电力系统GPS卫星时钟综合对时说明

GPS2U 卫星时钟 Ver2 0 正瑞科技 1 1 1 综述 综述 GPS2U 卫星时钟接收美国 GPS 全球定位系统 卫星发送的时间信 号 向电力系统各种自动化装置 如故障滤波器 微机保护装置 RTU 各种微机监控系统 事件记录仪等 提供精确的时钟同步信号 能够统 一发电厂 变电站 调度所的时间基准 可以在电力系统发生故障后 为分析故障的情况及开关动作的先后次序提供有力的依据 GPS2U 卫星时钟的特点有 1 采用对值班工作人员透明化设计 时间显示 卫星通道状态 工作状态的指示一目了然 2 Easy 控制技术设计 232 422 转换 波特率调整方便 3 多种对时规约 可由用户要求指定 4 精美标准 19 2U 架装式机箱 适合柜式安装 5 时间精度高 最高精度达 500nS 6 卫星信号接收 不受电厂 变电站的地理状况的限制 7 对自动化装置有多种对时方式 见附录 A 可灵活配置 8 装置的所有时钟信号输出均经过光电隔离 抗干扰能力强 2 2 GPS2UGPS2U 型卫星时钟型卫星时钟 2 12 1 GPS2UGPS2U 型卫星时钟的构成型卫星时钟的构成 GPS2U 卫星时钟采用了 2U 标准 19 架装式机箱 具体安装尺寸如 图 1 所示 其中 装入宽度 449mm 装入高度 89mm 带安装耳总宽度 482 6mm 深度 272mm 安装孔宽度 465mm 安装孔高度 76 2mm 2 图 1 GPS2U 卫星时钟外形图 2 2 1 1 1 1 G GP PS S2 2U U 卫卫星星时时钟钟的的前前面面板板 图 2 前面板示意图 a 时间显示区 在开机状态下 LED 数码管显示北京时间 按下 时间 日期 转换按键 LED 数码管会显示当日日期 松开按键 则恢复为时间显 示 b 卫星状态显示区 卫星状态显示有 卫星通道 显示和跟踪状态两组 卫卫星星通通道道 显示当前卫星时钟跟踪的 GPS 卫星数目 GPS2U 最多可同时跟踪 12 GPS2U 卫星时钟 Ver2 0 正瑞科技 3 颗卫星 跟踪状态有两个指示灯 搜索 和 锁定 当卫星时钟正 在搜索 GPS 卫星时 搜索灯会闪烁 当捕获到足够数量的卫星并定位 锁定时 锁定 指示灯亮 同时 搜索 灯熄灭 此时卫星时钟输 出时间为标准北京时间 通过这部分的显示 指示情况 可以了解 到 GPS2U 的搜索状态 若长时间不能锁定卫星 则应检查天线情况 c 输出信号指示区 输出信号有串行通信发送指示 COM A COM B 和脉冲信 号发送指示 PPS PPM PPH 当指示灯亮时 后面板上对应 的信号输出端口输出对时信号 见 2 1 2 e 后面板 d 电源开关及指示区 电源指示灯在前面板右侧电源开关上方 指示灯亮 表示卫星时 钟电源正常 2 2 1 1 2 2 G GP PS S2 2U U 卫卫星星时时钟钟的的后后面面板板 GPS2U 卫星时钟的后面板如图 3 所示 图 3 GPS2U 卫星时钟的后面板 a 保险丝座保险丝座 内装 1A 保险丝管 b 秒脉冲输出端子秒脉冲输出端子 使用压线接入方式 左侧标有 的 4 输出端子 为 TTL 电平的秒脉冲或 IRIG B 输出方式 因型号 不同而异 其余为 3 对 PPS 空接点输出 该 3 对端子是光耦 的二次侧 在后面板上表示为 箭头侧为光耦的 E 极 内部接线如图 4 所示 5V C E 图 4 输出端子内部接线结构 接点容量接点容量 空接点 C E 间外接电压 VCE 30V 空接点 C E 间允许电流 ICE 50mA 可据用户要求定做其他容量值的输出端子 如可据用户要求定做其他容量值的输出端子 如 110V110V 对时脉冲信号如图 5 所示 脉宽 100ms 图 5 脉冲波形 c 分脉冲输出端子分脉冲输出端子 空接点输出 4 个 PPM 其余同 b 项说明 d d 时脉冲输出端子时脉冲输出端子 空接点输出 4 个 PPH 其余同 b 项说明 后面板上的端子排后面板上的端子排 b b c c d d 可据用户需求在出厂前设定为指定可据用户需求在出厂前设定为指定 脉冲输出形式 脉冲输出形式 见随机的附件袋内的附加说明 见随机的附件袋内的附加说明 GPS2U 卫星时钟 Ver2 0 正瑞科技 5 e 串行口对时输出端子串行口对时输出端子 COMCOM A A COM A 端子有上下排列的两 