SZ系列GPS说明Word文档下载推荐.docx
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15.串行口3,4:
输出时间,日期,周波数,安全天数信息,工频钟面和钟
差,可用于异地显示,每秒发一次。
16.电源:
输入电压范围:
交直流110V~220V±
10%
最大输出功率:
30W
输入频率范围:
47~63Hz
工作温度范围:
-10℃~+55℃
三、通讯规约
SZ系列GPS既可以采用报文方式软件对时,又可以采用脉冲方式硬对时,其中报文方式的通讯规约有五种。
1.规约1
接口标准:
RS232或RS422/RS485
通讯速率:
4800b/s
数据位:
8位(ASCⅡ码)
起始位:
1位
停止位:
校验位:
无
输出报文格式:
语句1:
BJT,YYMMDD,hhmmss,±
XXXX.XX,HHFFPP,
ff.f1f1f1<CR><LF>
语句2:
SOE,YYMMDD,hhmmss,UUUUUU<CR><LF>
语句3:
ERR,YYMMDD,hhmmss<CR><LF>
其中:
BJT表示北京时间,SOE表示外部事件,ERR表示信号丢失或接收卫星少于3颗。
YY为年,MM为月,DD为日,hh为时,mm为分,ss为秒,UUUUUU为微秒,±
表示钟差的符号,XXXX.XX为钟差值(标准钟—工频钟),单位为秒,HHFFPP分别为工频钟的时,分,秒。
ff为周波数的两位整数部分,f1f1f1为周波数的三位小数部分。
(如年份需要四位表示,即YYYY,请说明)
*正常情况,只发语句1;
*有外部事件时,发语句2;
*当出现信号丢失或接收的卫星少于3颗时,发告警语句3。
语句3中的YYMMDD,hhmmss,表示失星时的年、月、日、时、分、秒。
串口输出年,月,日,时,分,秒,工频时间,钟差,周波数和外部事件产生的时刻(准确到微秒),每秒发送一次,起始位与标准秒的同步误差小于0.2ms。
2.规约2
通讯速率;
8位(数据为压缩BCD码,字符为ASCⅡ码)
<
B>
HHMMSSYYM1M1DD<
F>
FFF1F1F2F2<
C>
H2H2M2M2S2S2<
CR>
其中:
<
为起始符,<
为工频标志,<
为周波标志,<
为结束标志,以上均为ASCⅡ码。
HHMMSSYYM1M1DD分别为北京时间:
时,分,秒,年,月,日;
FF为周波数的整数部分;
F1F1为周波数的小数点后第一、第二位小数;
F2F2为周波数的小数点后第三、第四位小数;
H2H2M2M2S2S2为周波钟的时分秒;
以上数据均为压缩BCD码。
3.规约3(IRIG—B)
数据格式:
秒、分、时,一年中的第n天,每秒发送一次,内含100个脉冲。
分直流码和交流码两种。
4.规约4(DCF77)
分、时、星期、月、年,以BCD方式编码,每分钟组装完成整个报文信息,以TTY或RS232方式输出。
5.规约5(T格式)
ASCII数字和序列(“00”秒时):
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
信息
T
:
CR
LF
时钟
报文
54
3A
30
to
39
31
33
37
32
35
0D
0A
B年月日星期时分秒
注:
T=响应请求或信息字头
每个整分自动发送时间信息
接收到“T”后,每分钟循环发送时间信息
:
=隔离时间单位
接口方式:
RS232或RS422/RS485
通讯速率:
9600b/s
数据位:
8位
起始位:
1位
停止位:
校验位:
四、SZ—1型
1.结构
采用台式塑料机箱,其尺寸为230(宽)mm×
110mm(高)×
275mm(深),颜色为灰色。
2.功能
具有一个8位LCD显示窗口,通过显示键切换,分别显示日期、时间,另有一个TTL电平的分、秒脉冲和一个无源空接点的分、秒脉冲输出,有两个RS232、两个RS485接口方式输出报文对时,报文可选择通讯规约中规约1、2、5三种规约的任何一种,出厂配置按规约1,即BJT格式,其格式中的周波数及钟差数为0。
3.面板说明:
面板布置示意图如图4.1所示。
图4.1
注:
(1)秒脉冲指示灯
(2)时间显示
(3)分脉冲指示灯
(4)显示按钮
4.背板说明
背板布置示意图如图4.2所示
图4.2
(1)天线输入插座
(2)1PPS(TTL电平)输出插座:
BNC高频插座
(3)1PPS(无源空接点)输出插座:
