Science &Technology Vision 科技视界作者简介：王景超(1980—)，男，中国能源建设集团广东省电力设计研究院，工程师，从事火电厂热工自动化系统设计。 0引言
随着电力技术的发展，大容量、高参数的发电机组相继建成，对发电厂自动化系统稳定性的要求也就越来越高。现行规范要求，对发电厂、变电站、调度所需配置时钟同步对时系统，要求卫星同步时钟对时系统能够覆盖所有需要对时的设备，达到全厂时间基准的统一。在系统发生故障或事故时，设备记录的动作时序能够做到统一、准确，从而为事故原因的分析提供技术支持。
1GPS 对时方式介绍
目前电力系统中普遍采用GPS 时间同步系统来作为时间基准。该系统应用全球定位系统(GPS)技术，接收GPS 卫星发送的协调世界时(UTC)信号作为外部时间基准，输出时间精度为150ns 的1PPS(即1Pluse Per Second)脉冲，并输出国际标准时间、日期和接收器所处地理位置(经纬度)信息。
1.1常见的时钟同步信号类型有以下几类:
1)脉冲信号：秒脉冲(1PPS)、分脉冲(1PPM)、时脉冲(1PPH);2)串口报文信号：报文内容包含年、月、日、时、分、秒，报文格式多为ASCII 或BCD 码;自动抽拔试验机
3)编码信号：如IRIG-B 时码(DC/AC)等;
4)网络对时信号：多采用NTP(Network Time Protocol)协议。
1.2常见的时钟同步信号输出接口类型有:RS-485、RS-232、TTL、空接点、AC 调制、光口、RJ-45等。
信号输出接口类型与时钟信号类型间的对照关系，如表1所示:
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1.3常见的时钟同步信号传输通道
信号传输通道应保证GPS 时间同步系统发出的时间，在传输到电厂设备时能满足设备对时间信号质量的要求。
1)同轴电缆：用于高质量的传输TTL 电平接口，如脉冲信号、IRIG-B(DC)码TTL 信号等，传输距离<10m;
陶土板挂件2)屏蔽控制电缆：用于RS-232接口时，传输距离<15m；用于RS-485接口时，传输距离宜控制在150m;
3)音频通信电缆：用于传输IRIG-B(AC)信号，传输距离<1000m;4)光纤：用于远距离传输各种时间信号;
5)网线：用于传输网络对时信号，传输距离宜控制在100m 内。
2几种火电厂DCS 系统的对时接口介绍
为便于描述，本文对所涉及到的几种DCS 系统的网络结构，均按照2个单元机组网络加1个公用系统网络来考虑。2.1艾默生Ovation 系统
Ovation 系统具有一套完整、可靠、开放的网络通讯系统。通讯设备采用快速以太网交换机，网络结构克服了服务器/客户机这种主从依赖关系的网络结构，采用的是单层的，点对点的对等结构的冗余的100Mbps 的一体化的快速以太网，系统中不需要任何网关。
Ovation 系统通过使用以NTP 为第一时钟的嵌套时钟，可以将整个系统内的所有SOE 模块的同步保持在1ms 分辨率之内。
Ovation 单个网络内的IP Traffic Switch 提供了标准的RJ-45接口，用于接入外部GPS 信号，通讯协议为标准的网络时钟协议NTP。2.2ABB Symphony 系统
此系统具有一套完整、可靠、开放的通讯系统，通讯系统分为：控制网络C-net、操作管理网络O-net、对外部系统的通讯接口。该网络是多点、多目标、存储转发式环网。
Symphony 所提供的分布式SOE 系统的服务器模件接受外部GPS 时钟同步系统输出的标准IRIG-B 信号(DC TTL 电平信号0~5V)，再通过Symphony 系统的硬件时钟同步链，每秒向系统中的其他部分提供绝对同步时间(同步时间精度为±10μsec)。由于采用专门的SOE 采集模件每毫秒扫描所有通道的测点信号，及采用SOE 同步模件来实现时间同步，所以保证SOE 信号输入的分辨率为1ms。
由于Symphony 系统网络是以中心环挂子环、并列运行的方式设计，通常将两台机组的公用系统网络作为中心环，单元机组网络作为子环。所以此系统接入外部GPS 信号的接口，位于公用系统网络上。其硬件接口为BNC 同轴电缆接口。2.3日立HIACS-5000M 系统
水元石
