MAT3000衛(wèi)星同步時鐘09版

1、MAT3000衛(wèi)星同步時鐘技術(shù)說明書淄博星碩電子科技有限公司目 錄1. 概述11.1 主要特點(diǎn)11.2 可提供接口類型12. 裝置結(jié)構(gòu)22.1 輸入模塊22.1.2 主機(jī)接收模塊22.1.3 分機(jī)接收模塊22.2 電源模塊22.3 輸出模塊32.3.1 空接點(diǎn)脈沖輸出模塊32.3.2 有源脈沖輸出模塊32.3.3 IRIG-B碼輸出輸出模塊42.3.4 串口輸出模塊52.3.5 網(wǎng)絡(luò)輸出模塊63. 技術(shù)參數(shù)93.1基本參數(shù)93.1.1 環(huán)境條件93.1.2 電氣參數(shù)93.1.3 可靠性93.1.4 時間同步信號接口電氣特性93.2性能指標(biāo)：103.2.1 GPS接收器103.2.2 北斗星接收

2、器103.2.3 時間準(zhǔn)確度103.3接口傳輸距離113.3.1 同軸電纜113.3.2 有屏蔽控制電纜113.4后面板配置圖114. 系統(tǒng)組成124.1最簡時間同步授時系統(tǒng)124.2主從式時間同步授時系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)124.3主備式時間同步授時系統(tǒng)135. 安裝與應(yīng)用135.1 外形尺寸135.2 天線安裝145.3常見故障與維護(hù)14附錄1 授時方式參照表15附錄2 主要模塊一覽表161. 概述MAT3000衛(wèi)星同步時鐘是適用于220KV、500KV電壓等級的變電站及電廠綜合對時系統(tǒng)。是我公司依據(jù)華東電網(wǎng)時間同步系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范，上海電網(wǎng)GPS時間同步系統(tǒng)技術(shù)原則和運(yùn)行管理規(guī)定，電力系統(tǒng)時間同步技術(shù)規(guī)

3、范進(jìn)行設(shè)計開發(fā)，并通過“華東電力試驗(yàn)研究院自動化實(shí)驗(yàn)室”及“國家電網(wǎng)公司自動化設(shè)備電磁兼容實(shí)驗(yàn)室”檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品。曾經(jīng)在多個220KV及500KV變電站良好運(yùn)行，并使用在石油化工、鋼鐵、鐵路、電信、航空、學(xué)校、銀行等行業(yè)。1.1 主要特點(diǎn)l 支持美國GPS和中國北斗衛(wèi)星接收模塊，響應(yīng)迅速，接收衛(wèi)星快。l 采用交直流兩用供電電源，適應(yīng)不同電源場合。l 納秒級精度，輸出秒脈沖準(zhǔn)時沿與國際標(biāo)準(zhǔn)時間沿的誤差小于0.5微妙。l 多種時間格式輸出模塊，能滿足不同設(shè)計需求l 所有信號輸出口均經(jīng)過光電隔離，抗干擾能力強(qiáng)；l 架裝式結(jié)構(gòu)，2U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，安裝使用方便。1.2 可提供接口類型 1l 1PPS/M/H

4、脈沖（空接點(diǎn)輸入）；l 1PPS/M/H有源脈沖（TTL、24V）；l IRIG-B(DC)時碼（RS-485）；l IRIG-B(AC)時碼（TTL）；l 時間日期報文串口（RS-232 、RS485）；l NTP網(wǎng)絡(luò)對時模塊 13MAT3000衛(wèi)星同步時鐘 淄博星碩電子科技有限公司 2. 裝置結(jié)構(gòu)MAT3000衛(wèi)星同步時鐘主鐘共可帶8個模塊，包括輸入模塊1塊、電源模塊1塊、輸出模塊6塊。如果不帶MAT3000F時標(biāo)擴(kuò)展裝置，6塊輸出模塊可根據(jù)用戶需求配置；如果帶MAT3000F時標(biāo)擴(kuò)展裝置，需要配置1塊IRIG-B（DC）模塊（光纖），其余5個模塊可根據(jù)用戶需求配置。MAT3000F時標(biāo)擴(kuò)

