網(wǎng)絡(luò)時鐘系統(tǒng)方案-智能樓宇(共18頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上網(wǎng)絡(luò)時鐘系統(tǒng)設(shè)計方案煙臺持久鐘表有限公司2016年10月專心-專注-專業(yè)目 錄1 系統(tǒng)方案概述用于智能化樓宇的時鐘系統(tǒng)必須準(zhǔn)確、安全、可靠。在總結(jié)煙臺持久鐘表集團(tuán)有限公司及國內(nèi)外同行多年來生產(chǎn)時鐘系統(tǒng)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，我們采用系統(tǒng)論和過程論的設(shè)計思想，應(yīng)用當(dāng)今世界上先進(jìn)的通信及計算機(jī)技術(shù)，設(shè)計出具有集散控制、中心監(jiān)控、熱備份、自動切換保護(hù)、高精確性、高可靠性的成熟可靠、技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量上乘的大區(qū)域子母鐘時鐘系統(tǒng)。 時鐘系統(tǒng)在智能化樓宇中是個重要組成部份之一，其主要作用是為樓宇建設(shè)提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時間，并為其它各有關(guān)系統(tǒng)提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時間信號，使各系統(tǒng)的時間與本系統(tǒng)同步，從而實

2、現(xiàn)整個樓宇統(tǒng)一的時間標(biāo)準(zhǔn)。供應(yīng)商提供的CJ-9500型大型網(wǎng)絡(luò)子母鐘系統(tǒng)按中心母鐘和子鐘兩級組網(wǎng)方式設(shè)置，主要由GPS接收機(jī)、中心母鐘、監(jiān)控網(wǎng)管終端、電源、NTP服務(wù)器、子鐘及以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸通道（含網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)）等構(gòu)成。中心母鐘接收GPS標(biāo)準(zhǔn)時間信號，通過傳輸電纜傳給各個子鐘，由中心母鐘按標(biāo)準(zhǔn)時間信號指揮子鐘統(tǒng)一顯示時間，實現(xiàn)整個樓宇時間標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，以適應(yīng)樓宇內(nèi)可靠協(xié)調(diào)的需要。母鐘和子鐘通過網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)局域網(wǎng)連接，傳輸網(wǎng)絡(luò)間采用遵循IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)接口，物理接口形式是標(biāo)準(zhǔn)RJ45接口。2 系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范我公司按照ISO9001國際質(zhì)量認(rèn)證體系的要求，制定相應(yīng)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)工藝流程

3、，在產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)檢驗、安裝調(diào)試、包裝運輸、運行和售后服務(wù)過程中，嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)技術(shù)規(guī)范，以更好地滿足用戶的需求。系統(tǒng)所遵循的國際、國家、行業(yè)及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)包括：GBJ42-81工業(yè)企業(yè)通信設(shè)計規(guī)范GBJ79-85工業(yè)企業(yè)通信接地設(shè)計規(guī)范 GB/T 4857.1-92包裝運輸包裝件試驗時各部位的標(biāo)示方法 GB 3873-83通信設(shè)備產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件 GB 50174-93電子計算機(jī)機(jī)房設(shè)計規(guī)范GBJ115-87工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范GB50807-86設(shè)備可靠性試驗規(guī)范GB 50254-96電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范GB 50311-2007綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范GB/T 49

4、61-1999QB/T 2268-1996計時儀器外觀件涂飾通用技術(shù)條件 鐘金屬外觀件漆層 YD/T 1012-1999數(shù)字同步網(wǎng)節(jié)點時鐘系列及其定時特性 DLT 1100.1-2009電力系統(tǒng)的時間同步系統(tǒng)JGJ/T 16-92民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范YD/T 5089-2005數(shù)字同步網(wǎng)工程設(shè)計規(guī)范YD/T 5027-2005通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范YD 5098-2005通信局（站）防雷與接地工程設(shè)計規(guī)范YD/T5120-2005無線通信系統(tǒng)室內(nèi)覆蓋工程設(shè)計規(guī)范GA/T331-2001公安移動通信網(wǎng)警用自動級通信系統(tǒng)工程設(shè)計技術(shù)規(guī)范QF-EMPF-206設(shè)計與采購活動計劃管理導(dǎo)則 J

