ZH-502说明书-0925.doc

目录ZH-502时间同步系统说明书武汉中元华电科技股份有限公司Wuhan Zhongyuan Huadian Science & Technology Co., LtdI文档历史记录历史记录修改历史记录序号日期修改情况版本号签字012010.5.4创建1.0谢文勤022010.9.25修改，增加术语定义，选型表和应用举例1.1 谢文勤校阅历史记录序号日期校对情况签字012010.5.4排版谢文勤022010.9.25审核张文瑶批准历史记录序号日期批准情况签字012010.6.7批准张小波022010.9.26批准张小波I目 录1.装置概述11.1.术语和定义11.2.功能概述21.3.关键技术与特点22.系统结构43.模块结构与设计73.1.接收模块73.2.CPU模块83.3.电源模块83.4.输出模块84.技术指标154.1.装置基本参数154.2.输出信号指标参数175.工作状态指示185.1.指示灯185.2.LCD显示186.系统选型表197.装置的安装217.1.天线的安装217.2.装置的安装位置237.3.投入及运行238.应用举例268.1.基本式时间同步系统的组成268.2.主从式时间同步系统的组成268.3.主备式时间同步系统的组成279.装置的故障与维修299.1.告警信号输出299.2.时间信号的保持和切换299.3.可维修性299.4.安全性309.5.装置的维修30ZH-502 时间同步系统说明书1. 装置概述1.1. 术语和定义1) 协调世界时 universal time coordinated，UTC以世界时作为时间初始基准，以原子时作为时间单元（s）基础的标准时间。2) 北京时间 Beijing standard time，BST我国的标准时间。注：北京时间为东八时区的标准区时，比UTC早8 h整，即BST = UTC + 8 h。本部分中的标准时间，除特殊注明者外，均为北京时间。3) 时间同步系统 time synchronization system能接收外部时间基准信号，并按照要求的时间准确度向外输出时间同步信号和时间信息的系统。注：时间同步系统通常由主时钟、若干从时钟、时间信号传输介质组成。4) 时间同步装置 time synchronising device时间同步装置又称时钟装置，包括主时钟和从时钟。5) 主时钟 master clock能同时接收至少两种外部时间基准信号（其中一种应为无线时间基准信号），具有内部时间基准（晶振或原子频标），按照要求的时间准确度向外输出时间同步信号和时间信息的装置。6) 从时钟 slave clock能同时接收主时钟通过有线传输方式发送的至少两路时间同步信号，具有内部时间基准（晶振或原子频标），按照要求的时间准确度向外输出时间同步信号和时间信息的装置。7) 时间报文 time message包含时间信息和报头、报尾等标志信息的字符串。8) 秒脉冲 1 pulse per second, 1PPS一种时间基准信号，每秒一个脉冲。9) 分脉冲 1 pulse per minute, 1PPM一种时间基准信号，每分一个脉冲。10) 时脉冲 1 pulse per hour, 1PPH 一种时间基准信号，每小时一个脉冲。11) 时间准确度 time accuracy 时钟装置输出的时间与标准时间（如北京时间）的一致性程度。12) 时间同步准确度 time synchronization accuracy经时间同步后，被授时时钟输出的时间与授时时钟输出的时间的一致性程度。13) IRIG-B码 inter-range instrumentation group-B，IRIG-B一种IEEE STD 1344-1995 标准的串行时间码。14) 网络时间协议 network time protocol，NTP一种通过网络服务于计算机时钟的同步时间协议。1.2. 