5、展裝置作為系統(tǒng)的擴(kuò)展部分，除不能直接接收衛(wèi)星對時信號外，具備MAT3000主時鐘的全部功能。其輸入部分為2路直流B碼光纖信號，一用一備。2.1 輸入模塊2.1.2 主機(jī)接收模塊在主機(jī)接收模塊上，包括兩部分：通過外接天線接收衛(wèi)星信號、具有后備時鐘信號即IRIG-B(DC)時碼對時信號。IRIG-B(DC)時碼的輸入形式為光纖輸入，光纖輸入采用多模ST接口。2.1.3 分機(jī)接收模塊接收模塊主要接收2路直流B碼即IRIG-B(DC)時碼對時信號，光纖輸入。采用多模ST接口。2.2 電源模塊電源模塊采用高性能、大功率開關(guān)電源，電源電壓100V260V交、直流兩用。功率為50W，輸出電壓5V/5A、&#

6、177;12V/1A。模塊上安裝了電源濾波器等抗干擾元件和故障報警繼電器，接點(diǎn)能力：220V交流 1A。此外在電源模塊上還加裝了浪涌保護(hù)器件，起到防止感應(yīng)雷和過電壓等意外災(zāi)害對時鐘的損害，如右圖。2.3 輸出模塊2.3.1 空接點(diǎn)脈沖輸出模塊12路空接點(diǎn)輸出（如右圖），采用高速光耦隔離，PPS、PPM、PPH信號可根據(jù)線路板上的標(biāo)識進(jìn)行配置。（出廠缺省設(shè)置為PPS）.，下圖為空接點(diǎn)脈沖輸出與對時設(shè)備連接示意圖。2.3.2 有源脈沖輸出模塊8路空接點(diǎn)輸出（如下圖），可選TTL、DC24V、差分三種，PPS、PPM、PPH信號可根據(jù)線路板上的標(biāo)識進(jìn)行配置。（出廠缺省設(shè)置為PPS）。 2.3.3 I

7、RIG-B碼輸出輸出模塊IRIG-B碼輸出模塊共有4種：直流B碼（TTL）輸出模塊、直流B碼（RS-485）輸出模塊、直流B碼光纖輸出模塊、交流B碼輸出模塊。1、直流B碼（TTL）輸出模塊：輸出為8路TTL電平隔離輸出，各自獨(dú)立的隔離電源和光耦，接口為鳳凰端子。每秒1幀，包含100個碼元，每個碼元10ms。脈沖寬度編碼，2ms寬度表示二進(jìn)制0、分隔標(biāo)志或未編碼位，5ms寬度表示二進(jìn)制1，8ms寬度表示100ms基準(zhǔn)標(biāo)志。秒準(zhǔn)時沿：連續(xù)2個8ms寬度基準(zhǔn)標(biāo)志脈沖的第二個脈沖的前沿，上升沿（圖二所示）。幀結(jié)構(gòu)：起始標(biāo)志、秒（個位）、分隔標(biāo)志、秒（十位）、基準(zhǔn)標(biāo)志、分（個位）、分隔標(biāo)志、分（十位）、

