,
  • IRIG-B модифицированный Manchester,
  • IRIG-B IEEE-1344
  • 1PPS (импульс в секунду)
  • Программируемый импульс (от импульс в 1-60000 секунд до раз в год),
  • 50 или 60 импульсов в секунду,
  • 10, 100, 1 тыс., 10 тыс., 100 тыс. импульсов в секунду,
  • 1, 5 или 10 миллионов импульсов в секунду,
  • синусоида опорной частоты 1, 5 или 10 МГц,
  • IRIG-D, E или Н,
  • RS-232,
  • RS-422/485,
  • NTP-сервер.

Каждый прибор может одновременно формировать несколько выходных сигналов различных форматов. Кроме того, есть возможность заводить на вход прибора внешний сигнал (например, 1PPS) и измерять его отклонение от синхронизированного по GPS, а также производить измерения частоты, фазы и времени энергосистемы с высокой точностью.

 

 

Рис.1 Сервер единого времени 1088B Arbiter Systems

Для крупных распределенных систем, где требуется синхронизация большого количества устройств, Arbiter Systems® предлагает распределитель-усилитель сигналов синхронизации (модель 1073А), который способен принимать сигналы по трем различным каналам и распределять их на двенадцать выходов. Причем, входной сигнал в каждом канале может приниматься в одном формате, а подаваться на выход в совсем другом. Например, на вход может подаваться сигнал опорной частоты 10 МГц, а на выходах будут сигналы 1PPS и IRIG-B.

Если при всем выше сказанном учесть сравнительно невысокую стоимость устройств синхронизации времени по GPS производства Arbiter Systems® и ограниченную пожизненную гарантию на эти приборы, то можно сделать вывод о несомненном преимуществе их применения в составе любых систем. Приборы Arbiter Systems® позволят Вам существенно сэкономить в стоимости оборудования, стоимости монтажных и пуско-наладочных работ (за счет быстрого конфигурирования и малых габаритов) и стоимости обслуживания (превосходное качество и пожизненная гарантия)! За подробной информацией и для приобретения обращайтесь к официальному представителю Arbiter Systems® Inc. – ООО «ПАРМА» (Санкт-Петербург), www.parma.spb.ru

 
© 2017 telemex.info. Все права защищены.
Joomla! — свободное программное обеспечение, распространяемое по лицензии GNU/GPL.