MAT3000卫星同步时钟09版

MAT3000卫星同步时钟技术说明书淄博星硕电子科技有限公司1. 概述 11.1 主要特点 11.2 可提供接口类型 12. 装置结构 22.1 输入模块 22.1.2 主机接收模块 22.1.3 分机接收模块 22.2 电源模块 22.3 输出模块 32.3.1 空接点脉冲输出模块 32.3.2 有源脉冲输出模块 32.3.3 IRIG-B 码输出输出模块 42.3.4 串口输出模块 52.3.5 网络输出模块 63. 技术参数 93.1 基本参数 93.1.1 环境条件 93.1.2 电气参数 93.1.3 可靠性 93.1.4 时间同步信号接口电气特性 93.2 性能指标： 103.2.1 GPS 接收器 103.2.2 北斗星接收器 103.2.3 时间准确度 103.3 接口传输距离 113.3.1 同轴电缆 113.3.2 有屏蔽控制电缆 113.4 后面板配置图 114. 系统组成 124.1 最简时间同步授时系统 124.2 主从式时间同步授时系统的结构 124.3 主备式时间同步授时系统 135. 安装与应用 135.1 外形尺寸 135.2 天线安装 145.3 常见故障与维护 14附录 1 授时方式参照表 15附录 2 主要模块一览表 161. 概述MAT3000 卫星同步时钟是适用于 220KV 、500KV 电压等级的变电站及电厂 综合对时系统。是我公司依据华东电网时间同步系统技术规范 ，上海电网 GPS 时间同步系统技术原则和运行管理规定 ，电力系统时间同步技术规范 进 行设计开发，并通过“华东电力试验研究院自动化实验室”及“国家电网公司自 动化设备电磁兼容实验室” 检验合格的产品。曾经在多个 220KV 及 500KV 变电 站良好运行，并使用在石油化工、 钢铁、铁路、电信、航空、学校、 银行等行业。1.1 主要特点支持美国 GPS 和中国北斗卫星接收模块，响应迅速，接收卫星快。 采用交直流两用供电电源，适应不同电源场合。纳秒级精度，输出秒脉冲准时沿与国际标准时间沿的误差小于 0.5 微妙。 多种时间格式输出模块，能满足不同设计需求 所有信号输出口均经过光电隔离，抗干扰能力强； 架装式结构， 2U 标准机箱，安装使用方便。1.2 可提供接口类型1PPS/M/H 脉冲（空接点输入）；1PPS/M/H 有源脉冲（ TTL 、24V）；IRIG-B（DC） 时码（ RS-485）；IRIG-B（AC） 时码（ TTL ）；时间日期报文串口（ RS-232 、RS485）；NTP 网络对时模块2. 装置结构MAT3000卫星同步时钟主钟共可带8个模块，包括输入模块1块、电源模块1 块、输出模块6块。如果不带MAT3000F时标扩展装置，6块输出模块可根据用户 需求配置；如果带MAT3000F时标扩展装置，需要配置1块IRIG-B( DC)模块(光 纤)，其余5个模块可根据用户需求配置。MAT3000F时标扩展装置作为系统的扩展部分，除不能直接接收卫星对时信号 外，具备MAT3000主时钟的全部功能。其输入部分为 2路直流B码光纤信号，一 用一备。2.1输入模块主机接收模块IRIG-B12* O分机接UN模块G在主机接收模块上，包括两部分： 通过外接天线接收卫星信号、具有后备 时钟信号即IRIG-B(DC)时码对时信号 IRIG-B(DC)时码的输入形式为光纤输 入，光纤输入采用多模ST接口。分机接收模块接收模块主要接收2路直流B码即IRIG-B(DC)时码对时信号，光纤输入 采用多模ST接口。2.2电源模块电源模块采用高性能、大功率开关电 源，电源电压100V260V交、直流两用。 功率为50W，输出电压+ 5V/5A、 12V/1A。模块上安装了电源滤波器等告警 壽;MAT3000卫星同步时钟S/N XXXXXXXX淄博星硕电子科技有限公司使用非正 弦输出的逆变 电源可能导致故障电源模块抗干扰元件和故障报警继电器，接点能力： 220V交流1A。此外在电源模块上 还加装了浪涌保护器件，起到防止感应雷和过电压等意外灾害对时钟的损害，女口 右图。2.3输出模块 空接点脉冲输出模块_无源脉冲输出模块12路空接点输出（如右图），采用高速光耦隔离，PPS PPM、PPH信号可根据线路板上的标识进行配置。（出厂 缺省设置为PPS）.，下图为空接点脉冲输出与对时设备连 接示意图。5260V外接电源空接点输出端子|+-空接点脉冲输出与对时设备连接示意图有源脉冲输出模块8路空接点输出（如下图），可选TTL、DC24V、差分三种，PPS PPM、PPH信号可根据线路板上的标识进行配置。