8、基準(zhǔn)標(biāo)志、時（各位）、分隔標(biāo)志、時（十位）、基準(zhǔn)標(biāo)志、自當(dāng)年元旦開始的天（個位）、分隔標(biāo)志、天（十位）、基準(zhǔn)標(biāo)志、天（百位）（前面各數(shù)均為BCD碼）、自當(dāng)天0時開始的秒數(shù)、結(jié)束標(biāo)志。2、直流B碼（RS-422）輸出模塊：輸出為8路422電平隔離輸出，各自獨(dú)立的隔離電源和光耦，接口為鳳凰端子。3、直流B碼光纖輸出模塊：為6路直流B碼光纖輸出，TTL電平，接口為 多模ST。4、交流B碼輸出模塊：輸出為8路1kHz調(diào)制B碼信號輸出，調(diào)制信號高電平峰值10V，低電平峰值3.3V，隔離輸出，輸出阻抗600，接口為鳳凰端子。 2.3.4 串口輸出模塊串口輸出模塊為鳳凰端子輸出接口，6路RS422/RS48

9、5，2路RS232。報文格式：異步，波特率9600Bd。時間信息格式：<S>與秒脈沖PPS的前沿對齊，S的ASCII碼為53H；<T>為發(fā)送時間信息的信息頭，T的ASCII為54H；然后依次是小時的十位、個位、分鐘的十位、個位直到年的個位信息，分別為0-9的ASCII碼（30H-39H）；校驗(yàn)字節(jié)是小時的十位、個位、分鐘的十位、個位直到年的個位信息逐字節(jié)異或后再非運(yùn)算的結(jié)果（異或非校驗(yàn)）；<A>為發(fā)送時間信息的信息結(jié)尾，A的ASCII碼為41H。如下圖。2.3.5 網(wǎng)絡(luò)輸出模塊網(wǎng)絡(luò)輸出模塊配置靈活使用簡單，只要將其連接到局域網(wǎng)HUB上，配置好IP地址即可使局

10、域網(wǎng)內(nèi)所有計算機(jī)對時。支持多種流行的時間發(fā)布協(xié)議，如NTP,time/UDP,還可支持可設(shè)置的UDP端口定義的時間廣播數(shù)據(jù)包。NTP和time/UDP的端口號分別固定于RFC-123和RFC-37指定的123和37?？蓾M足SNTP通訊協(xié)議?？蛻舳塑浖号溆袕?qiáng)大的客戶端校時軟件，內(nèi)含幫助說明文件。配置方法： NTP模塊可以以太網(wǎng)口遠(yuǎn)程登陸進(jìn)行設(shè)置NTP的IP地址及工作方式。 注意:1.NTP模塊在使用前必須獲得唯一的IP地址才能進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置和正常工作。缺省IP地址網(wǎng)絡(luò)輸出模塊出廠時IP地址設(shè)備為192.168.2.123。 參數(shù)設(shè)置將當(dāng)前計算機(jī)的IP設(shè)置為同一網(wǎng)段，即192.168.2.X，然后

11、在windows的run菜單里輸入“telnet 192.168.2.123 9999"進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置，注意123和9999間有一個空格。如果當(dāng)前計算機(jī)IP無法更改，需要重新設(shè)置網(wǎng)絡(luò)模塊IP地址，請按照如下方法：重新設(shè)置IP（1）、在UNIX主機(jī)或Windows系統(tǒng)的DOS提示符下鍵入以下命令：arp -d arp -s 192.168.2.123 00-03-B9-XX-XX-XX 00-03-B9-XX-XX-XX是網(wǎng)絡(luò)模塊的MAC地址(每臺網(wǎng)絡(luò)模塊都在明顯地方貼有寫著MAC地址的標(biāo)簽)192.168.2.123是將要給網(wǎng)絡(luò)設(shè)的IP地址?？梢愿鶕?jù)自己的情況任意設(shè)定。注意：Windo