5、JG 106-81指針式精密時鐘檢定規(guī)程企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范Q/YCJ001-2002大區(qū)域子母鐘系統(tǒng) Q/YCJ2-07-001-5安裝服務(wù)過程控制程序Q/YCJ3-10-003-1子母鐘系統(tǒng)檢驗規(guī)程隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展，智能樓宇系統(tǒng)電子設(shè)備和通信設(shè)備日益增多，加之弱電信號極易受到電磁干擾，因此為避免智能樓宇系統(tǒng)各種設(shè)備對時鐘同步系統(tǒng)的電磁干擾影響，同時保證時鐘同步系統(tǒng)不對其他網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)信號造成干擾和影響，我公司特別注意了電磁兼容相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并采取必要的防護(hù)措施，使系統(tǒng)完全滿足電磁兼容性能的要求。電磁兼容和防雷設(shè)計相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)包括：IEC61000-6-2工業(yè)環(huán)境中發(fā)射標(biāo)準(zhǔn) IEC61000-6-4工

6、業(yè)環(huán)境中抗擾度 IEC61000-4-2靜電放電抗擾度試驗 IEC61000-4-3射頻電磁場輻射抗擾度試驗 IEC61000-4-4電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗 IEC61000-4-5浪涌（沖擊）抗擾度試驗 IEC61000-4-6射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度 IEC CISPR 22 1997信息技術(shù)設(shè)備的無線電干擾限值和測量方法 GB50057-94建筑物防雷設(shè)計規(guī)范 IEC61312-95雷電電磁脈沖的防護(hù) YD5068-98移動通信基站防雷與接地設(shè)計規(guī)范 時鐘同步系統(tǒng)設(shè)備在產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)檢驗、安裝調(diào)試、包裝運輸、運行和售后服務(wù)過程中，當(dāng)國家標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)矛盾時，以國際標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)；當(dāng)?shù)胤綐?biāo)

7、準(zhǔn)與國家標(biāo)準(zhǔn)矛盾時，以國家標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)；若同級標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范之間發(fā)生沖突，采用要求最為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。3 系統(tǒng)的特點3.1 高精確性、高可靠性本系統(tǒng)中的中心母鐘和子鐘均采用高穩(wěn)定性、高精度的高穩(wěn)定晶振，以確保系統(tǒng)高穩(wěn)定性、高精度。本系統(tǒng)接收來GPS發(fā)出的精確時鐘信號后，經(jīng)中心母鐘讀取、解碼、處理后發(fā)送至?xí)r鐘系統(tǒng)的各個部分，從而實現(xiàn)整個時鐘系統(tǒng)長期無累積誤差運行。時鐘系統(tǒng)采用了閉環(huán)控制、掉電保護(hù)、故障自診斷、故障隔離、軟硬件冗余、抗電氣電磁干擾、保護(hù)接地等先進(jìn)的技術(shù)措施，并嚴(yán)格篩選元器件從而保證最大限度地提高系統(tǒng)的可靠性。本系統(tǒng)的中心母鐘的關(guān)鍵部件都采用雙重?zé)醾浞荩?dāng)主單元出現(xiàn)故障時，能夠自動切換到備

8、用單元，保證了系統(tǒng)的高可靠性。同時時鐘系統(tǒng)還采取了“各模塊獨立自由運行”的設(shè)計，當(dāng)上級節(jié)點設(shè)備出現(xiàn)故障時，本級節(jié)點及以下設(shè)備仍能正常工作；同級節(jié)點發(fā)生故障互不影響。所有時鐘均可自行校時。除非發(fā)生故障，否則不需要進(jìn)行維護(hù)和時間調(diào)整。3.2 擴(kuò)展方便時鐘系統(tǒng)的擴(kuò)展可以通過保持原有的硬件不變，軟件只需在現(xiàn)有的操作平臺上在不影響使用的情況下通過在線升級即可實現(xiàn)。3.3 兼容性好軟硬件兼容：時鐘系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)化的軟件及硬件組成，用戶可按照自己的需要靈活配置。監(jiān)控網(wǎng)管系統(tǒng)的軟件能夠適應(yīng)計算機(jī)技術(shù)的急速發(fā)展，采用目前最流行的語言編譯，運行在主流的操作系統(tǒng)平臺上。電磁兼容：為保證系統(tǒng)持久可靠地運行，煙臺持久鐘表集

