浅析dcs一层时钟的网络搭建及同步操作

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1、浅析DCS—层时钟的网络搭建及同步操作（海南核电有限公司海南省昌江县572733）摘要：随着计算机和网络通信技术的飞速发展，核电厂的数字化、网络化的时代已经到来。海南核电有限公司1、2号机组釆用了分布式计算机控制系统（DCS）,给核电站的安全、稳定、可靠的运行提供了有力的保障。在DCS控制系统中，许多功能都与时间密切相关，如趋势、过程报警、时间记录、事件顺序报告（简称SOE）等，因此整个系统始终保持一个统一的时钟非常关键。木文主要讲述的DCS一层时钟网络的搭建，工作站、服务器与机柜CP等设备之间的时钟同步等，并浅析在调试过程中遇到的问题及解决方案。关键词：分布式计算机控制系统；时钟；同

2、步；调试时间同步在过程控制中是非常重要的，时钟可能快可能慢，当系统同步到错误的时间哪怕只有几分之一秒的误差也可能会引发一些列的关键问题。时钟的不同步和紊乱会使进程或者信息变的杂乱无序而无法被使用。一旦问题出现，也很难弄清楚在什么时间发生了什么事，尤其是当涉及多个系统间的信息交互时，会引发更为严重的问题。由此可见时钟同步对于DCS系统的重要性。DCS与GPS母钟站之间有四个时钟接口，两个接口分配给DCA—层（MTK/STK），另外两个被分配到二层。MTK和STK从GPS时钟母站那得到标准的年月日时分秒等时间信息，然后在通过NTP协议在时钟网络上每隔5秒发布一次时间脉冲，使得在同一网络上的

3、工作站，服务器或其他设备与母钟时间达到同步。1.概述：1.1DCS概述：DistributedControlSystem（DCS）,?浩以微处理器为基础的集中分散型计算机控制系统，主要是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理而控制任务采用不同计算机控制装置去完成的一种分布式计算机控制系统。核电站的DCS按照功能可以划分为四层：0层：工艺系统接UI层，又称现场设备层。包括测量设备和驱动器接U设备1层：自动控制与保护层。包括负责不同电厂系统监控的信号调制和处理设备。2层：操作与信息管理层。包括可以使人员能够操作电厂，能够监督电厂状态并对电厂l&C实施运行服务的常规设备和计

4、算机设备。3层：全厂技术管理层。包括支持现场管理应用以及与场外设施通讯的计算机设备。1.2GPS吋钟全球定位系统(GlobalPositioningSystem,GPS)由一组美国国防部在1978年开始陆续发射的卫星所组成，共有24颗卫星运行在6个地心轨道平面内，根据时间和地点，地球上可见的卫星数量一直在4颗至11颗之间变化。GPS时钟是一种接受GPS卫星发射的低功率无线电信号，通过计算得出GPS时间的接受装置。作为全厂的标准吋钟，我们对GPS吋钟的基本要求是：至少能同吋跟踪8颗卫星，有尽可能短的冷、热启动吋间，配有后备电池，冇高精度、可灵活配置的吋钟输出信号。1.3吋钟同步Maste

5、rTimekeeper(MTK)和SlaveTimeKeeper(STK)是整个DCS—"层网络的吋钟发布者，计时器的来源有两种，夕卜部吋钟源和内部吋钟源，外部吋钟源是一个带有GPS天线和接收机的计吋工作站，它是全厂吋间的母钟，MTK(STK)通过安装的IPC时钟卡接收母钟发送的时间同步脉冲，进而同步一层网络上的其他的设备。而内部时间源则是MTK工作站系统上的吋间，当计吋程序选择同步内部吋间被作为吋间源向外授吋吋，日期吋间信息能手动的在IA系统管理画面更改，当此系统吋间被修改吋，其他一层收吋设备都会随之更改。MTK和STK他们分别被安装在1MTKHC和2STKHC两台工作站上,1MTK

6、HC是主吋钟站，2STKHC则是作为它的备用，两者通过各自独立的吋钟通讯网络将DCS—层MESH网上的所奋设备连在一起，形成一个完整的双冗余的吋钟体系。计时程序使用NTP网络吋间协议，每隔5秒发送一个吋间脉冲，可以在50ms内同步所有的工作站或服务器，，当作为主计吋的MTK发生故障吋，主计吋权限会自动的切换到STK中，如果此吋STK也发生故障吋，主计吋权限会随机旁落到别的工作站或服务器上，但是此吋只能是向外发送内部吋间源了。2硬件部分的搭建及配置：2.1MTK或STK部分的硬件连接1MTKHC工作站上装冇IPC吋钟卡，通过同轴电缆与全厂母钟相连，由此接收母钟发出的吋钟脉冲信号，在计时程

7、序中做出选择，是向外发布外部吋钟源还是内部吋钟源。吋钟信号在IPC中做出抉择后，将其传递到MTK调制解调器。调制解调器模块通两路光纤将吋间脉冲发送至时钟分配器。吋钟分配器类似于一个集散中心，通过多路光纤输出，将信息发布到其他工作站、服务器或者机柜CP中。自分配器往下每组光纤信号传输皆为一收一发双线双向传输。2.2控制机枳内的连接每个控制内有四路吋钟光纤，包含A网吋钟的进出两根和B网时钟的进出两根。A网是从MTK吋钟站上的吋钟分配器发出的，B网则