（出厂缺省设置为PPS）。L TTr:F rf甲 k:P1-r 0 0有源脉冲输出模块24RS485Oo有源脉冲输出模块+1P- +L -F r rr :.RS485 mp. - +T-码输出输出模块IRIG-B码输出模块共有4种：直流B码（TTL）输出模块、直流B码（RS-485） 输出模块、直流B码光纤输出模块、交流B码输出模块。1、直流B码（TTL）输出模块：输出为8路TTL电平隔离输出，各自独立的隔离电源和光耦，接口为凤凰 端子。每秒1帧，包含100个码元，每个码元10ms脉冲宽度编码，2ms宽度表 示二进制0、分隔标志或未编码位，5ms宽度表示二进制1，8ms宽度表示100ms 基准标志。秒准时沿：连续2个8ms宽度基准标志脉冲的第二个脉冲的前沿，上升沿 （图二所示）。帧结构：起始标志、秒（个位）、分隔标志、秒（十位）、基准标志、分（个 位）、分隔标志、分（十位）、基准标志、时（各位）、分隔标志、时（十位）、基 准标志、自当年元旦开始的天（个位）、分隔标志、天（十位）、基准标志、天（百 位）（前面各数均为BCD码）、自当天0时开始的秒数、结束标志。2特殊控制码元HLllJLWLLmDLLULLWLnP8P9Po2、直流B码（RS-422）输出模块：输出为8路422电平隔离输出，各自独立的隔离电源和光耦，接口为凤凰 端子。3、直流B码光纤输出模块：为6路直流B码光纤输出，TTL电平，接口为 多模ST。4、交流B码输出模块：输出为8路1kHz调制B码信号输出，调制信号高电平峰值 10V，低电平峰 值3.3V，隔离输出，输出阻抗600Q,接口为凤凰端子。TTLOO直流B码输出模块O422422O0+rT:T:厂Vr:r1O0直流B码输出模块OTTLOIRIGE码光纤输岀模块交流E码输岀模块串口输出模块串口输出模块为凤凰端子输出接口，6路RS422/RS485 2路RS232。报文格式：异步，波特率 9600Bd。时间信息格式：与秒脉冲PPS的前沿对齐，S的ASCII码为53H; 为发送时间信息的信息头，T的ASCII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（异或非校验）;为发送时间信息的信息结尾，A的ASCII 码为41H。如下图。D D D D D D D D D D D D D D D同步标志标准时结束帧时时分 头十个十 位位位 分秒秒日 个十个十 位位位位 日月月年 个十个千 位位位位年年年校 百十个验 位位位字235网络输出模块网络输出模块配置灵活使用简单，只要将其连接到局域网HUB上，配置好IP地址即可使局域网内所有计算机对时。支持多种流行的时间发布协议，如NTP,time/UDP,还可支持可设置的UDP端 口定义的时间广播数据包。NTP和time/UDP的端口号分别固定于 RFC-123和 RFC-37指定的123和37。可满足SNTP通讯协议。客户端软件：配有强大的客户端校时软件，内含帮助说明文件。2)1-1 ： 22:56 - Eim&nsi on 4ServerLocartionProtocol二yoyo, aarriet. edu. auAu$traliaH Adelaide Uni蚁弓區血 of.SNTPntp. qjd.dms.csifo.auAustralia, Sydney, Ndtiorl Meas.SNTPnip. rril.csiro.auAustralia, Tasmania, Hobrtr CSI.SNTPntp. adehide.edu.auAustralia. University of AdelaideSNTPaugean. eleceng.adL.Au$tfialia, Universi of AdelaideSNTPServerAddOKHelpSerYer：pQ9eanreleceng.addakie.edurauLocation14- University d AdelaidePahcol: SNIPEditAdvancedOflen* Load D irnension 4 at startup v* Once laaded,缈it until anlinBSynchronize once then exit* Everij 15* $econdt) CbrrectcnTime Zone17 Maximum confection| 1ZJ lhourM 3VisibilityStart minimizedHide when minimised* Display icon in traySynchronized: |+ - -112007-1 0t1 G 11:17Cutjent Status:配置方法:NTP模块可以以太网口远程登陆进行设置 NTP的IP地址及工作方式。