功能概述ZH-502时间同步系统可同时接收GPS、北斗卫星导航系统、IRIG-B码和网络报文发送的时间信息，根据预定的优先级自适应选择外同步时钟信号，产生与UTC时间信号同步的IRIG-B码、1PPS/1PPM/1PPH脉冲码、串口时间报文、DCF77码等各种时间信号，并支持NTP/SNTP网络时间协议。ZH-502时间同步系统可向自动化设备提供各种接口形式的各种时间信号。ZH-502时间同步系统装置的信号输出可选为空接点接口输出、RS485接口输出、RS232接口输出、TTL接口输出和光纤接口输出，均以插件板形式实现。每个输出模块均有输出信号的选配功能，可提供16路信号输出（其中光纤输出插件只能提供10路信号输出）。每个模块均以4路输出为1组，以组为单位，可通过跳线选择输出信号的种类。可选的输出信号有：1PPS、1PPM、1PPH、IRIG-B（DC）、UART（串口报文，广东标准或国家标准）。ZH-502时间同步系统装置同时也可支持AC码输出模块，DCF 77码输出模块和NTP输出模块。ZH-502具有多达4个完全独立的NTP/SNTP网络接口，可同时支持4个独立网段的网络对时。ZH-502时间同步系统装置可用于电力系统35KV / 110KV / 220KV / 500KV及其以上变电站（所）、发电厂，为厂、站内全站各种电力系统二次设备提供时间信息及同步信息，如：调度自动化系统、微机继电保护装置、故障录波器、事件顺序记录装置、远动装置、计算机数据交换网、雷电定位系统、智能电子设备IED等。1.3. 关键技术与特点1) 基于多重误差补偿算法的高稳PPS产生电路作为时间同步源的输入信号，如GPS信号、北斗信号及B码信号，自身发出的同步信息（通常为1PPS），可能因为故障或者本身的误差等原因，而存在一定的波动，使其准确度受到影响。ZH-502采用多重误差补偿算法，对输入的有效同步源的同步信号进行数据的筛查和量化误差补偿，剔除错误信息，减小和消除同步源本身的粒度误差，提高同步信号的准确度，再利用此同步信号产生高稳定度的本地1PPS，提高了装置的准确度和可靠性。2) 基于零延时技术的串行时间报文发送串行时间报文可以提供时间信息，但一般需要辅以一个脉冲信号，如秒脉冲，来提供准确的秒同步信息。ZH-502采用零延时硬件缓存技术，在本地PPS到来之前向缓冲区中写入下一秒要发送的数据，并在本地PPS信号到来之时触发发送，使串口报文信息帧头的准确度优于5s，远远高于国标5ms的要求，完全可以在不提供同步脉冲的条件下使用。对时设备在获取时间信息的同时，也获得了高准确度的同步信息，从而将串行报的对时准确度优化到一个新的高度，扩大了串行报文对时的应用场合。3) 高精度守时时钟采用铷原子钟或OCXO实现高精度自守时，铷原子钟守时精度优于2s/天，远远高于55s/小时的标准要求。采用现代闭环控制守时理论和卡尔曼数字滤波技术，利用外部时间基准对铷钟或OCXO进行控制和驯服。系统输出的1PPS信号由内部频率源分频得到，并同步于外部时间基准输出的1PPS信号的长期平均值，克服了由于外部时间基准源的秒脉冲信号跳变所带来的影响，使输出的时间同步信号具有很高的准确度和稳定度，时间准确度优于0.1s，真正复现了“UTC时间基准”。4) 基于硬件同步电路的NTP对时，可支持4个独立网段的NTP对时（可选）NTP协议（Network Time Protocol）的目的是利用网络传递统一、标准的时间，为用户提供授时服务，是目前网络授时/对时的主要时间协议。ZH-502采用NTP协议，工作于客户机/服务器模式，通过专门设计的硬件同步电路，对时间信息经过的通路上的延时，进行动态计时补偿，并用NTP对时的结果控制其产生精确同步的本地PPS信号，对时准确度高达5s，实现了NTP高精度的授时和对时，达到了国内外先进水平。ZH-502采用先进的FPGA+POWERPC为硬件平台，在作为NTP时间服务器时，可对外提供4个完全物理隔离的网口，支持4个独立网段的NTP对时。在电力系统发电厂及变电站，需要部分网络与其他网络实现高度隔离的应用场合，具有很好的应用价值。5) 采用冗余结构支持双GPS冗余对时、GPS与北斗冗余对时以及IRIG-B热备且配置有高精度守时时钟。