9、團(tuán)有限公司充分考慮到各種強(qiáng)電設(shè)備對時鐘系統(tǒng)的電磁干擾及本系統(tǒng)對其它通信系統(tǒng)的電磁干擾，在系統(tǒng)的電磁兼容方面，做了大量的試驗與改進(jìn)工作，提供的設(shè)備在許多工程中經(jīng)歷了長期嚴(yán)格的考驗。煙臺持久鐘表集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的時鐘系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備均通過了國家電磁兼容檢測權(quán)威單位-上海電器設(shè)備檢測所的檢驗和測試，各項指標(biāo)均符合IEC61000系列的要求，并取得了由上海電器設(shè)備檢測所簽發(fā)的標(biāo)明各項電磁性能合格的檢驗報告。目前煙臺持久鐘表集團(tuán)有限公司在國內(nèi)鐘表行業(yè)廠商中仍是唯一擁有電磁兼容有效證明文件制造商。3.4 維護(hù)簡單系統(tǒng)設(shè)計時在關(guān)鍵設(shè)備的關(guān)鍵部位設(shè)置了用于維護(hù)和檢測的測試點；整個時鐘系統(tǒng)采取了故障隔離、故障自診斷

10、技術(shù)和自動報警措施；標(biāo)準(zhǔn)化和高集成度元器件的選用、具有互換性板卡的模塊化設(shè)計（相同規(guī)格的設(shè)備、接口板都具有互換性）；主備中心母鐘的控制板均支持熱拔插技術(shù)，使得系統(tǒng)維護(hù)極為簡便快捷。3.5 節(jié)能降耗綠色環(huán)保的設(shè)計思想的推行、低能耗元器件的選擇和使用、低能長壽命發(fā)光材料的應(yīng)用、先進(jìn)的超大規(guī)模集成電路技術(shù)的引進(jìn)與應(yīng)用，使得時鐘系統(tǒng)的總體能耗大幅度降低，提高了時鐘系統(tǒng)的使用壽命，并降低了使用成本。3.6 系統(tǒng)的開放性監(jiān)控網(wǎng)管的操作系統(tǒng)采用目前最為流行的軟件平臺, 對通信和監(jiān)控軟件采取了人性化的設(shè)計，使人機(jī)界面友好、便捷、直觀，操作極為簡單快捷。3.7 適配性能良好煙臺持久鐘表集團(tuán)有限公司提供的設(shè)備在接

11、口技術(shù)和各系統(tǒng)相互適配上有較大的優(yōu)勢，至今我們已與國內(nèi)外三十五個廠家的不同設(shè)備進(jìn)行過系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，諸如：日本、法國、英國、德國以及國產(chǎn)等不同類型的傳輸設(shè)備，尤其可以適應(yīng)傳輸技術(shù)的發(fā)展要求，為機(jī)場、電力、核電場、地鐵、輕軌、高鐵電氣化鐵路、體育場館、辦公樓宇等通信系統(tǒng)的正常運行提供了可靠的保證。3.8 多級全方位監(jiān)控功能中心母鐘及監(jiān)控網(wǎng)管均可實現(xiàn)點對點監(jiān)控、發(fā)現(xiàn)故障自動報警。母鐘主備單元既可自檢也能互檢，以便及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障，并進(jìn)行主備單元自動轉(zhuǎn)換。中心母鐘采用雙機(jī)熱備份，中心母鐘時間顯示面板除了顯示標(biāo)準(zhǔn)時間外，還可以通過切換按鍵顯示中心母鐘主備單元、接口模塊、接收時間源GPS時間源信號、電源以及所