注意:1.NTP模块在使用前必须获得唯一的IP地址才能进行远程设置和正常工作。缺省IP地址网络输出模块出厂时IP地址设备为192.1682123参数设置将当前计算机的IP设置为同一网段，即，然后在windows的run菜单里输入“ tel net 192.168. 2.123 9999进行远程设置，注意123和9999 间有一个空格。如果当前计算机IP无法更改，需要重新设置网络模块IP地址， 请按照如下方法：重新设置IP（1）、在UNIX主机或 Windows系统的DOS提示符下键入以下命令：arp -darp -s 192.1682123 00-03-B9-XX-XX-XX00-03-B9-XX-XX-XX 是网络模块的MAC地址（每台网络模块都在明显地 方贴有写着MAC地址的标签）是将要给网络设的IP地址。可以根据自己的情况任意设定。注意：Windows系统只有在其ARP表里除了自己还有另外一个 MAC和IP的对 应地址时上述命令才起作用，否则将给出错误信息，遇到这种情况只要PING下网络中的任何一台计算机即可。可以用 arp -a来查看ARP表。（2） 、键入1这时很快会给出错误信息，可以不 理会这些信息。（3） 、键入9999 其中9999端口号是串口服务器 专门用于远程管理的TCP端口，进入设置界面。注意：除非从9999登录网络模块，设置并保存新IP地址，arp设置的IP 地址是临时的，网络模块断电后这个临时IP地址将失效。键入“ 0”，回车。输入新的IP地址，回车。“ T.l.ot 192 16B ? 123-|D| x|Serial Nunber 7104104 MAG aildress 90=03=16 0Suf cwore vcm Lun 04.4 Fres Eivlcr1 tu yu liltu SeLu|j Hudl葺* bdLlu prnietersHariluAre : Etlicmelr Aliiilriidelr椁dIF AildLr 12 丄68.2inn农巴L打NTS para川匕Cei*sAiitenna type s NMEfi 目丄E3 SNTP Ref .IderiLlf ler： !IGPS4P EiicrypLluiiillifttbL芒dUBP ddilayram illdLbledhaiiye Setup1789ic cuikf丄guiatIon NTS conflyuratIon Factory defaults Exit ultlmiJit; save S 192C168 16Bv 2, 1233. 技术参数3.1基本参数环境条件正常工作大气条件：环境温度：-5 C+45C。相对湿度：5%95%（装置内部即无凝露，也不应结冰）大气压力70kPa106kPa。电气参数工作电源：85V264V交直流两用可靠性平均无故障间隔时间（MTBF）:在正常使用条件下应不小于25000h。 时间同步信号接口电气特性a）静态空接点-隔离方式：光电隔离-输出方式：集电极开路-允许外接电压： 250VDC-允许IC电流100mAb）串行数据通信接口 EIA RS-232C-隔离方式：光电隔离-电气特性符合GB/T 61072000-连接器：凤凰端子c）串行数据通信接口 EIA RS-422、485-隔离方式：光隔离+电源隔离-电气特性：符合 GB-11014-90-连接器：凤凰端子3.2性能指标：接收器接收灵敏度：捕获 -160 dBW,跟踪 -163 dBW;捕获时间：装置热起动时v 45秒；装置冷起动时v 90秒；时间准确度：1卩s（ 1PPS相对于UTC时间）。北斗星接收器接收灵敏度：-157.6 dBW，接收通道：6通道；捕获时间：冷启动首捕时间w 2秒；失锁重捕时间w 1秒；时间准确度：w 200ns （静态）时间准确度卫星信号作为时标信号时输出信号技术参数信号类型电平/空接点准时沿上升时间上升沿时间准确度脉冲宽度1PPS脉冲信号TTL上升沿w 60nsw 1卩s200ms空接点上升沿w150nsw 3 s200ms1PPM脉冲信号TTL上升沿w100nsw 1声200ms空接点上升沿w 200nsw 3 s200ms1PPH脉冲信号TTL上升沿w 1炉w 3 s200ms空接点上升沿w 1阴w 3 s200ms直流B码信号TTL连续2个8毫秒的第2个脉冲的前沿w 2422w 2为保证时间同步的准确度及信号传输的质量，应按下表合理的选用不同信号接口。