GPS時鐘服務器在水利泵站SCADA系統中的應用GPS時鐘在水利泵站SCADA系統中的應用

前言 隨著計算機和網絡通信技術的飛速發展，各行業自動化系統數字化、網絡化的時代已經到來。這一方面為各控制和信息系統之間的數據交換、分析和應用提供了更好的平臺、另一方面對各種實時和歷史數據時間標簽的準確性也提出了更高的要求、使用價格并不昂貴的GPS時鐘來統一各種系統的時鐘，已是目前各大系統設計中采用的標準做法。如大型的機組集散控制系統(SCADA)、輔助系統可編程控制器(PLC)、廠級監控信息系統(SIS)、廠站的管理信息系統(MIS)等的主時鐘通過合適的GPS時鐘信號接口，得到標準的TOD(年月日時分秒)時間，然后按各自的時鐘同步機制，將系統內的從時鐘偏差限定在足夠小的范圍內，從而達到整個系統的時鐘同步。1、概述水利自動化泵站信息采集系統SCADA功能為調度員、集控員提供了各個泵站的實時數據及信息，并可以使他們方便地進行事故重演或歷史數據和信息查詢。在系統設計時，需要考慮更多的是網絡結構、通訊規約轉換、數據存儲方式介質和滿足SCADA功能的幾項性能指標要求，而沒有考慮系統全網時鐘不同步會造成什么影響。由于系統全網時鐘不同步會造成一些較為特殊的故障，如數據和信息丟失、SOE事件信息邏輯混亂、某些工作站死機甚至系統癱瘓，因而為了消除時鐘不同步的影響，我們有必要分析時鐘同步在SCADA系統中的重要作用及各種實現方式。泵站SCADA采集系統是實時性很強的系統，它采集各個泵站的實時數據和信息，經過軟硬件處理后，在各泵站工作站顯示數據和信息或存儲到歷史數據庫中。SCADA采集系統分為總控端系統和各分泵站系統，故全網時鐘同步按兩部分進行：① 總控端系統各工作中和服務器時鐘同步；② 各分泵站系統總控單元和智能單元的時鐘同步；2、總控端系統時鐘同步

總控端系統各工作站與主服務器時鐘同步的目的，是保證數據發生增加、更改、刪除等操作時全網的一致性和完整性。數據的不一致和殘缺會造成主備系統切換或歷史數據進行存儲時，不能正確識別數據的一致性和完整性，從而造成信息和數據的丟失，甚至會導致系統的癱瘓。由于各工作站和服務器的晶振芯片長時間運行后，會出現由于漏電或其他原因造成的時鐘不準問題，因而需采取相應的方式來實現總控端系統的網絡時鐘同步，具體如圖1所示的方式：總控端系統時鐘同步方式一般采用圖1的方式，因為K806型號GPS時鐘裝置不但可以提供一個網絡接口還可以提供多路NTP網絡接口，另外為了要實現與GPS時鐘同步，各服務器、工作站和前置機還無需運行其他進程，只需要將系統NTP服務啟動即可，從而大大節省了系統資源。3、各泵站端系統時鐘同步 各分泵站系統與總控端系統時鐘同步及泵站各個智能設備之

鑒于復合土工膜部分現場觀測成果合成材料在工程應用中具有一定的抗老化能力，故有些國家的某些文件中對其使用年限作了較為寬限的規定，如前蘇聯BCH07-74《土石壩應用聚乙烯防滲結構須知》中規定，聚乙烯土工膜可用于使用年限不超過50年的建筑物。奧地利林茨公司發表的“聚丙烯復合土工膜土工合成材料的長期性狀”一文中的結論寫道：“對聚丙烯的15年以上的現場應用經驗表明，它們的化學和生物穩定性高；織物的最大損壞是在施工中；鋪設以后沒有大變化；……可預期超過100年的穩定性。

間的時鐘同步目的，是保證各間隔智能單元實時采集的數據信息，在總控系統經過處理后，能正確重演數據或信息發生的時間、先后順序和邏輯關系。調度員、集控員根據顯示的數據和信息，實時掌握各個泵站一次系統的運行狀態，從而保證經濟調度、安全調度。

各分泵站系統工作站時鐘同步方式采用專門的網絡時鐘同步，這樣可以提高時鐘同步的精度，而且方便快捷，同時減少了智能單元的資源負擔，各分泵系統中智能單元采用圖2時鐘同步方式，通過我們K806A型產品的串口或脈沖接口給智能單元時鐘同步。4、產品拓撲圖 整個系統時鐘同步分兩部分，一個是總控端和分泵站工作站我們推薦采用K806C型號NTP時鐘服務器來實現，另一個是分泵站的智能單元及采集單元（PLC）我們推薦采用K806A型號串口衛星時鐘來實現，具體如下圖：

5、結語 上所述，為了防止系統全網時鐘不同步造成如數據和信息丟失、SOE事件信息邏輯混亂、某些工作站死機甚至系統癱瘓的故障，我們必須采取相應的措施實現系統全網時鐘同步。