[發明專利]一種GPS直取式的精準SOE記錄系統

有效

• 申請號: 201310470132.6
• 申請日: 2013-10-10
• 公開（公告）號: CN103543713A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 章偉杰;屠勤;朱武亭
• 申請（專利權）人: 上海發電設備成套設計研究院
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

技術領域

本發明涉及一種多事件順序記錄站(以下簡稱為SOE)時間基準同步系統，用于克服目前分散控制系統(以下簡稱為DCS)多個SOE由于時間基準有偏移而造成的不準確，屬于自動控制儀表技術領域。

背景技術

在大型的DCS中，隨著功能和規模不斷增大以及系統設計的靈活性的不斷增強，往往需要若干個SOE，并且各個SOE之間的部分事件信號是關聯的，這樣就必須對各個不同的SOE進行時間同步。

目前，絕大多數的國內外DCS采用在以太網上的時間廣播方式對控制處理器DPU進行同步，然后再由控制處理器DPU對SOE進行同步，即使采用GPS系統，GPS系統要么如圖1所示，對網絡中的一臺指定的工作站(該工作站即為時間服務器)進行同步，然后由工作站對其余工作站和控制處理器DPU進行同步，這種方式對于時間同步的數據傳送要經過三層通訊協議和網絡路徑；要么如圖2所示，GPS系統自身作為時間服務器對網絡中的工作站和控制處理器DPU進行同步，最后都由控制處理器DPU對SOE進行同步，這種方式對于時間同步的數據傳送要經過兩層通訊協議和網絡路徑。但是由于網絡數據傳送是有時間差的，尤其在控制處理器DPU和SOE之間的現場總線由于通訊速率不可能很高，但安全性要求又較高(通訊過程要校驗)，因此其不同的SOE的時間精度一般最高只能達到幾個毫秒級，而SOE最基本要求的分辨率為1毫秒，所以現存的方法一般不能滿足實際的需求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是使各個SOE之間的時間同步真正精確到1毫秒。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供了一種GPS直取式的精準SOE記錄系統，包括至少一個工作站及GPS系統，所有工作站通過通訊控制總線與至少一個控制處理器建立連接，每個控制處理器通過現場總線與至少兩個多事件順序記錄站建立連接，其特征在于，GPS系統與所有多事件順序記錄站直接連接，由GPS系統為所有多事件順序記錄站提供統一的時間基準源。

優選地，所述GPS系統內設具有RS485串口的差分模塊和脈沖電平輸出的TTL模塊；每個所述多事件順序記錄站向外擴展有RS485串口接口和SYNC同步接口；所有多事件順序記錄站的RS485串口與GPS系統的差分模塊的RS485串口連接，所有多事件順序記錄站的SYNC同步接口與GPS系統的差分模塊的TTL模塊的輸出端連接。

本發明的優點是：直接從GPS系統讀取日期時間數據，通過非通訊網絡技術的純電平信號作為同步基準觸發點，保證各個SOE的時間同步精確到1毫秒之內，從而使各個SOE之間的數據分辨率真正達到1毫秒。

附圖說明

圖1為傳統DCS的GPS對時方式一示意圖；

圖2為傳統DCS的GPS對時方式二示意圖；

圖3為本發明的GPS直取式的精準SOE記錄系統示意圖；

圖4具有GPS直取式的精準SOE記錄技術的三冗錯控制系統樣機示意圖。

具體實施方式

為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

如圖3所示，本實施例公開的一種GPS直取式的精準SOE記錄系統包括多個工作站，所有工作站通過通訊控制總線同時與多個控制處理器DPU建立連接，每個控制處理器DPU又通過現場總線連接多個多事件順序記錄站SOE。

GPS系統內設具有RS485串口的差分模塊和脈沖電平輸出的TTL模塊。每個多事件順序記錄站SOE向外擴展有RS485串口接口和SYNC同步接口。所有多事件順序記錄站SOE的RS485串口與GPS系統的差分模塊的RS485串口連接，所有多事件順序記錄站SOE的SYNC同步接口與GPS系統的差分模塊的TTL模塊的輸出端連接。GPS系統的差分模塊的RS485串口傳輸的數據包含日期和時間，而TTL模塊傳送的是電平信號，不是通訊數據，沒有網絡延時的缺點。

將本發明應用于三冗錯控制系統后如圖4所示，三冗錯控制系統的每組控制處理器DPU下可以掛接96塊各種類型的卡件，每塊卡件即為一個多事件順序記錄站SOE。整個系統可以具有64個組控制器。圖4為一個三冗錯控制系統DEMO演示系統，其擁有兩套工程師站，一組交換機，兩組三冗錯控制器控制處理器DPU，每組控制處理器DPU下掛三層機槽，每機槽擁有開關量輸入卡、開關量輸出卡、模擬量輸入卡和模擬量輸出卡各兩塊。

對于核電廠、煉化廠和火電廠等行業需求大型DCS而言，其相關聯的事件順序記錄的點數每個SOE的點數，因此事件順序記錄的點數會放在同一控制處理器DPU的不同SOE下，或不同的控制處理器DPU的不同的SOE下。

采用多點數毫秒脈沖發生器連接在同一控制處理器DPU的不同SOE下，或不同的控制處理器DPU的不同的SOE下，多點數毫秒脈沖發生器的每個輸出連接一點到SOE中，讓每個SOE捕獲的每個點之間的時間間隔為1毫秒進行測試，這時當不采用GPS直取式的SOE記錄技術時而采用傳統時間同步方式，根據每個控制處理器DPU每帶的卡件個數的不同，SOE采樣得到的數據之間相差若干毫秒，甚至前后順序會發生錯亂。而采用本發明的GPS直取式的SOE記錄技術時，能夠準確地識別SOE事件順序，并且彼此之間相差1毫秒。