标准时间同步主钟可同时接入GPS+GPS或GPS+北斗以及2路IRIG-B码外同步信号，互为热备用。时标信号扩展装置可同时接入2路IRIG-B码外同步信号，互为热备用。主时钟和信号扩展装置都采用了冗余化设计，保证了时间同步系统的可靠性和稳定性。6) 模块化设计，多种输出接口，使用灵活方便。可输出满足IEEE STD 1344-1995标准的IRIG-B(AC)码、IRIG-B(DC)码、可定义的时分秒脉冲(空接点/有源)、时间报文信息、DCF77时码以及NTP报文。7) 可调节的传输延时补偿方式ZH-502采用了可调节的传输延时补偿方式，弥补了传统时间同步系统的缺陷，可灵活实现输出信号1秒以内的超前或者滞后的任意延时补偿，补偿分辨率达10ns，可完全实现与主钟的时间同步，即达到零延迟，是真正复现的时间信号。2. 系统结构时间同步系统一般由若干台标准时间同步主钟和时标信号扩展装置以及连接电缆、光缆等组成，它们组成一个屏或几个屏放在主控室和/或继电器小室。标准时间同步主钟收到GPS或北斗发出的时间信息和同步信号，经协议转换和时间调整后，通过时标信号扩展装置将北京时间信息和同步信号送到需要时间信息和时间同步的设备上。时间信号输出有几种方式，如脉冲方式（1PPS、1PPM、1PPH）、报文方式（RS232）、IRIG-B码（AC码，DC码）、网络方式（NTP协议）和DCF77以适应不同的设备需要。时间同步系统用于500kV/220kV/110kV变电站时，主时钟一般采用双配置冗余结构。主时钟都放在主控室时，其典型结构框图如图2.1所示，主时钟A和主时钟B都可接收GPS或北斗发出时间信号和同步信号，同时主时钟A和主时钟B通过IRIG-B码互为热备。图2.1时间同步系统双配置冗余结构典型框图（主时钟放在主控室）主时钟A和主时钟B放在不同小室时，其典型结构框图如图2.2所示：图2.2时间同步系统双配置冗余结构典型框图（主时钟放在不同小室）当变电站主时钟采用单配置结构时，其典型结构框图如图2.3所示：图2.3主时钟采用单配置典型结构框图3. 模块结构与设计ZH-502时间同步系统的标准时间同步主钟和时标信号扩展装置都采用了模块化设计，由CPU模块、接收模块、电源模块和输出接口模块组成。主钟和扩展除接收模块外，其它模块完全相同。装置的整体结构框图如下：32bit PowerPC+VxWorks嵌入式实时控制平台l 同步源输入智能判断l 铷钟/OCXO控制l 脉冲信号产生l IRIG-B时码产生l 时间报文产生l NTP协议报文产生l 系统性能监测及告警l 时间间隔测量控制l 频率测量控制l 人机交互界面处理l 输入传输延迟补偿电源模块#1电源模块#2GPS接收机北斗接收机IRIG-B输入#1IRIG-B输入#2按键输入LED指示灯可视界面显示频率测量工频钟NTP/SNTP报文脉冲信号输出#1IRIG-B(DC)信号输出#2IRIG-B(AC)信号输出#3时间报文串行输出#N系统失电告警时钟源失步告警铷原子钟/OCXOVxWorks操作系统是美国WindRiver公司设计开发的一种嵌入式实时操作系统（RTOS），其高性能的内核、友好的用户开发环境、良好的可靠性以及卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求的领域中。在ZH-502时间同步系统中，也使用了嵌入式实时多任务操作系统VxWorks，软件设计采用多任务模块化设计方式。3.1. 接收模块接收模块主要完成接收GPS信号、北斗信号以及满足IEEE STD 1344-1995 标准的IRIG-B（DC）信号功能，输出4路告警信号，1路PPS（TTL），1路PPM(TTL)。3.2. CPU模块CPU模块以插件板形式实现，是ZH-502时间同步系统的核心，主要完成锁相同步、IRIG-B码的解码和译码、GPS和北斗的解码、驯服晶振、输出时、分、秒脉冲、输出IRIG-B码、输出时间报文、提供NTP服务、显示、告警等功能，同时提供4个独立的网口。CPU模块采用了闭环控制守时技术，系统具有自我学习功能，守时时钟守时误差2s/天。3.3. 