此系统通讯网络为μΣNETWORK-100，主干网采用FDDI(fiber distributed data interface)标准，是一种高性能的光纤令牌环状网，网络传送速度为100Mbps，通讯介质为光纤，最大电缆长度为100km，采用高实时性的令牌访问方式。冗余配置的高速光纤通讯网络，连接了全部基本控制器及人-机界面系统。
HIACS 系统接受外部GPS 校时的处理方式如下:
1)每分钟由GPS 系统向DCS 发出标准“分钟信号”，此“分钟信号”作为DCS 计时的基准信号，同时对操作员工作站和SOE 模板进行时间标定;
2)“一分钟间隔”内发生的任何事件，由DCS 系统的给出以毫秒为单位的相对时间标定，此毫秒时间的精度优于1微秒;
3)操作员工作站和SOE 模板设计了专用接口，可接收GPS 系统的信号。从而使得操作员工作站的系统时间、SOE 模板时间与GPS 准确同步，无需操作员工作站对SOE 模板进行二次校准。
4)此种标定方法完全克服了二次校准中的网络传输时间延迟，消除了传输时延的不确定性，此种不确定性约为数十毫秒至数百毫秒，保证了SOE 的时间标定精度。
所以此系统单个网络上的每台工作站都通过RS485串口方式与GPS 装置连接；每个SOE 模板都以硬接线方式接收GPS 装置的脉冲
几种常见的火电厂DCS 系统时钟对时方式介绍
Time Synchronism Ways For Several Common Thermal Power Plant DCS System
僧侣鞋王景超
(中国能源建设集团广东省电力设计研究院，广东广州510663)
【【摘要】全厂统一的时钟有利于分析事故、查原因、明晰事故发生过程。本文介绍几种常见的DCS 系统与外部GPS 时间同步系统之间的对时接口方式。
【关键词】GPS ；分散控制系统；对时
【Abstract 】Union management for time synchronism in fossil fuel power plant is useful for analyzing accident ,finding out the reasons,clearing accident procedure.This article introduces interface way for the time between several common DCS system and an external GPS time synchronism system .
【Key words 】GPS;Distributed control system;Time checkup
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界(上接第321页)利用高温高压釜模拟气井井下高温高压下的H 2S/CO：环境，并利用试样旋转装置模拟井下液相流的影响。改变腐蚀环境，分别以H 2S、CO 2、Cl 等成分为变量，在一定的试验温度(100摄氏度)，对比N80钢和K080SS 钢的腐蚀行为，通过腐蚀形态观察、腐蚀产物结构和成分分析，研究腐蚀机理及各种环境因素对油管钢腐蚀行为的影响规律，为气田油套管选材及防护措施提供参考依据。2.2.1介质中H 2S 含量的影响
在H 2S 含量为70mg /m。时(此时PPms=888>200),H 2S 的存在有助于减缓腐蚀。随着H 含量的增大，抗硫钢SM80SS 表面腐蚀产物膜的致密性和附着力逐步提高，因此其腐蚀速率呈降低趋势。2.2.2CO 2分压的影响
介质中CO 含量的增加,N8和SM80S 的腐蚀速率均呈增大趋势；同时，在CO 2量低于5%时,SM80SS 较NS0的腐蚀抗力要高而在较高CO 2量时，两种钢的腐蚀速率较接近。腐蚀速率随着CO 2增加有增加的趋势。2.2.3介质中Cl 离子含量的影响,Cl 离子对油管钢腐蚀行为的影响表现为两个方面，一方面降低试样表面钝化膜形成的可能性或加速试
样表面钝化膜的破坏，从而促进局部腐蚀损伤；另一方面Cl 离子的加入使得CO 2在水溶液中的溶解度降低，因而有缓解碳钢腐蚀的作用。
3结论
根据实验分析可以知道，酸性对钻井管柱的腐蚀较大，也是实际中不能忽视的问题，根据分析结果可以确定，选材时充分考虑到各种
【】
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[责任编辑：汤静]
电平信号。
2.4Invensys Foxboro I/A Series 系统