组同样输出的端口 可与 COM B 分别输出不同规约的对时信息 用户可以通过 422 232 转换拨动开关来自行设置成 RS232 或 RS422 485 输出 当被设置成 RS232 输出时 DB9 针 插座引脚定义如图 6 a 当被设置成 RS422 输出时 DB9 针插 座引脚定义为如图 6 b a b 图 6 串行口输出插座引脚定义 串行口对时报文如下 YYYYMMDDHHMMSSddmmmmmm EYYYYMMDDHHMMSSddmmmmmmdddmmmmmm W dddmmmmmm 报文为 ASCII 码输出 其中含义依次为 帧头 报文开始 YYYYYYYY 四位年信息 MMMM 二位当前月数值 十位为 0 时仍被传输 DDDD 二位当前日数值 十位为 0 时仍被传输 HHHH 二位当前时数值 十位为 0 时仍被传输 MMMM 二位当前分数值 十位为 0 时仍被传输 SSSS 二位当前秒数值 十位为 0 时仍被传输 A 表示已锁定卫星 该时间帧数据已被同步 有效 6 V 表示未锁定卫星 该帧时钟数据为装置内部时钟 分割符 N 北纬 S 南纬 ddmmddmm 纬度的度值和分度值 小数点 mmmmmmmm 分度小数值 E 东经 W 西经 dddmmmmmmdddmmmmmm 经度度值 分度值及分度小数值 同上 回车 换行 时间帧结束 该报文输出的数据格式为 1 位起始位 8 位数据位 1 位停 止位 无校验 波特率调整见 g 项 报文格式可据用户要求在出厂前改动 以满足对时要求 报文格式可据用户要求在出厂前改动 以满足对时要求 f RS232 RS422RS232 RS422 电平转换开关电平转换开关 当拨至 RS232 或 RS422 侧时 对应的一组串口 COM A 或 COM B 中的两个端口均变为 RS232 或 RS422 RS485 电平输出 g 串行口对时输出端子串行口对时输出端子 COMCOM B B 同 COM A h 电源输入端子电源输入端子 接入 AC DC 220V i 波特率调整端子波特率调整端子 左右各两列端子分别调整 COMA COMB 的 通信波特率 如图 7 ON OFF COM A COM B 图 7 波特率调整端子 GPS2U 卫星时钟 Ver2 0 正瑞科技 7 该端子的上方为对应的调整位置表如 j 项 j 对应的波特率调整表 COM A COM B 的波特率可分别调整如下 ON ON 1200 ON OFF 2400 OFF ON 4800 OFF OFF 9600 k 天线输入端子 天线输入端子 BNC 插座 直接将天线接入 2 22 2 GPS2UGPS2U 型卫星时钟的原理型卫星时钟的原理 GPS2U 型卫星时钟的原理框图如图 8 所示 图 8 GPS2U 卫星时钟原理 由 GPS 卫星发送的扩频信号经由天线及天线内部的低噪声放大器 LNA 放大 送至卫星接收板 再经接收板解码 将时间和位置信 息送到主机板 由主机板处理后产生不同的对时信号 通过光电耦合 器隔离 从后面板端子上输出 同时送至前面板显示时间 状态和输 出信号 2 32 3 GPS2UGPS2U 型卫星时钟的型卫星时钟的技技术术指指标标 2 2 3 3 1 1 环环境境要要求求 1 工作温度 0 40 2 贮存温度 40 50 8 2 2 3 3 2 2 电电气气要要求求 1 电 源 交流 220V 10 47HZ 63HZ 或 直流 176V 260V 2 功 耗 不大于 50W 2 2 3 3 3 3 性性能能指指标标 1 捕获卫星 锁定 时间 热开机 瞬间掉电 15 秒 冷开机 位置未变的重开机 45 秒 位置改变后重开机 2 分钟 本地首次开机 5 分钟 2 位置精度 0 1 3 时间精度 500nS 3 3 GPS2UGPS2U 卫星时钟的安装卫星时钟的安装 3 3 1 1 天天线线的的安安装装 卫星时钟配有一条 30 米长的天线 天线通过 GPS2U 卫星时钟后 面板的天线端子供电和接收信号 天线设计成易于安装的形式 有源 天线头被密封在直径约 90mm 高约 50mm 的塑料体内 天线头要求安 装在视野开阔的地方 以使卫星时钟接收最多数量的卫星信号 3 3 2 2 卫卫星星时时钟钟的的安安装装 GPS2U 卫星时钟为 2U 19 英寸架装式结构 易于安装于标准机柜 GPS2U 卫星时钟 Ver2 0 