12、帶子鐘的工作狀態(tài)。監(jiān)控網(wǎng)管系統(tǒng)除了監(jiān)控整個時鐘系統(tǒng)的通訊，設(shè)備運行狀態(tài)外，還具備網(wǎng)管中心母鐘主備單元和每個子鐘的地址名稱、校時間隔等。中心母鐘的主備單元均可以互相監(jiān)控，當(dāng)主單元工作時，備用單元也處于待機(jī)狀態(tài)，并隨時監(jiān)視主單元的工作狀態(tài)，此時該備用模塊的狀態(tài)同時也被主單元監(jiān)視，一但主單元模塊出現(xiàn)故障，能夠立即切換并代替主單元工作。確保整個系統(tǒng)得不間斷連續(xù)工作，提高了系統(tǒng)的安全級別。3.9遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)報警當(dāng)時鐘系統(tǒng)發(fā)生故障時，除了在故障現(xiàn)場和控制中心發(fā)出正常的報警信號之外，系統(tǒng)還會自動判斷故障的級別（故障一般分為三級即：次要故障、一般故障和嚴(yán)重故障），并且根據(jù)故障級別通過三種方式分別向不在現(xiàn)場的有關(guān)設(shè)

13、備管理人員發(fā)送報警信息。4 系統(tǒng)架構(gòu)4.1 系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成框圖時鐘系統(tǒng)采用控制中心中心母鐘及子鐘兩級組網(wǎng)方式。主要由GPS接收裝置、中心母鐘、NTP服務(wù)器、監(jiān)控網(wǎng)管計算機(jī)、子鐘、數(shù)據(jù)傳輸通道（含網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)）和電源等組成。中心母鐘與各子母鐘通過傳輸子系統(tǒng)連接，在通信設(shè)備室內(nèi)通過NTP服務(wù)器為其它通信系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時間信號，使各子系統(tǒng)的時間與時鐘系統(tǒng)同步。GPS天線單元安裝在辦公樓的頂部，通過近30米長的饋線連接至機(jī)房的時鐘控制柜。柜內(nèi)安裝有標(biāo)準(zhǔn)信號接收單元和母鐘。監(jiān)控計算機(jī)安裝在控制室內(nèi)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下：圖一：時鐘系統(tǒng)總系統(tǒng)圖4.2 系統(tǒng)連接方式和擴(kuò)容1）接口形式及連接方式1)中心母鐘與各子鐘

14、及監(jiān)控網(wǎng)管、系統(tǒng)維護(hù)終端傳輸接口遵循IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)接口，物理接口為RJ45。2) 中心母鐘實時向公務(wù)電話系統(tǒng)、專用電話系統(tǒng)、無線系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、自動收費系統(tǒng)等提供標(biāo)準(zhǔn)時間。2）系統(tǒng)接口容量及中遠(yuǎn)期擴(kuò)容1)出廠設(shè)計容量：中心母鐘提供子鐘RJ45接口數(shù)量2個，每個子鐘有一個（接收和輸出）RJ45接口，子鐘擴(kuò)容數(shù)量將根據(jù)傳輸系統(tǒng)交換機(jī)接口數(shù)量來決定子鐘擴(kuò)容量。 2)擴(kuò)容方式：直接增加交換機(jī)接口模塊。3）時鐘設(shè)備安全冗余配置1）外部時間源采用GPS時間數(shù)據(jù)，內(nèi)部時間源采用高穩(wěn)定晶體。2）中心母鐘采用主、備母鐘熱備份設(shè)計。3）時鐘系統(tǒng)網(wǎng)管監(jiān)控本地報警和集中報警設(shè)計。4）中心母鐘、子鐘在