BNC高频插座(无内置电阻)
(4)1PPM(TTL电平)输出插座:
(5)1PPM(无源空接点)输出插座:
(6)RS232串口:
接口定义为2#脚信号发送,5#脚信号地
(7)RS485串口:
接口定义为2#脚TR+,4#脚TR-
(8)保险丝插座:
(1~2A)
(9)电源开关
(10)交直流电源插座
五、SZ—1B型
标准的1u工业机箱,其尺寸为482.6mm(宽)×
44.45mm(高)×
240mm(深)
有8个IRIG—B(DC)码串口输出和2个分脉冲或秒脉冲输出。
3.面板说明
面板布置示意图如图5.1所示
图5.1
(1)POWER:
电源指示灯,指示电源通断
(2)SYN:
卫星同步指示灯,刚开机时此灯闪烁一次,然后熄灭,表示机器初始化工作正常,正在搜索GPS卫星。
当同时跟踪上3颗以上GPS卫星后此灯每秒亮一次,此时后背板端子输出的信号为标准的GPS同步时间。
(3)1PPS:
秒脉冲输出指示灯,每秒亮一次
(4)1PPM:
分脉冲输出指示灯,每分亮一次
(5)1PPH:
时脉冲输出指示灯,每小时亮一次
(6)1PPS—O:
光隔输出秒脉冲指示灯,只有外回路接通时此灯才会每秒亮一次。
(7)电源开关
其布置示意图如图5.2所示
(1)电源输入插座
(2)电源保险丝
(3)凤凰端子
(4)天线输入
图5.2
六、SZ—2型
采用台式ABS塑料机箱,其尺寸为230mm(宽)×
具有6位LCD和8位LCD两个显示窗口,通过按键翻页显示所有信息,有4个RS232或RS422/485串行口输出报文对时,1个秒脉冲,1个分秒脉冲,1个时脉冲输出口,另外还有一个外部事件输入端口,可记录贮存3组外部事件。
串口输出可选择规约中任何一种。
出厂配置为:
串口1,2输出规约1,串口3,4口输出规约2。
面板布置示意图如图6.1所示
(1)液晶显示屏1:
6位LCD显示器,显示测量的周波数。
格式为:
XX.XXXH,单位为赫兹。
不接周波线时,显示年、月、日。
YY.MM.DD。
(2)1PPS指示灯:
接收机跟踪时,每秒闪烁一次。
图6.1
(3)液晶显示屏2:
8位LCD显示器,用于显示接收机的状态,时间,日期,安全运行天数,经度,纬度,工频钟时间,钟差及突发事件的时刻。
(4)位数键:
预置安全天数,选择预置天数。
(5)数字键:
预置安全天数,改变每位的数值,平时用于向上翻页显示
(2)中所述的内容。
(6)显示键:
用于向下翻页显示时间,日期,安全运行天数,经度,纬度,工频钟面以及突发事件产生的时刻。
背板布置示意图如图6.2所示。
图6.2
(2)1PPS输出插座:
BNC高频插座,TTL电平输出,外壳为地。
(3)1PPM输出插座:
BNC高频插座,整分时输出一个约为1s宽的正脉冲,TTL电平输出,外壳为地。
(4)1PPH输出插座:
BNC高频插座,整点时输出一个约为1s宽的正脉冲,TTL电平输出,外壳为地。
(5)突发事件输入插座:
BNC高频插座,突发事件输入为通断信号,平时触点是断开的,突发事件产生时接通,外壳为地。
(6)串口1、2、3、4:
RS232接口,接线定义:
2#脚信号发送、5#脚信号地。
其中串口1、2,输出规约1,串口3、4输出规约2,如需输出RS422/485应提前说明,此时定义为:
2#脚TR+、4#脚TR-。
(7)周波测量输入插座:
要求直接输入电网上的交流220V电压,
用于测量周波数。
(8)交直流电源插座。
(9)保险丝插座(1~2A)
(10)电源开关
七、SZ-2A型
标准的2U工业机箱,其尺寸为482.6(宽)mm×
88.90mm(高)×
240mm或320mm(深)。
无周波测量。
除了增加两路秒脉冲无源空接点和两路分脉冲无源空接点输出外,其它与SZ-1型完全相同。
面板布置示意图如图7.1所示
图7.1
(1)电源开关
S1、S2、S3为3个经光隔输出的秒脉冲信号,ST为TTL电平输出的秒脉冲信号。
(3)时钟显示:
8位LCD显示器,通过显示键可分别显示时间、日期、经度、纬度。
(4)1PPM指示灯:
M1、M2、M3为3个经光隔输出的分脉冲信号,MT为TTL电平输出的分脉冲信号。
(5)显示按钮:
用于翻页显示时间、日期、经度、纬度。
背板布置示意图如图7.2所示
图7.2
(1)天线输入
(2)RS232串口:
(3)RS485串口:
接口定义为2#脚TR+,4#脚TR–
(4)16针凤凰端子:
S1、S2、S3为无源空接点输出的秒脉冲,ST为TTL电平输出的秒脉冲,M1、M2、M3为无源空接点输出的分脉冲,MT为TTL电平输出的分脉冲。
其中“+”端为信号、负为地,或“+”为空接点正端,“-”为空接点负端,分、秒脉冲无源空接点接口回路中无保护电阻。
八、SZ-2U型
标准2U工业机箱,组屏方便,其尺寸为482.6(宽)mm×
240mm或320mm(深),深度可由用户选定。
除具备SZ-2型GPS所有功能外,增加了四个备用串口,用作串口扩展。
出厂配置为串口1,2输出规约1,串口3、4输出规约2,其它串口备用。
3.前面板说明类似SZ-2型
①I型背板布置示意图如图8.1所示
(1)天线输入:
(3)1PPS输出插座:
图8.1
(4)1PPM输出插座:
(5)1PPH输出插座:
(6)外部事件输入插座:
(7)串行接口:
RS232接口定义为2#脚信号发送、5#脚信号地。
RS422/485接口定义为2#脚TR+、4#脚TR-。
(8)IRIG-B(DC):
备用口,接口定义2#脚信号发送、5#脚信号地。
(9)IRIG-B(AC):
备用口,接口定义为2#脚、4#脚接信号
(10)保险丝插座(1~2A)
(11)周波测量输入插座:
直接输入电网上的交流220V电压。
(12)电源插座
②Ⅱ型背板示意图,如图8.2所示。
图8.2
(7)X1:
32针凤凰端子,输出16路串口信号。
若需输出32路串口信号,则为2排凤凰端子。
(8)周波测量输入插座。
(9)保险丝插座(1-2A)。
(10)电源插座。
九、SZ-4U型
尺寸为482.6mm(宽)×
177.8mm(高)×
320mm(深)标准4U工业机箱
SZ-4U是在SZ-2的基础上将1PPS、1PPM信号以16路为模扩展为16~96路同步信号输出,以无源空接点或24V有源接点方式输出。
也可将串口信号(报文对时)以16路为模扩展为16~96路信号输出。
面板布置示意图如图9.1所示
图9.1
(1)LCD1、LCD2、1PPS指示灯同SZ-2型
(2)P1……P6:
脉冲扩展板,每块板可扩展16路1PPS或1PPM同步信号
分、秒脉冲可通过板上的位码开关选择,ON为分脉冲
OFF为秒脉冲
a.同步脉冲为无源空接点输出时,将板上的跳线2和3短接。
b.同步脉冲为24V有源输出时,将板上跳线1和2短接,3和4短接。
(3)PW:
电源板,为扩展板提供工作电源
背板布置示意图如图9.2所示
(1)PW:
电源输入
(2)P1、P2、P3、P4、P5、P6:
34芯扁平电缆插座,用于16~96路信号输出。
a.当脉冲输出为无源空接点时,34芯扁平电缆定义为1,3,5…31为空接点“+”端即+24V电源输入端。
2,4,6…32为空接点“-”端,即同步脉冲信号输出端。
b.当脉冲输出为有源接点时,34芯扁平电缆定义为1,3,5…31为空接点“-”端即接地端,24V地。
2,4,6…32为空接点“+”端,即同步脉冲信号输出端。
(3)其它:
同SZ-2型。
图9.2
十、SZ-5000GPS双机冗余系统
(一)、概述
随着我国电力事业的迅猛发展,对系统内的时间统一提出了更高的要求,以往的单台GPS(全球卫星定位系统)同步时钟虽具有高可靠性、高准确性,但一旦出现故障则整个对时系统无法运行。
针对这一问题,我们研发出了SZ系列GPS双机冗余系统,它时刻保持时间的同步输出,极大的增加了系统无故障运行时间,使整个系统更加安全可靠地运行。
(二)、系统框图
1、总框图
2、SZ-SW切换器(A/B)框图
(三)、工作原理
SZ-SW切换器A、B双机同时接收两个GPS同步时钟送来的信号,机内所带单片机对其串行数据进行接收检查,通过对比选择一台较好的GPS时钟信号经数据选择电路输出。
上电复位时,切换器A为主机,切换器B为备机:
1、当SZ-DUGPS1、SZ-DUGPS2及SZ-SW切换器A、SZ-SW切换器B机均正常工作时,则系统选择SZ-DUGPS1通过SZ-SWA机输出。
2、当SZ-DUGPS1或SZ-DUGPS2其中一台异常,SZ-SW切换器A、SZ-SW切换器B正常工作时,系统自动选择正常工作的那台GPS同步时钟通过当前的主切换器输出。
3、当SZ-DUGPS1、SZ-DUGPS2正常工作,SZ-SW切换器A或SZ-SW切换器B其中一台异常时,系统自动选择SZ-DUGPS1通过正常工作的那台切换器输出。