电源模块电源模块以插件板形式实现，采用双电源冗余备份方式，电源输入范围宽且交、直流通用，电源输入范围：110V-220V AC/DC。3.4. 输出模块ZH-502系统可实现多种授时信号输出模式。3.4.1. 脉冲输出模块ZH-502时间采用现代闭环控制守时理论和卡尔曼数字滤波技术，消除基准源的1PPS抖动，信号同步于外部时间基准1PPS信号的长期平均值，输出的1PPS更稳定，复现“UTC时间基准”。驯服铷原子钟/恒温晶振，采用铷原子钟时，24小时守时精度可达2s。高稳PPS产生原理图3.4.2. 串口报文输出串行报文输出模块采用硬件缓存技术，报文发送时刻即为秒的准时沿，时间准确度优于5s。串行报文完全可以在不单独提供时间同步信号的情况下使用。串口报文输出框图ZH-502时间同步系统可以输出满足国标和广东标准的串口报文。1) 广东标准串口报文格式每秒输出一次（一帧），每一帧中包括与秒脉冲前沿同步的标记。内容如下：同步标志、帧头、时、分、秒、日、月、年、校验字节、结束标志，均为ASCII字符。报文格式如下：SThhmmssDDMMYYYYCA同步标志帧头时十位时个位分十位分个位秒十位秒个位日十位日个位月十位月个位年千位年百位年十位年个位校验字节标准时结束其中，与秒脉冲（PPS）的前沿对齐，装置收到与GPS信号或其他外同步信号同步则发送字符S，装置失步就停发字符S，S的ASCII码为53H；为发送时间信息的信息头，T的ASCII码为54H；然后依次是小时的十位、个位、分钟的十位、个位.直到年的个位信息，分别为0-9的ASCII码（30H-39H）；校验字节是小时的十位、个位、分钟的十位、个位.直到年的个位信息逐字节异或后再非运算的结果（即：异或非校验）；为发送时间信息的信息结尾，A的ASCII码为41H。2) 国标串口报文格式字节序号含义内容取值范围1帧头#2状态标志1用下列4个bit合成的16进制数对应的ASCII码值：Bit 3：保留 = 0；Bit 2：保留 = 0；Bit 1：闰秒预告（LSP）：在闰秒来临前59 s置1，在闰秒到来后的00 s置0；Bit 0：闰秒标志(LS)：0：正闰秒，1：负闰秒09AF 3状态标志2用下列4个bit合成的16进制数对应的ASCII码值：Bit 3：夏令时预告（DSP）：在夏令时切换前59 s置1；Bit 2：夏令时标志（DST）：在夏令时期间置1；Bit 1：半小时时区偏移：0：不增加，1：时间偏移值额外增加0.5 hr；Bit 0：时区偏移值符号位：0：，1：09AF4状态标志3用下列4个bit合成的16进制数对应的ASCII码值：Bits 3-0：时区偏移值(hr)：串口报文时间与UTC时间的差值，报文时间减时间偏移（带符号）等于UTC时间（时间偏移在夏时制期间会发生变化）09AF5状态标志4用下列4个bit合成的16进制数对应的ASCII码值：Bits 03-00：时间质量：0x0：正常工作状态，时钟同步正常0x1：时钟同步异常，时间准确度 优于 1 ns0x2：时钟同步异常，时间准确度 优于 10 ns0x3：时钟同步异常，时间准确度 优于 100 ns0x4：时钟同步异常，时间准确度 优于 1s0x5：时钟同步异常，时间准确度 优于 10s0x6：时钟同步异常，时间准确度 优于 100s0x7：时钟同步异常，时间准确度 优于 1 ms0x8：时钟同步异常，时间准确度 优于 10 ms0x9：时钟同步异常，时间准确度 优于 100 ms0xA：时钟同步异常，时间准确度 优于 1 s0xB：时钟同步异常，时间准确度 优于 10 s0xF：时钟严重故障，时间信息不可信09AF6年千位ASCII码值27年百位ASCII码值08年十位ASCII码值099年个位ASCII码值0910月十位ASCII码值0111月个位ASCII码值0912日十位ASCII码值0313日个位ASCII码值0914时十位ASCII码值0215时个位ASCII码值0916分十位ASCII码值0517分个位ASCII码值0918秒十位ASCII码值0619秒个位ASCII码值0920校验字节高位从“状态标志1”直到“日个位”逐字节异或的结果（即：异或校验），将校验字节的十六进制数高位和低位分别使用ASCII码值表示09A F21校验字节低位22结束标志CR0DH23结束标志LF0AH报文发送时间：1帧/秒，帧头与1PPS准时沿对齐，偏差5s。