正瑞科技 9 内 安装时 应先从附件带内取出安装耳和螺钉 固定于卫星时钟前 面两侧 从机柜的前面将卫星时钟插入 然后用螺钉固定 应尽量安 装在靠近使用时钟信号的装置处 在多个装置使用时钟信号时 装置 的安装位置选择原则应尽量减少电缆线的长度 后面板的接线应注意与端子的对应 以免误接 造成不能对时 在使用串行口对时方式时 应注意后面板的拨动开关的位置是否在对 应的 RS232 或 RS422 处 并应调整对应端口的波特率 在使用 RS422 方式时 应注意 DB9 插座 2 3 脚是否接反 10 附录附录 A A GPSGPS 时钟对时方式时钟对时方式 由于电厂 变电站大多采用不同厂家的微机自动化设备 因此各 个设备的对时方式也各不相同 主要有 1 1 脉冲对时方式 脉冲对时方式 脉冲对时方式多使用空接点接入方式 见第 4 页 有 秒脉冲 PPS GPS 时钟 1 秒钟对设备对时一次 分脉冲 PPM GPS 时钟 1 分钟对设备对时一次 时脉冲 PPH GPS 时钟 1 小时对设备对时一次 常用的为分脉冲对时方式 2 2 串行口对时方式 串行口对时方式 被对时设备 如微机故障录波及监控设备等 通过 GPS 时钟的串 行口 接收时钟信息 来矫正其自身的时钟 串行口对时方式分为 RS232 用于近距离 和 RS422 485 用于远距离 两种 使用该方式使用该方式 时应注意调整时应注意调整 GPSGPS 时钟的波特率时钟的波特率 见第 6 页 使之与被对时设备的波 特率相同 3 3 IRIG BIRIG B 时钟码对时方式时钟码对时方式 IRIG B 是专为时钟传输而制定的时钟码标准 每秒钟输出一帧含 有秒 分 时 当前日期及年份的时钟信息 其对时较为精确 IRIG B 又可分为解调制的电平方式和调制方式两类 解调致的电平方式中按照应用情况可分为 TTL 电平 232 电平 422 电平等几种 调制方式有 1KHz 正弦调制方式 GPS2U 卫星时钟 Ver2 0 正瑞科技 11 附录附录 B B GPS2UGPS2U 卫星时钟的简单故障处理卫星时钟的简单故障处理 1 1 开机 电源指示灯不亮 开机 电源指示灯不亮 用万用表检查电源输入端子是否有符 合要求的电压 否 调整电压 检查电源输入连线是否接好 否 重 新接好 检查保险丝管是否坏掉 是 更换保险丝管 2 2 开机后 长时间显示的数字不变动 开机后 长时间显示的数字不变动 关机 打开机箱 检查 各插件是否松动 是 重新插牢 3 3 开机后 长时间不能锁定 锁定灯灭 搜索灯闪烁 开机后 长时间不能锁定 锁定灯灭 搜索灯闪烁 检 查天线头视野是否开阔 否 重新选址放置天线 检查天线输入端子 是否接触良好 否 重新拧紧 前面板的卫星通道显示是否始终不变 是 表明未接收到卫星信号 打开机箱检查天线 馈线是否松动 用万用表检查天线芯线与外皮间的电阻 是否开路或正反向电阻均较 大 几百 K 以上 开路或较大 需更换天线 4 4 通过串口 通过串口 COMCOM A A COMCOM B B 对设备不能对时 对设备不能对时 检查前面板 COM A COM B 是否闪烁 闪烁则表明在发送信息 否 关机 打开机箱 检查各插头是否松动 检查 232 422 转换开关是否在所需的位置上 否 拨动 232 422 转换开关至所需位置上 检查对应串口的波特率 拨码 是否在对应波特率的位置上 否 调整波特率拨码 检查串口 的引脚是否对应 当使用 RS232 时 GPS2U 端的 3 脚对应设备的接收端 的 2 脚 当使用 RS422 时 应注意 2 3 脚的对调 否 调节引脚 对照 GPS2U 的说明书 本说明书第 6 7 页或附录附录 C C 改动后的对时规约改动后的对时规约 附加说明附加说明 和被同步设备的对时规约是否一致 否 应更换对时规约 12 请和我们联系 请使用示波器检查对应的发送引脚是否有波形 否 关机 打开机箱 检查各插头是否松动 5 5 通过脉冲端口对设备不能对时 通过脉冲端口对设备不能对时 检查 GPS2U 卫星时钟的脉冲 端口是否与设备对时端口对应 PPS PPM PPH 否 重新接线 检查被对时设备是否提供电压及电压是否符合端口要求 否 调整被对 时设备提供的电压 使用随机附带的简单脉冲测试电路简单脉冲测试电路测试该类脉 冲端口是否有脉冲信号输出 否 关机 打开机箱检查各插头是否松动 5 5