4、当SZ-DUGPS1或SZ-DUGPS2其中一台异常,SZ-SW切换器A或SZ-SW切换器B其中一台异常工作时,系统自动选择正常工作的GPS通过正常工作的切换器输出。
5、当SZ-SW切换器A和SZ-SW切换器B均异常工作时,无输出。
6、当GPS1和GPS2均异常但有时钟信号输出,SZ-SW切换器A和SZ-SW切换器B又有一个正常工作时,系统仍有时钟信号输出。
7、每隔24小时(中午12:
00)系统自动检测,切换器A、B轮流工作。
(四)、SZ-SW切换器A/B的组成
SZ-SW切换器A/B由主控板、后背板和显示板组成。
1、A/B主控板
CZ1为GPS1的输入插座
CZ4为GPS切换输出插座
CZ2为GPS2的输入插座
CZ5为5V电源插座
CZ3为双机通讯的输入输出(RS232电平)插座
CZ6为显示输出插座
2、显示板
显示板上有如下指示灯(LED),它们的含义分别为:
电源告警主机备机GPS1正常GPS1异常GPS2正常GPS2异常
1电源灯——指示控制板上的5V电源。
2告警灯——指示双机接口电路是否正常以及两个GPS是否都故障。
3主机——控制板上跳线器U16断开为主机,A、B机中一台应断开,另一台应闭合。
4备机——跳线器闭合为备机。
5GPS1正常——GPS1工作正常。
6GPS1异常——GPS1工作异常。
7GPS2正常——GPS2工作正常。
8GPS2异常——GPS2工作异常。
3、SZ-SW切换器A/B后背板端子接线
后背板为四排接线端子,如下图:
(1)各端子信号序号和名称
端口号
GPS1输入
(RS485标准)
GPS2输入
切换器输出
(RS485标准)
双机通讯
(RS232标准)
PPS+
ZPPS+
SKO1
PPS-
ZPPS-
SKO2
PPM+
ZPPM+
SKI1
PPM-
ZPPM-
SKI2
BJT+
ZBJT+
GND
BJT-
ZBJT-
BCD+
ZBCD+
/BUSENO
BCD-
ZBCD-
BUSENO
BM+
ZBM+
/BUSENI
BM-
ZBM-
BUSENI
BS+
ZBS+
BS-
ZBS-
BK+
ZBK+
BK-
ZBK-
BJ+
ZBJ+
BJ-
ZBJ-
(2)端子接线
A、GPS输入接线为一一对应(注意信号线的极性)。
B、GPS输出接线:
切换器A和切换器B各有一个GPS同步时钟信号输出端子排,其1-16号端子两两短接后送往机柜端子排,如下图:
C、双机通讯端子接线
双机通讯端子上电平为RS232电平,双机连线如下图(对应的输出序号与输入序号相连,如:
A机SKO1连B机SKI1,A机SKO2连B机SKI2,A机SKI1连B机SKO1,A机的SKI2连B机的SKO2,GND连GND,A机的/BUSENO连B机的/BUSENI,A机的BUSENO连B机的BUSENI,A机的/BUSENI接B机的/BUSENO,A机的BUSENI接B机的BUSENI)
(五)、SZ系列GPS双机冗余系统的基本配置:
设备名称
说明
SZ-DU
GPS同步时钟
SZ-SW
双机切换器
SZ-232&
485
串行接口扩展
SZ-FIB8(1/2)
8路光纤发送/接收器
SZ-IRIG-B
IRIG-B码扩展
SZ-TM2
同步脉冲扩展器
SZ系列GPS双机冗余系统结构:
SZ-SW切换器A/B的面板及接线在前面我们已作了详细介绍,下面分别介绍SZ系列GPS双机冗余系统其它组成部分的面板结构及接线方法。
1、SZ-DU(GPS同步时钟)
2、SZ-FIB81/2(8路光纤发送/接收器)
SZ-FIB81/2发送/接收器前面板图
SZ-FIB81/2发送/接收器后背板图
3、SZ-IRIG-B扩展箱
4、SZ-232&
485扩展箱
(六)、系统连接方式
SZ-DUGPS冗余系统由SZ-DU双GPS时钟、SZ-SW双机切换器及SZ-TM2脉冲扩展、SZ-232&
485串口报文扩展、SZ-IRIG-B交直流B码扩展等外围扩展设备组成,系统可提供本地及远程多种设备所需的各种信号,其连接线如下:
信号类别
本地连接方式
远程连接方式
1PPS
将SZ-SW切换器1PPS信号的+-端连接到SZ-TM2的1PPS信号的+-端
将SZ-FIB8光信号接收器1PPS信号的+-端连接到SZ-TM2的1PPS信号的+-端
1PPM
将SZ-SW切换器1PPM信号的+-端连接到SZ-TM2的1PPM信号的+-端
将SZ-FIB8光信号接收器1PPM信号的+