通讯波特率： 600，1200，2400，4800，9600和19200 bit/s，用户可选，缺省值为4800 bit/s。数据位：8位；校验位：无校验；停止位：1位。通讯波特率设置菜单，3.4.3. IRIG-B (DC) 码输出模块IRIG-B（DC）码采用IRIG-B000格式进行编码，按照IEEE Std 1344-1995标准每秒输出一帧，包含100个码元，每个码元10ms。脉冲宽度编码，2ms/8ms宽度表示二进制0，5ms/5ms宽度表示二进制1，8ms/2ms宽度表示P。秒准时沿：连续两个8ms/2ms宽度脉冲的第二个脉冲的上升沿。帧结构：码元序号定义说明0Pr 基准码元14秒个位，BCD码，低位在前5索引位置“0”68秒十位，BCD码，低位在前9P1 位置识别标志#11013分个位，BCD码，低位在前14索引位置“0”1517分十位，BCD码，低位在前18索引位置“0”19P2位置识别标志#22023时个位，BCD码，低位在前24索引位置“0”2526时十位，BCD码，低位在前2728索引位置“0”29P3位置识别标志#33033日个位，BCD码，低位在前34索引位置“0”3538日十位，BCD码，低位在前39P4位置识别标志#44041日百位，BCD码，低位在前4248索引位置“0”49P5位置识别标志#55053年个位，BCD码，低位在前54索引位置“0”5558年十位，BCD码，低位在前59P6位置识别标志#660闰秒预告（LSP）在闰秒来临前59 s置1，在闰秒到来后的00 s置061闰秒（LS）标志“0”：正闰秒，“1”：负闰秒62夏时制预告（DSP）在夏时制切换前59 s置163夏时制（DST）标志在夏时制期间置“1”64时间偏移符号位“0”：，“1”：6568时间偏移（小时），二进制，低位在前时间偏移IRIG-B时间UTC时间（时间偏移在夏时制期间会发生变化）69P7位置识别标志#770时间偏移（0.5 h）“0”：不增加时间偏移量“1”：时间偏移量额外增加0.5 h7174时间质量，二进制，低位在前0x0：正常工作状态，时钟同步正常0x1：时钟同步异常，时间准确度优于1 ns0x2：时钟同步异常，时间准确度优于10 ns0x3：时钟同步异常，时间准确度优于100 ns0x4：时钟同步异常，时间准确度优于1s0x5：时钟同步异常，时间准确度优于10s0x6：时钟同步异常，时间准确度优于100s0x7：时钟同步异常，时间准确度优于1 ms0x8：时钟同步异常，时间准确度优于10 ms0x9：时钟同步异常，时间准确度优于100 ms0xA：时钟同步异常，时间准确度优于1 s0xB：时钟同步异常，时间准确度优于10 s0xF：时钟严重故障，时间信息不可信赖75校验位从“秒个位”至“时间质量”按位（数据位）进行奇校验的结果7678保留置“0”79P8位置识别标志#88088,9097一天中的秒数（SBS），二进制，低位在前89P9位置识别标志#998索引位置“0”99P0位置识别标志#0IRIG-B （DC）码波形图3.4.4. AC码输出模块ZH-502采用独特的IRIG-B(AC)码无过冲产生技术，利用可编程逻辑芯片直接对IRIG-B(AC)码用IRIG-B120格式进行编码。通过数模转换芯片进行输出，准确度优于2s，远高于国标20s的要求，极大提高了IRIG-B(AC)码在现场的应用价值。电路结构和波形图如下所示：无过冲IRIG-B(AC)码产生电路框图IRIG-B(AC)码 波形图3.4.5. NTP输出模块NTP输出模块有4个以太网RJ45接口（100M/10M，双绞线），输出满足NTP/SNTP协议。ZH-502具有多达4个完全独立的NTP/SNTP网络接口，可同时支持4个独立网段的网络对时。