信号接 口类型 同步 信号类型 光纤EIARS-422/485静态空接点TTLACEIARS-232C以太网1 PPS1(1 s/3 i s1 i s/1 PPM/3 i s1 i s/1 PPH/3 i s21 s/串口对时报文/10ms/10ms/IRIG-B (DC)1 1 s1 i s3 i s1 i s/IRIG-B (AC)/20 i s/3.3接口传输距离同轴电缆用于室内高质量地传输 TTL电平时钟信号，如1PPS 1PPM 1PPH IRIG B(DC码TTL电平信号，传输距离w 15n。有屏蔽控制电缆用于室内传输EIA RS-232C时间报文，传输距离w 15n。用于传输静态空接点脉冲信号传输距离w 50n。用于传输 EIA RS-422、EIA RS-485、IRIG B (DC 码信号，传输距离w 50m。3.4后面板配置图.天线 主机接收模块| GPS UNITIRIG-B码光纤输入aIRIGB码光纤输岀模块Oli告警S/N XXXXXXXX淄博星硕电子科技有限公司LJI o/弦输出的逆变源可能导致故障220V110VAC I DC 电源模块4. 系统组成4.1最简时间同步授时系统该系统结构由一套主时钟、光缆或电缆、时间信号用户设备接口等组成，其 结构示意图如下。根据时间信号用户设备需要，主时钟可选配电网频率测量单元 、NTP网络授时单元等。厂、天线最简时间同步授时系统结构示意图4.2主从式时间同步授时系统的结构该系统结构由一套主时钟和多套从时钟、光缆或电缆、时间信号用户设备接口等组成，其结构示意图如下。根据时间信号用户设备需要，主、从时钟可选配 电网频率测量单元、NTP网络授时单元等。( 天线主时钟VV从时钟从时钟 从时钟VV用户设备用户设备电用户设备主从式时间同步授时系统结构示意图4.3主备式时间同步授时系统该系统结构由两套主时钟（和多套从时钟）、光缆或电缆、时间信号用户设 备接口等组成，其结构示意图如下。根据时间信号用户设备需要，主、从时钟可 选配电网频率测量单元、NTP网络授时单元等。f 、天线天线，主备式时间同步授时系统结构示意图5. 安装与应用5.1外形尺寸MAT3000采用标准2U机箱，外形及安装尺寸如下图5.2天线安装MAT3000配有一个易安装的天线，由有源天线头和导引线组成，导引线一 般用长30m左右的低损耗同轴电缆，需要时可以根据具体要求扩展。为保证卫星同步时钟能接收到卫星信号，天线必须固定在对天空开阔的地点。将天线固定在天线支架上，将天线支架用膨胀螺栓固定在建筑物顶端，天线电缆铺设转弯半径不宜过小，天线电缆长度根据天线增益严格设计，不得剪断、 延长、缩短或加装接头。天线头要安装在室外，原则上是顺着天线头往上看能够看到360的天空。下图给出了正确与不正确安装的示意图。不正确正确正确装置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。 为减少天线连线的长度, 以保证接收到的卫星信号具有一定的强度， 可使装置安装在靠近天线从建筑物中 引出的地方，用电缆把输出信号送到需要同步信号的装置。5.3常见故障与维护1、打开装置电源开关，若数码管无显示或LED不亮，请检查电源开关和保险丝。2、若开机等待超过30min仍未接收到信号，请检查天线安装是否合理，接触是 否良好。3、 若装置运行过程中，数码管内容显示异常，请关闭电源开关20s后，再打开。以上问题经过检查后，如果仍然不能解决，请与淄博星硕电子科技有限公司 公司联系。附录1授时方式参照表被授时同步装置（系统）时间同步 准确度推荐使用时间冋步信号类型时间同步 精度分级线路行波故障测距装置 1卩sIRIG-B或1PPS+串 口对时报文A同步相量测量装置 1卩sIRIG-B或1PPS+串 口对时报文A雷电定位系统 1卩sIRIG-B或1PPS+串 口对时报文A电子式互感器的合并单元PPr r00有源脉冲O输出模块RS232RS4855 aGzl 01- aG串口输出模块TTLTTL嘗*直流B码输出模块交流B码 输出模块无源脉冲 输出模块422422OO直流B码 输出模块MAT3000 卫星同步时钟S/N XXXXXXXX淄博星硕电子科技有限公司电源模块差分脉冲 输出模块0DIGLINKLED仆二 LED2a：:SNTP网络模块二MAC:XX-XX-XX-XX-XX-XX