12、ws系統(tǒng)只有在其ARP表里除了自己還有另外一個MAC和IP的對應(yīng)地址時上述命令才起作用，否則將給出錯誤信息，遇到這種情況只要PING一下網(wǎng)絡(luò)中的任何一臺計算機(jī)即可。可以用arp -a來查看ARP表。（2）、鍵入 telnet 192.168.2.123 1 這時很快會給出錯誤信息，可以不理會這些信息。（3）、鍵入 telnet 192.168.2.123 9999 其中9999端口號是串口服務(wù)器專門用于遠(yuǎn)程管理的TCP端口，進(jìn)入設(shè)置界面。注意：除非從9999登錄網(wǎng)絡(luò)模塊，設(shè)置并保存新IP地址，arp設(shè)置的IP地址是臨時的，網(wǎng)絡(luò)模塊斷電后這個臨時IP地址將失效。鍵入“0”，回車。輸入新的IP地址

13、，回車。鍵入“9”，保存設(shè)置退出。3. 技術(shù)參數(shù)3.1基本參數(shù)3.1.1 環(huán)境條件正常工作大氣條件：環(huán)境溫度：-5+45。 相對濕度：5%95（裝置內(nèi)部即無凝露，也不應(yīng)結(jié)冰）。大氣壓力70kPa106kPa。3.1.2 電氣參數(shù)工作電源：85V264V 交直流兩用3.1.3 可靠性平均無故障間隔時間(MTBF)：在正常使用條件下應(yīng)不小于25000h。3.1.4 時間同步信號接口電氣特性a) 靜態(tài)空接點(diǎn)-隔離方式：光電隔離-輸出方式：集電極開路 -允許外接電壓:250VDC -允許IC 電流100mAb) 串行數(shù)據(jù)通信接口EIA RS-232C-隔離方式：光電隔離-電氣特性符合GB/T 6107

14、2000-連接器：鳳凰端子c) 串行數(shù)據(jù)通信接口EIA RS-422、485-隔離方式：光隔離+電源隔離-電氣特性：符合GB-11014-90 -連接器：鳳凰端子 3.2性能指標(biāo)：3.2.1 GPS接收器 接收靈敏度： 捕獲 < -160 dBW, 跟蹤 < -163 dBW； 捕獲時間： 裝置熱起動時 45秒； 裝置冷起動時 90秒 ； 時間準(zhǔn)確度： 1s( 1PPS 相對于UTC時間)。3.2.2 北斗星接收器接收靈敏度：<-157.6 dBW，接收通道：6通道；捕獲時間： 冷啟動首捕時間2秒；失鎖重捕時間1秒；時間準(zhǔn)確度：200ns（靜態(tài)）3.2.3 時間準(zhǔn)確度 衛(wèi)星信

15、號作為時標(biāo)信號時輸出信號技術(shù)參數(shù)信 號類 型電平/空接點(diǎn)準(zhǔn)時沿上 升時 間上升沿時間準(zhǔn)確度脈 沖寬 度1PPS脈沖信號TTL上升沿60ns1s200ms空接點(diǎn)上升沿150ns3s200ms1PPM脈沖信號TTL上升沿100ns1s200ms空接點(diǎn)上升沿200ns3s200ms1PPH脈沖信號TTL上升沿1s3s200ms空接點(diǎn)上升沿1s3s200ms直流B碼信號TTL連續(xù)2個8毫秒的第2個脈沖的前沿2s4222s 為保證時間同步的準(zhǔn)確度及信號傳輸?shù)馁|(zhì)量，應(yīng)按下表合理的選用不同信號接口。信號接 口類型 同步信號類型光纖EIA RS-422/485靜態(tài)空接點(diǎn)TTLACEIA RS-232C以太網(wǎng)1

16、 PPS1s3s1s1 PPM3s1s1 PPH3s2s串口對時報文10ms10msIRIG-B（DC）1s1s3s1sIRIG-B（AC）20s3.3接口傳輸距離3.3.1 同軸電纜用于室內(nèi)高質(zhì)量地傳輸TTL電平時鐘信號，如1PPS、1PPM、1PPH、IRIGB（DC）碼TTL電平信號，傳輸距離15m。 3.3.2 有屏蔽控制電纜用于室內(nèi)傳輸EIA RS-232C時間報文，傳輸距離15m。用于傳輸靜態(tài)空接點(diǎn)脈沖信號傳輸距離50m。用于傳輸EIA RS-422、EIA RS-485、 IRIGB（DC）碼信號，傳輸距離50m。3.4后面板配置圖4. 系統(tǒng)組成4.1最簡時間同步授時系統(tǒng)該系統(tǒng)結(jié)

