软硬件校时功能原理介绍

《软硬件校时功能原理介绍》由会员分享，可在线阅读，更多相关《软硬件校时功能原理介绍（5页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、PMC装置软硬件校时功能原理介绍及测试方案举例编制：陈新亮1 检验依据公司装置相应说明书2 校时原理（1）PMC装置软件校时：SNTP校时。SNTP全称Simple Network Time Protocol,即简单网络对时协议，其兼容NTP网络对时协议， 广泛应用于局域网甚至互联网中。使用SNTP协议，可将装置时间与时间服务器保持同步，免除了 频繁调整时间的维护操作，也保证了各种事件记录的时间准确性，利于事故分析。SNTP校时分单播模式和广播模式，单播模式是指装置以一定的时间间隔（可设置）向时间服 务器发送校时请求，服务器收到后响应，对装置发出校时命令；广播模式是指时间服务器以一定 的时间间

2、隔向局域网内广播当前时间，装置被动接收。（2）PMC装置硬件校时：GPS校时、IRIG-B校时、DI秒脉冲校时。GPS全称是Global Positioning System，即全球定位系统，即利用GPS装置作为标准授时时 钟进行校时。 GPS 校时信号可以是空节点信号或差分信号，空节点信号是开关的通断，差分信号 是高低电平信号。GPS校时分为GPS秒校时、GPS分校时、GPS时校时（PMC装置一般不具备GPS 时校时）：GPS秒校时：GPS源每秒输出一个脉冲信号，装置在GPS的整秒时将装置的毫秒位清零；GPS分校时：GPS源每分输出一个脉冲信号，装置在GPS的整分时将装置的秒、毫秒位清零；G

3、PS时校时：GPS源每小时输出一个脉冲信号，装置在GPS的整点时将装置的分、秒、毫秒位 清零。IRIG-B校时：又叫B码校时,GPS源每秒将自己的时间压缩成IRIG时间编码（将时间同步信 号和秒、分、时、天等时间码信息加载到1KHz的信号载体中）输出，装置按固定的频率接收并解 析这个时间编码进行校时。IRIG-B校时能从输入信号中解析出精确的年/月/日/时/分/秒/毫秒信 息。DI秒脉冲校时：GPS源每秒输出一个脉冲信号，装置在GPS的整秒时将装置的毫秒位清零； 综上所述，硬件校时是通过GPS源按一定频率输出的校时信号对装置进行校时，确保装置走 时准确的一种手段，GPS秒校时和DI秒脉冲校时只

4、能同步毫秒位，GPS分校时只能同步秒和毫秒 位，GPS时校时可以同步分、秒、毫秒位，但是IRIG-B校时可以同步年、月、日、时、分、秒、 毫秒位。随着电能质量装置及保护装置的技术进步和现场对故障的精确定位要求的提高（例如瞬态事 件的发生到结束也就几个毫秒，这就要求必须保证一个现场的装置时钟同步到毫秒级别），我们对 硬件校时的检测也应有更高的要求，之前的测试用例大都是检测到秒位级别，本文介绍了一些可 以检测到毫秒位的测试方法，仅供大家参考。3 检验方法3.1 SNTP 校时使用软件：“SNTP广播校时软件”或WINDOWS自带的SNTP服务或其他软件3.1.1 单播校时（1）先将装置的时间进行修

5、改，然后进行SNTP单播校时，使用COMMIX软件读装置时间。注意勾选“显示时间”。如下图所示。列表格比较左侧的服务器时间和读到的装置时间是否一致（误差ls）, 致则说明校时成功。 备注： 1.使用 COMMIX 是因为其线程较少，通信延时造成的误差较少，所以推荐使用。2. COMMIX抓到的服务器时间（电脑时间）和装置上传的时间肯定会有一定的误差，这里 忽略不计。（2）再多次修改装置或服务器的时间，重复上一步的操作，检查GPS校时的成功率。注意修 改的时间要尽量具有代表性。例如设置1 个装置时间寄存器允许的最小时间， 1 个最大 时间， 1 个中间时间。（3）检查SNTP校时间隔是否正确。S

6、NTP校时间隔为0时不能校时。（4）分别修改装置和服务器的时区,检查装置和时间服务器不在同一时区时的SNTP校时是否 正确。例如装置时区是+8时区，时间服务器时区是0时区，则SNTP校时成功后装置的 时间正好比时间服务器的时间大8小时（误差Is）。（5）检查通过网关校时是否可以成功。3.1.2 广播校时和单播校时的测试方法基本相同，只有一点区别需要注意：由于广播校时功能不会识别对时报文的来源是否是合法的时间服务器，为保证时间的准确性， 本装置要求其当前时间与广播对时时间差小于 5 分钟，否则将丢弃该对时报文。单播校时无此 限制。所以广播校时还应该检查装置时间和时间服务器的时间差大于5min是否