15、上級信號中斷時均可“獨立運行”，使其本身及其附屬系統(tǒng)保持連續(xù)性。4）設(shè)備容錯設(shè)計中心母鐘發(fā)生故障時，為了避免將錯誤數(shù)據(jù)發(fā)送到從屬子鐘及相關(guān)系統(tǒng)。（所謂“錯誤”，指的是超出容許的公差范圍）中心母鐘在設(shè)計時采取了合理的容錯措施，確保在發(fā)生故障時立即終止向下級附屬系統(tǒng)發(fā)送同步信息。同時，中心母鐘在發(fā)生故障時立即在本地發(fā)出警報并將報警信息加上時間標(biāo)記后發(fā)往集中告警中心。4.3 控制中心中心母鐘構(gòu)成圖圖二： 中心級構(gòu)成圖時鐘系統(tǒng)控制中心部分構(gòu)成框圖如圖二所示。4.4 子鐘構(gòu)成圖圖三：子鐘構(gòu)成圖4.5 中心母鐘內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖四：中心母鐘內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中心母鐘主要功能是作為基礎(chǔ)主時鐘系統(tǒng)，自動接收GPS提供的時間

16、信號，并通過解碼、比對后將自身的時間精度校準(zhǔn)，并通過傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將精確時間信號發(fā)送給各個子鐘和其他系統(tǒng)設(shè)備等，并且通過維護(hù)終端對時鐘系統(tǒng)的主要設(shè)備及主要模塊進(jìn)行實時的點對點監(jiān)控。中心母鐘做為服務(wù)器向子鐘提供時間信號。正常工作狀態(tài)下，中心母鐘接收來自GPS的同步時間信號，作為其他系統(tǒng)時鐘系統(tǒng)的外部時鐘源。中心母鐘主要由以下幾部分組成： GPS時間信號接收端口 主母鐘信號處理單元 備母鐘信號處理單元 配電盤（中心母鐘內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖見圖四、外觀示意圖見附圖一）4.6 數(shù)字式子鐘內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖五：數(shù)字式子鐘內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖數(shù)字式子鐘主要由以下幾部分組成： I/O接口模塊 主控制板模塊 時間顯示模塊 電源模塊 5

17、技術(shù)性能指標(biāo) 5.1 GPS標(biāo)準(zhǔn)時間信號接收單元 跟蹤衛(wèi) 星 數(shù)：6顆衛(wèi)星同時跟蹤 頻率穩(wěn)定度： 10-1210-9 同步誤差：50ns信號傳輸距離：1200米 接 口 方 式：標(biāo)準(zhǔn)RS422/RS485接口 天線饋線長度：30米 供 電 電 源：AC220V±15%，50Hz±5% 功耗：1.4W 工作溫度：-30+65 相對濕度：95% 平均無故障時間：8萬小時 天線：具備防塵、防水、防腐、避雷5.2 母鐘設(shè)備 供 電 電 源：AC220V±15%，50Hz±5% 自身計時精度：±0.001s/d 輸 出 接 口：標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)/RS422/R

18、S485/RS232接口 輸出接口數(shù)量：2個 可自帶子鐘數(shù)量：5000面 功耗：20W MTBF：8萬小時 工作溫度：10+65 相對濕度：95%5.3 NTP 時間服務(wù)器 工作溫度：10+65 相對濕度：95% 同步誤差：2ms 輸出接口：10Base/100Base-T以太網(wǎng)接口 輸出接口數(shù)量：2個 客戶端容量：8000次/秒 協(xié)議：SNTP/NTP v2,v3,v4 管理接口：通過以太網(wǎng)接口遠(yuǎn)程管理 供 電 電 源：AC220V±15%，50Hz±5% 功耗：10W 5.4 單/雙面數(shù)顯式子鐘 工作溫度： -35+70 相對濕度：95% 自身計時精度： ±0.05s/d 供電電源： AC220V±15%，50Hz±5% MTBF：8萬小時 5.5 指針式子鐘 工作溫度： -35+70 相對濕度：95% 自身計時精度： ±0.05s/d 供電電源： AC220V±15%，50Hz±5% 輸出力矩：8001200g.cm MTBF：8萬小時 6 主要設(shè)備平均無故障時間設(shè)備名稱平均故障修復(fù)時間(小時)平均無故障時間(小時)中心母鐘480000維護(hù)終端270000NTP服務(wù)器480000指針式子鐘18000