通过专门设计的硬件同步电路，对时间信息在所经过的网络通路上的延时，及自身固有转换环节所造成的延时，进行高精度解算，可极大减小和消除时间信息在网络传输上的误差，对时准确度高达5s。网络时间服务器/客户端模式NTP输出模块集成于CPU插件里可作为独立的时间服务器。NTP输出模块有4个以太网RJ45接口（100M/10M，双绞线），输出满足NTP/SNTP协议。其服务和端口定义如下表所示：NTP输出模块服务和端口定义服务端口服务端口TCP服务远程登录服务(Telnet)23数据输出2001命令2000UDP服务Syslog客户端514数据输出可配置简单文件传输服务(TFTP)69网络时间协议(NTP)1233.4.6. DCF77码输出模块DCF77为德国时间信号与标准频率发射台。DCF77又称低频时码台，其工作(载频)频率为77.5KHz。它所播发的低频时码编码格式被称为DCF77时间码。其波形及其含义如下所示：其基本特征如下所示：4. 技术指标4.1. 装置基本参数项目主要技术指标GPS接收器1. L1 C/A码2. 第五代定位引擎技术3. 灵敏度：160 dBm4. 首次定位时间（TTFF）：冷启动1min热启动2s5. 1PPS时间准确度：优于50ns6. 支持可视单星授时北斗接收机1. 接收机通道：62. 接收机灵敏度： -157.6 dBW3. 首次定位时间（TTFF）：冷启动3min 热启动2s4. 1PPS时间准确度： 优于200ns显示内容北京时间（年月日时分秒），工作状态输入GPS / 北斗（可选）/ IRIG-B 输出1. 多达4路物理上完全独立NTP网络接口2. 1PPS/1PPM/1PPH/1PPX（自定义）脉冲信号（空接点/TTL/RS485/RS232/多模光纤/单模光纤）3. 串口时间报文输出（空接点/TTL/RS485/RS232/多模光纤/单模光纤）4. IRIG-B(DC)时码输出（空接点/TTL/RS485/RS232/多模光纤/单模光纤）5. IRIG-B(AC)时码输出6. DCF77时码输出（RS485）7. 10MHz频标输出自守时稳定度优于0.1us/h（铷钟），优于10s/h（恒温晶振）延时补偿传输延迟补偿范围：0.99999999s0.99999999s，分辨率10ns。告警接点4对平均无故障时间不小于50000h功率消耗 15W天线馈线长度40m/60m/80m/100m （各长度对应馈线型号各不同，具体参见表）工作环境工作温度：-10 +50 湿度：5% 95%，不结露电磁兼容性达到级标准电源AC/DC 110V220V，交直流通用，双电源冗余备份。交流电源：额定电压：单相110V220V，允许偏差 -20% +20%频率：50Hz，允许偏差 3Hz波形：正弦，波形畸变不大于5%直流电源：额定电压：110V220V；允许偏差：-20% +20%纹波系数：5%。4.2. 输出信号指标参数1) ZH-502 主时钟输出信号指标信号类型信号接口脉宽上升沿时间准确度脉冲信号空接点20ms 100ns 200nsTTL20ms 20ns 100nsRS485/RS42220ms 100ns 100nsIRIG-B(DC)空接点 200ns 200nsTTL 50ns 150nsRS485/RS422 100ns 150ns串口报文空接点 200ns 3sTTL 50ns 3sRS485/RS422 100ns 3sRS232 2s 3sIRIG-B(AC)载波频率高幅值调制比输出阻抗秒准时点的时间准确度1kHz10V3：16：16002s2) ZH-502 扩展时钟输出信号指标信号类型信号接口脉宽上升沿时间准确度脉冲信号空接点20ms 100ns 300nsTTL20ms 20ns 200nsRS485/RS42220ms 100ns 200nsIRIG-B(DC)空接点 200ns 300nsTTL 50ns 250nsRS485 100ns 250ns串口报文空接点 200ns 3sTTL 200ns 3sRS485 200ns 3sRS232 200ns 3sIRIG-B(AC)载波频率高幅值调制比输出阻抗秒准时点的时间准确度1kHz10V3：16：16002s5. 