7、可以校时成功。大部 分装置对广播校时进行了这样的限制，如果遇到广播校时没有此限制的情况（例女叶MC-680D的 研发样机无此限制）应该提出反馈意见，保证这种PMC装置通用模块化程序的一致性。3.2 GPRS校时（以GPS秒校时为例）3.2.1具备内激励DI的装置设计思路：将内激励DI与GPS秒脉冲空接点信号连接，通过内激励DI的SOE闭合时间可以 检测到 GPS 秒校时的误差。将GPS校时源的空接点秒脉冲信号与装置的1路DI内激励连接，注意将空接点的“+”与装 置DI的公共端连接，将空节点的“-”与装置DI1 （也可以使其他DI）连接（这是因为DI内部 是一个24V的直流电源，而GPS校时源的

8、空节点内部是一个三极管）。将装置的DI1延时设置为 1ms，则可以通过装置SOE观察到DI1每秒都要分别闭合、断开各1次。结合下图来看：GPS源在整秒时，空接点信号和差分信号都输出上升沿，空接点信号由0变为 1,即由断开变为闭合，差分信号由低电平变为高电平。则GPS秒脉冲空接点信号处于上升沿时， 即GPS校时源的毫秒位为0时，DI1闭合；GPS秒脉冲空接点信号处于下降沿时，DI1打开，这 时GPS校时源的毫秒位约为115ms。将装置的GPS校时接口与GPS校时源的相应秒脉冲信号（查阅说明书或咨询硬件研发人员， 确定是空接点信号、差分信号还是自适应）连接，校时源设置为GPS。然后检查DI1每秒钟

9、的闭 合时间的毫秒位，如果毫秒位是0、1、2毫秒（因为DI1有1ms的脉冲延时），则校时的绝对误 差小于等于1ms，校时成功；如果DI1闭合SOE时间的毫秒位是115ms左右，则是在装置在GPS 秒脉冲信号的下降沿进行了校时，可能是硬件设计错误或程序设计错误导致的；其他情况判断为校时失败。1sIt 1:i iI iiGPS秒脉冲空接点信号GPS秒脉冲差分信号 t 1=115ms。备注：GPS秒脉冲校时的逻辑：装置收到GPS秒脉冲信号后进行判断，装置与GPS校时源的 毫秒位相差小于200ms（是670的，不同的装置可能不一样）时，直接将装置毫秒位写0；毫秒 位相差大于800ms （是670的，不

10、同的装置可能不一样）时，将装置秒位进1、毫秒位写0；毫 秒位相差在200800ms之间（是670的，不同的装置可能不一样）时，等待30s，如果还是在 200800ms之间则将装置的毫秒位强制写为0。3.2.2没有内激励DI的装置设计思路：找一台具备内激励DI的装置（例如PMC-670/680i）,与检验样机同时进行GPS秒 校时，通过3.2.1的方法，先确定PMC-680i校时成功，通过Commix比较2台装置的毫秒位之 差，确定校时误差。如下图所示：IP为192.168.215.134的装置时680i，通过Commix读到的毫秒为376ms，则 电脑时间为0ms时，装置的毫秒位为（376-1

11、61）=215ms。IP为192.168.215.135的装置时680D, 通过Commix读到的毫秒为193ms，则电脑时间为0ms时，装置的毫秒位为（1193-978） =215ms。则680D与680i的毫秒位误差为0,则680D的校时误差就等于680i的校时误差。如果结果是680i的毫秒位比680D大115ms左右，则说明680D在下降沿进行了校时。备注：1.GPS分校时的测试方法与秒校时一致，只是将秒脉冲信号换成分脉冲信号而已。分脉冲 信号的上升沿也是大约115ms。2由于DI脉冲延时的误差和通信延时误差引入的不确定度，如果偶尔出现2、3ms的误 差，也判断为合格。3. GPS校时经

12、常出现的问题是在下降沿进行了校时，我已见过2次，PMC-670出现一次， 是硬件设计问题，PMC-680D又出现一次，是程序里判断的下降沿。3.3 DI 秒脉冲校时与3.2的GPS秒校时测试方法一致，校时用的是GPS秒脉冲空接点信号。3.4 IRIG-B 校时与3.2的GPS秒校时测试方法一致，校时用的是IRIG-B时间编码信号。IRIG-B 校时需要注意的一点是校时的频率，如果每秒进行校时，误差不会很大，但是如果校 时间隔很长，则会有较大的误差。例如PMC-670研发样机测试时，670的IRIG-B校时间隔是5min， 刚校时成功时，校时误差是满足1ms的，但是随着装置走时，误差会一直增大，一直到下一次 校时之前装置和GPS校时源会有10ms的误差，下一次校时成功后，校时误差又会小于土 1ms。大 部分装置的IRIG-B校时频率是每秒钟进行校时。3.5 其他方法3.2中描述的测试方法由于DI脉冲延时的误差和通信延时误差会有一定的不确定度，优点是 操作方便，可以测量到 ms 级别的精度。 还可以利用示波器精确的测试校时误差，精度更高一些， 具体参考陈泽安和林韵婷写的GPS校时固有误差的检测，但是操作难度可能会大一些，可能 需要寻求硬件工程师的帮助。4 文档变更记录版本修订日期修订摘要1.02013.05第一版