17、構(gòu)由一套主時鐘、光纜或電纜、時間信號用戶設(shè)備接口等組成，其結(jié)構(gòu)示意圖如下。根據(jù)時間信號用戶設(shè)備需要，主時鐘可選配電網(wǎng)頻率測量單元、NTP網(wǎng)絡(luò)授時單元等。最簡時間同步授時系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖4.2主從式時間同步授時系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由一套主時鐘和多套從時鐘、光纜或電纜、時間信號用戶設(shè)備接口等組成，其結(jié)構(gòu)示意圖如下。根據(jù)時間信號用戶設(shè)備需要，主、從時鐘可選配電網(wǎng)頻率測量單元、NTP網(wǎng)絡(luò)授時單元等。主從式時間同步授時系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖4.3主備式時間同步授時系統(tǒng)該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由兩套主時鐘（和多套從時鐘）、光纜或電纜、時間信號用戶設(shè)備接口等組成，其結(jié)構(gòu)示意圖如下。根據(jù)時間信號用戶設(shè)備需要，主、從時鐘可選配電網(wǎng)頻率

18、測量單元、NTP網(wǎng)絡(luò)授時單元等。主備式時間同步授時系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖5. 安裝與應(yīng)用5.1 外形尺寸MAT3000采用標(biāo)準(zhǔn)2U機(jī)箱，外形及安裝尺寸如下圖。5.2 天線安裝MAT3000配有一個易安裝的天線，由有源天線頭和導(dǎo)引線組成，導(dǎo)引線一般用長30m左右的低損耗同軸電纜，需要時可以根據(jù)具體要求擴(kuò)展。為保證衛(wèi)星同步時鐘能接收到衛(wèi)星信號,天線必須固定在對天空開闊的地點(diǎn)。將天線固定在天線支架上，將天線支架用膨脹螺栓固定在建筑物頂端，天線電纜鋪設(shè)轉(zhuǎn)彎半徑不宜過小，天線電纜長度根據(jù)天線增益嚴(yán)格設(shè)計，不得剪斷、延長、縮短或加裝接頭。天線頭要安裝在室外，原則上是順著天線頭往上看能夠看到360°的天空

19、。下圖給出了正確與不正確安裝的示意圖。裝置應(yīng)盡量安裝在靠近使用時鐘信號的裝置處，在多個裝置使用時鐘信號時，裝置的安裝位置選擇原則應(yīng)盡量減少電纜線的長度。為減少天線連線的長度，以保證接收到的衛(wèi)星信號具有一定的強(qiáng)度，可使裝置安裝在靠近天線從建筑物中引出的地方，用電纜把輸出信號送到需要同步信號的裝置。5.3常見故障與維護(hù)1、打開裝置電源開關(guān)，若數(shù)碼管無顯示或LED不亮，請檢查電源開關(guān)和保險絲。2、若開機(jī)等待超過30min仍未接收到信號，請檢查天線安裝是否合理，接觸是否良好。3、若裝置運(yùn)行過程中，數(shù)碼管內(nèi)容顯示異常，請關(guān)閉電源開關(guān)20s后，再打開。以上問題經(jīng)過檢查后，如果仍然不能解決，請與淄博星碩電子科技有限公司公司聯(lián)系。附錄1 授時方式參照表被授時同步裝置（系統(tǒng)）時間同步準(zhǔn)確度推薦使用時間同步信號類型時間同步精度分級線路行波故障測距裝置1sIRIG-B或1PPS+串口對時報文A同步相量測量裝置1