工作状态指示5.1. 指示灯标准时间同步主钟和时标信号扩展装置在前面板上提供四个指示灯：1) 电源指示灯：当装置电源正常时，灯亮；2) 告警指示灯：外部时间基准信号锁定时，告警指示灯灭；当外部时间基准信号丢失或无效时，告警指示灯亮；3) 1PPS指示灯：当系统有输出时，1PPS指示灯闪烁；4) 系统锁定指示灯：系统追踪到当前外部时间基准源时，锁定灯亮。5.2. LCD显示5.2.1. 标准时间同步主钟标准时间同步主钟采用液晶显示屏显示当前日期(年、月、日)、北京时间、同步源、GPS可见星颗数、GPS跟踪星颗数、北斗可见星颗数、北斗跟踪星颗数、IRIG-B输入通道，数据每秒刷新一次。5.2.2. 时标扩展装置时标信号扩展装置采用液晶显示屏显示当前日期(年、月、日)、北京时间、同步源、IRIG-B输入通道，数据每秒刷新一次。6. 系统选型表ZH-502时间同步系统主时钟有3U 银灰色和1U 黑色两种结构，其中3U结构主时钟可配置多种输出插件。ZH-502时间同步系统主钟支持GPS对时，北斗对时，双GPS冗余对时，双北斗冗余对时，GPS与北斗冗余对时。ZH-502扩展时钟为3U 银灰色结构，可配置多种输出插件，实现多种信号输出。对于ZH-502主时钟和ZH-502扩展时钟，CPU插件和电源插件为必配，其输出插件可根据实际需要配置，标准配置如下：ZH-502主时钟标准配置表及背面示意图序号名称规格（版本）配置说明一CPU模块1通用单元ZH-502 BASIC-1U箱体、背板、LCD板、LED指示板和双电源插件2CPU主钟插件ZH-502C CPU-M(电口)含1路NTP（电口）、1路天线接口、2路多模光纤B码输入输出模块和4路告警接点输出二卫星接收模块1北斗接收器（或GPS接收器）ZH-502-GPS-LEA接收北斗卫星或GPS卫星同步时间信息三信号输出1多模光纤插件ZH-502A-OUT-FIBER2路IRIG-B(DC)多模光纤信号输出；ZH-502扩展钟标准配置表及背面示意图序号名称规格（版本）配置说明一CPU模块1通用单元ZH-502 BASIC-3U含箱体、背板、LCD板、LED指示板和双电源插件2CPU扩展插件ZH-502C CPU-E(电口)含1路NTP（电口）、2路多模光纤B码输入输出模块和4路告警接点输出二信号输出1空接点插件ZH-502A-OUT-CONTACTS16路，脉冲空接点输出；2RS485插件ZH-502A-OUT-RS485-16CH16路，差分IRIG-B(DC)信号输出3组合板插件ZH-502A-OUT-RS485/RS23216路，共16路RS485/RS232串口报文输出注：1、输出信号可根据用户要求配置。2、对于空接点，DC24V、DC110V/220V可选，通过外部不同的接线方式可实现无源脉冲与有源脉冲。对于ZH-502主时钟，需配备GPS/北斗接收天线、天线馈线和防雷器。其中天线馈线可根据实际应用情况进行选配，选配表如下：序号GPS/北斗天线馈线型号（长度）说明1GPSSYV-50-3电缆（40m）标准配置2SYV-50-5电缆（60m）特殊配置3SYV-50-7电缆（80m）特殊配置4SYV-50-10电缆（100m）特殊配置5北斗SYV-50-5电缆（40m）标准配置6SYV-50-5电缆（60m）特殊配置7SYV-50-10电缆（80m）特殊配置8SYV-50-10电缆（100m）特殊配置7. 装置的安装ZH-502时间同步系统标配一套易于安装的天线（附带天线支架）。天馈线为低损射频同轴电缆，标配为40m。7.1. 