蒙在朗 高帥 崔鵬

摘 要：文章旨在構(gòu)建一個(gè)以多種時(shí)間源為基礎(chǔ)的新標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘系統(tǒng)，介紹了新系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，以及相對(duì)應(yīng)的功能，并對(duì)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性進(jìn)行了探討，對(duì)于取代老系統(tǒng)的科學(xué)性進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：HOPF；GPS；北斗

1 概述

目前，現(xiàn)有的燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)中，通常使用以設(shè)備HOPF為核心的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間方式，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1

這種模式已經(jīng)得到廣泛使用，也經(jīng)歷的時(shí)間的考驗(yàn)。但是，隨著技術(shù)的進(jìn)步和需求的變化，該系統(tǒng)的局限性益發(fā)突出，已經(jīng)越來越不能滿足安全生產(chǎn)的要求。

文章以HOPF設(shè)備為主要突破點(diǎn)，重點(diǎn)論述了采用多種時(shí)間源的新時(shí)鐘系統(tǒng)，在機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行中所起到的重要作用。

2 現(xiàn)有時(shí)鐘系統(tǒng)簡(jiǎn)介

鄭州燃?xì)獍l(fā)電有限公司現(xiàn)有2臺(tái)燃?xì)鈾C(jī)組，使用GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘+HOPF模式對(duì)設(shè)備進(jìn)行授時(shí)。其中GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘產(chǎn)生基準(zhǔn)時(shí)間，然后將時(shí)間送給HOPF和二次保護(hù)設(shè)備；HOPF對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，發(fā)送給2臺(tái)機(jī)組和服務(wù)器；如果GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘出現(xiàn)故障，HOPF本身帶有晶振，可以自行繼續(xù)產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)。

3 現(xiàn)有系統(tǒng)的問題與隱患

現(xiàn)有的授時(shí)系統(tǒng)以HOPF為核心，系西門子下屬廠家生產(chǎn)，隨著時(shí)間的推移，該設(shè)備存在著如下的技術(shù)問題和隱患：（1）時(shí)鐘來源單一，安全性低：該系統(tǒng)采用GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘作為系統(tǒng)時(shí)鐘的唯一來源，沒有其他來源做冗余；與國(guó)家關(guān)于GPS類設(shè)備的安全性控制要求相抵觸；（2）技術(shù)老化，集成度低：原有的HOPF本身沒有時(shí)鐘源，必須采用外接的GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘，這樣就需要單獨(dú)增加一臺(tái)設(shè)備，造成了系統(tǒng)的鏈接復(fù)雜，容易增加故障點(diǎn)；（3）自守時(shí)精度差，無法滿足生產(chǎn)要求：HOPF本身自帶晶振，但是該晶振的精度較低，產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)無法滿足生產(chǎn)的要求，如果外接的GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘出現(xiàn)故障，無法向HOPF發(fā)出正常的時(shí)鐘信號(hào)，則整個(gè)的生產(chǎn)系統(tǒng)將沒有正確的時(shí)鐘信號(hào)；（4）對(duì)時(shí)間來源無法進(jìn)行診斷：HOPF無法對(duì)接入的時(shí)鐘信號(hào)是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)做出甄別；（5）供應(yīng)商已停產(chǎn)，無法提供售后和產(chǎn)品配件：由于生產(chǎn)HOPF的廠家已經(jīng)不存在，所以西門子公司已經(jīng)無法對(duì)HOPF提供配件和售后服務(wù)。HOPF一旦出現(xiàn)問題，將無法得到維修，西門子公司給出的解決方案是更換整個(gè)控制系統(tǒng)，需要花費(fèi)數(shù)百萬元，這不但對(duì)企業(yè)是一個(gè)巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，對(duì)其他可以正常使用的完好設(shè)備來說，就是極大的浪費(fèi)。

4 多制式主時(shí)鐘系統(tǒng)簡(jiǎn)介

該系統(tǒng)可以接收GPS信號(hào)、北斗信號(hào)、地面光通網(wǎng)絡(luò)信號(hào)（SDH）、內(nèi)部守時(shí)信號(hào)、設(shè)備間握手信號(hào)等多個(gè)信號(hào)輸入。其功能特點(diǎn)是同時(shí)將另外一臺(tái)授時(shí)設(shè)備發(fā)送過來的符合IRIG-B碼格式的時(shí)間源與其他多個(gè)時(shí)間參考源，按照預(yù)先設(shè)定好的切換邏輯，在同一時(shí)間設(shè)備自動(dòng)選取一個(gè)時(shí)間質(zhì)量最好的信號(hào)作為整個(gè)系統(tǒng)的基準(zhǔn)時(shí)間源，從而保證當(dāng)前時(shí)間上系統(tǒng)采用的是唯一的、最佳的時(shí)間信號(hào)；設(shè)備具有自學(xué)習(xí)功能，即參與冗余的低質(zhì)量時(shí)間信號(hào)向高質(zhì)量時(shí)間信號(hào)學(xué)習(xí)；采用IRIG-B碼（美國(guó)軍用碼）作為冗余設(shè)備間的握手信號(hào)。

該系統(tǒng)針對(duì)正在使用的HOPF和目前授時(shí)系統(tǒng)的主流技術(shù)，進(jìn)行了如下的技術(shù)創(chuàng)新：

（1）采用了多信號(hào)源方式：系統(tǒng)可以接收GPS信號(hào)、北斗信號(hào)、地面光通網(wǎng)絡(luò)信號(hào)（SDH）、內(nèi)部守時(shí)信號(hào)、設(shè)備間握手信號(hào)等多個(gè)信號(hào)輸入；（2）采用全新的冗余切換處理：一般現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于設(shè)備之間冗余切換的處理，是在兩個(gè)CPU模塊之間，只通訊丟星告警信號(hào)，然后根據(jù)預(yù)先設(shè)置的切換邏輯進(jìn)行兩個(gè)CPU模塊之間進(jìn)行的主控與被控切換；而多制式主時(shí)鐘在切換的同時(shí)，也對(duì)信息進(jìn)行了詳細(xì)的更新，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的冗余切換處理；（3）系統(tǒng)自學(xué)習(xí)功能：當(dāng)系統(tǒng)存在質(zhì)量等級(jí)高的時(shí)間信號(hào)時(shí)，使之能夠自動(dòng)向高等級(jí)的時(shí)間信號(hào)學(xué)習(xí)，從而使得系統(tǒng)性能更加穩(wěn)定，在各種工作狀態(tài)下輸出的時(shí)間信號(hào)更加精確。

5 新舊系統(tǒng)的比較

新舊系統(tǒng)主要功能比較如下：

6 結(jié)束語

通過以上新舊系統(tǒng)的比較，我們不難看出，新的多制式主時(shí)鐘系統(tǒng)具有老系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)為：（1）設(shè)備的更新?lián)Q代，提高設(shè)備的穩(wěn)定性和維護(hù)及時(shí)性，保證生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)安全；（2）提高國(guó)產(chǎn)化設(shè)備使用率，提高企業(yè)自身技術(shù)含量，提升民族品牌和形象；（3）成型產(chǎn)品可以在行業(yè)內(nèi)推廣，并加強(qiáng)集團(tuán)內(nèi)DCS授時(shí)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、安全性，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間來源多樣化，可以有效預(yù)防GPS授時(shí)偏差等突發(fā)事件對(duì)整體生產(chǎn)的影響；（4）在行業(yè)內(nèi)起到技術(shù)領(lǐng)先的作用，并成為率先應(yīng)用新技術(shù)的表率。