此系统采用网状以太网络(Mesh Ethernet Network)，操作员站、工程师站、控制处理器(FCP)和各类的集成设备，通过冗余的接口接入网络。Mesh 控制网为I/A 控制系统中的各个站(控制处理机，操作站处理机等)之间，提供了高速(100/1000MBPS)、容错对等、点到点的通讯，具有优异的性能和安全性。
此系统单个网络上的工程师站、历史站通过RJ-45接口，以NTP 协议方式接收外部GPS 信号。2.5西门子SPPA-T3000系统
此系统主要有用户接口层、电力服务器层、网络层、过程接口层等组成。网络层采用高性能快速以太网在各组件间发布系统数据和电厂信息；与现场级的通讯是由Profibus DP 或以太网实现的。它们提供了所有层次和组件之间及内部的可靠数据传输。
此系统在2个单元机组网络加1个公用系统网络的架构下，常设置一对网间连接器(路由器)，通过其RJ-45接口，以NTP 协议方式接收1对冗余的外部GPS 信号。
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3结束语
根据上面的总结，在2个单元机组网络加1个公用系统网络的架构下，上述几种DCS 系统的GPS 对时接口方式、数量，如表2所示。当
应用于不同的网络结构时，需根据具体的配置进行相应变化。
表
2
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[责任编辑：丁艳]
DCS 系统对时接口方式
接口数量Ovation
NTP,RJ-45
1+1+1Symphony IRIG-B(DC)码TTL 信号,BNC 1
HIACS-5000M
分脉冲,RS485或硬接线
2+2+2Foxboro I/A Series NTP,RJ-451对+1对+1对
SPPA-T3000
NTP,RJ-451对(上接第234页)其他通用编程软件编写，使用C/S 构架，该系统中需要包含学校一卡通系统和学校教务管理系统的数据库接口程序，以便与这两个系统进行交换数据。
学生入馆时，通过一卡通读卡器读入一卡通信息，先在学校一卡通系统中做身份验证，通过后再去学校教务系统中做是否当前时间有课的判断，如果当前不在上课时段，则系统到图书馆阅览座位管理系 统数据库中查当前馆舍中空闲阅览座位，如果有，则随机分配一个空闲的阅览座位给学生，并打印座位凭证单；如果没有空闲座位，则屏幕显示告之学生，并提示其他馆舍阅览座位使用情况。
阅览座位管理系统在学生选定座位的时间段以后，会对比教务管理系统的课表，如果发现该学生即将开始上课时，会在学生开始上课前10分钟将其选定的阅览座位重置为空闲，以供以后读者使用。
阅览座位管理系统在每天上午12点进行阅览座位重新分配，将所有阅览座位置为空闲状态，下午入馆的读者须在阅览座位管理系统中重新申请阅览座位。如果读者上午选定了一个阅览座位，下午继续选定座位时，上午选择的阅览座位当前若还为空闲状态，则系统会继续分配此座位给该读者，最大程度的方便读者连续在该阅览座位阅览；下午来馆的新读者选定阅览座位时，优先选定上午未被分配的空闲座位。阅览座位管理系统每天零时进行第二次复位，将所有阅览座位置为空闲状态，读者第二天入馆，必须重新申请分配阅览座位。
对于本校教工进入图书馆申请分配阅览座位的，可以在阅览座位管理系统中划出一个教工阅览室或阅览区，对教工身份的读者，只进
行一卡通身份合法性的判断，不再进入教务管理系统中做是否在空闲时段的判断，以区别学生读者。
2结论
图书馆阅览座位的占座现象是个普遍现象，也是令各图书馆头痛的一个老大难问题。只有充分利用高科技的手段，建立科学合理的管理系统，才能从根本上杜绝占座现象的发生。利用现有的校园一卡通系统验证读者身份，配合学校的教务系统判断读者当前是否为该读者的空闲时间，建立图书馆阅览座位管理数据库，配以管理终端、一卡通读卡器、热敏票据打印机，就可开发出一套非常科学、实用的图书馆阅览座位管理系统。其主要特点是该系统不但对读者身份进行合法性判定，而且对读者是否在空闲时间进行判断，最大限度地合理使用图书馆的阅览座位资源，提高图书馆阅览座位的利用率。
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[责任编辑：王迎迎]
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