天线的安装天线安装位置示意图1) 天线要安装在室外，尽可能安装在屋顶开阔和无视野遮挡的位置，保证周围较大的遮挡物(如树木，铁塔，楼房等)对天线的遮挡不超过30度，天线竖直向上的视角应大于120度；2) 为避免反射波的影响，天线尽量远离周围尺寸大于20cm的金属物2m以上；3) 天线的安装要与避雷针保持水平5米以上的距离，不可高出避雷针的高度，以避免雷击；如下图所示：天线应避免高于避雷针，且避免置于避雷针5米半径的范围内4) 天馈线沿敷设管道走线时，弯曲角度需尽量保持自然弯曲度（如下图所示），不可用力弯折，不可折成直角，否则会影响卫星信号的接收；天馈线需保持自然弯曲5) 由于GPS卫星出现在赤道的概率大于其他地点，对于北半球，应尽量将GPS天线安装在安装地点的南边，北斗天线安装需要南面无遮挡；6) 不要将天线安装在其他发射和接收设备附近，不要安装在微波天线的下方，高压线缆下方，避免其他发射天线的辐射方向对准天线。卫星天线应与任何发射天线在水平及垂直方向上至少保持3米的距离；7) 两个或多个天线安装时要保持2m以上的间距，建议将多个天线安装在不同地点，防止同时受到干扰；两个天线安装时要保持2m以上的间距8) 所有外部连接处要用防水胶及胶带封好而不会渗水。7.2. 装置的安装位置装置的安装位置选择原则：1、尽可能减少天线的长度，以保证接收到的GPS卫星信号具有一定的强度；2、装置应尽量安装在靠近使用时钟信号的装置旁。7.3. 投入及运行7.3.1. ZH-502时间同步系统主钟在接好天线后，装置即可投入运行。接通电源，LCD显示器显示出未经同步的日期、北京时间。装置在新的位置安装好，上电后需要进行初始化。初始化结束后，装置与GPS卫星同步，显示标准北京时间。一段时间后系统锁定，锁定灯亮，秒脉冲指示灯闪烁。以主钟接上GPS为例，完整的锁定过程如下：1) 接通电源，装置开始工作。此时，面板上液晶显示屏显示如下：INITIALIZINGPlease waiting.2) 约10s后，显示未同步的公历日期和北京时间：年-月-日 时:分:秒GPS 00/00 CPS 00/003) 捕获到的GPS卫星数逐渐增加，显示如下：年-月-日 时:分:秒GPS 02/02 CPS 00/004) GPS源锁定，“*GPS 05/08”前的“*”闪烁，装置与GPS卫星时间同步，显示标准北京时间（一般，当捕获到的GPS卫星数不少于5颗时，GPS源将会锁定）：年-月-日 时:分:秒GPS 05/08 CPS 00/00“*GPS 05/08”：“*”闪烁表示GPS源锁定，“05/08”表示可见8颗星，捕获5颗星。5) 如果接入有效的IRIG-B源时，显示如下：年-月-日 时:分:秒*GPS 06/08 CPS 00/00IRIG *B1 *B2“IRIG *B1 *B2”：“*B1”、“*B2”表示通道1、2上接入了IRIG-B源，“*”闪烁表示相应的源锁定。对于所有的时钟输入源，液晶显示屏上时钟输入源。若前面有“*”闪烁，表示相应的源锁定。6) 外部时钟源锁定后，装置按设定的优先级自适应选择外部钟信号源作为同步时钟源，约300s后系统锁定，锁定指示灯亮，之后，秒脉冲指示灯闪烁，各种输出接口开始有信号输出。7.3.2. 时标信号扩展装置在接好满足IEEE STD 13441995标准的IRIG-B信号输入和设置好有关接口模块后，接通电源，装置即可投入运行。1) 打开电源，系统即开始工作。此时，面板上液晶显示屏显示如下：INITIALIZINGPlease waiting.2) 约10s后，显示未同步的公历日期和北京时间：年-月-日 时:分:秒IRIG *B1 *B2“IRIG *B1 *B2：“B1”、“B2”表示通道1、2上接入了有效的IRIG-B源，“*”闪烁表示相应IRIG-B时间质量非异常。如果接入IRIG-B无效则不会显示“*”，如果没有接入IRIG-B，则不会显示“Bn”（n=1，2）字样。3) 外部时钟源锁定后，装置按设定的优先级自适应选择外部钟信号源作为同步时钟源，约300s后系统锁定，锁定指示灯亮，秒脉冲指示灯闪烁，各种输出接口开始有信号输出。8. 应用举例时间同步系统有多种组成方式，其典型形式有基本式、主从式、主备式三种。8.1. 基本式时间同步系统的组成基本式时间同步系统由一台主时钟和信号传输介质组成，用以为被授时设备或系统对时，见图1。根据需要和技术要求，主时钟可设接收上一级时间同步系统下发的有线时间基准信号的接口。图1 基本式时间同步系统的组成8.2.