方家山核电机组DCS时钟跳变的影响分析与研究

时钟系统的故障或异常极易触发机组运行事件,严重影响运行人员对机组的监盘和控制。以方家山核电厂DCS一层（I/A系统）时钟跳变引起二层（KIC系统）的历史功能异常事件为主线,介绍了方家山核电机组的DCS系统架构、授时方式、一二层数据传输及其时钟同步的规则。并在最小化模拟平台进行实验,详细阐述了DCS一层时钟突跳对二层的影响及原因。最后,对事件产生的原因进行深入的剖析和研究,找出设备系统设计的缺陷及不合理之处,并提出相应的优化和改进方案,以解决目前核电厂DCS时钟系统授时所存在的薄弱问题,提升DCS时钟系统授时的可靠性。     

核电站DCS系统数字通信网络的时钟同步研究

随着核电二代加或三代机组中全数字化（DCS）控制系统的应用,以网络交互技术为基础的数据通讯成为DCS系统核心组成。DCS系统时钟网络为数据处理及显示系统、电厂控制系统和汽轮机控制系统等核电站众多仪表设备提供授时服务,因此数字通信网络的时钟同步对电厂安全稳定运行尤为重要。结合某核电站DCS一层时钟跨年跳变导致电站计算机信息和控制系统（KIC）历史曲线记录不更新的事件处理,研究了数字通信网络的同步模式和数字通信中网络时钟滑动。通过研究,探索改进时钟授时系统提高可靠性的方法,对现役核电厂授时系统的改造和新建核电厂授时系统的设计有良好的指导作用。     

基于可变时隙与动态同步的端口跳变技术研究

通过分析一般端口跳变模型的关键技术,在固定跳变时隙的基础上,提出跳端口可变时隙算法.该算法实现了一种依据人工预设、实时通信质量检测以及网络入侵等条件下,进行反馈防御的机制.分析一般时钟同步算法,提出动态时钟漂移同步算法,解决了可变时钟漂移在端口跳变模型中对时间同步影响的问题,比传统固定时钟漂移算法具有更广泛的适用性,通过实验表明了其在网络防御中的有效性.     

网络时钟同步系统的设计

介绍了物理时钟的数学模型及其震荡规律,提出相应的时钟同步模型,并对领导时钟的选择算法、同步过程、时间数据报选择以及时钟校正机制进行了详细的分析和设计.最后,通过试验数据证明,本文所设计的网络时钟同步系统具有可行性.     

EtherCAT分布时钟机制在数控系统中的研究与应用

为了提升数控系统的同步性能,提出了将EtherCAT分布时钟机制引入到数控系统的解决方案。首先重点研究了EtherCAT分布时钟的系统时间和从站本地应用的同步机制;接着详细阐述了分布时钟机制在数控系统中的实现过程;最后搭建了EtherCAT分布时钟同步性能测试平台,经测试主站时钟、参考时钟和从时钟均达到了纳秒级的同步。     

基于航电总线的分布式实时监控系统同步算法

随着航空技术、计算机软硬件技术的高速发展,航电综合系统的高精度时钟同步越来越重要,针对多总线分布式实时监控系统要求各设备高度时间同步的问题,本文在分析国内外已有时钟同步算法的基础之上综合考虑了传输时延、时钟偏移误差及网络排队时延,并将实时监控流量带来的网络抖动现象作为重要因素引入到同步算法中,设计了基于TSC的高精度软时钟服务机制,提出一种基于航电总线的分布式实时监控系统时钟同步算法CSA-RTMS,并详细分析了误差范围等性能.实验结果表明,与传统的NTP同步协议相比,该同步方法精度更高,同步效率快,而且受网络抖动影响小.     

IEEE1588精密时钟同步关键技术研究

随着网络控制技术的发展,分布式控制系统对时钟同步精度提出了更高要求;以IEEE1588精密时钟同步标准为背景,阐述了高精度时钟同步机制和时钟校正原理,分析了IEEE1588协议的核心算法--最佳主时钟(BMC)算法和本地时钟同步(LCS)算法,同时从技术开发的角度对系统中同步精度的影响因素如时间戳的生成方式,网络的对称性等作了分析,并提出了一些减少干扰,提高系统时钟同步精度的改进方法.     

EtherCAT时钟同步技术研究

EtherCAT是一种实时工业以太网协议;基于EtherCAT实时性强的特点,重点研究了EtherCAT分布时钟机制,并提出了在嵌入式设备上基于实时操作系统μC/OS II完成主站设计的方案;通过分析传输延时补偿、初始偏移补偿、动态漂移补偿等时钟同步过程,完成了对主站系统时钟同步技术的设计;基于环形冗余结构搭建了一主三从的EtherCAT测试系统,并通过计算机、示波器等设备采集得到从站间产生SYNC0信号的时间差值数据;最后,根据SYNC0周期为1ms的数据,分析得到系统时钟误差维持在55ns以内的同步性能,为时钟同步技术的理论研究提供了数据支持。     

基于分布式仿真系统的时钟同步技术研究

为了推进时钟同步在分布式仿真系统中的实际应用,识别了时钟同步系统的具体要求,在对比多种时钟同步方案后,选择NTP方案并进行优化;在介绍NTP时钟同步的基本原理基础上,进行了时钟同步精度影响因子分析,创造性的提出了构建高精度逻辑时钟、不等式法优化网络回路往返时延的不对称性、时钟晶振频率在线补偿3种优化方法,并建立了时钟同步系统;实验结果表明,设计的时钟同步系统的同步精度优于1 ms,且平均校准周期达到5 h左右;该时钟同步系统能封装为DLL,可灵活集成到具体项目中.     

基于分段过滤时间同步算法研究

随着通信及计算机网络的发展,越来越多的网络设备和网络应用对同步时间提出了越来越高的要求。但迄今为止端系统间的时间同步并没有得到很好的解决。首先系统描述了端系统时钟动态性的数学模型,然后提出了一种基于分段过滤的时间同步算法（SFTS算法）。该算法包含服务器主动式时钟同步算法,基于分段估算的频率差补偿算法,排队与频率跳变过滤算法三个部分。最后在实验网上对该算法进行了验证,并与NTP协议进行了对比。实验结果表明该算法确实能够实现大规模计算机间的高精度时间同步。     

化工装置多控制系统间时钟同步设计与应用

针对化工装置有DCS,SIS,CCS等多套控制系统的情况,采用GPS时间服务器,设计了一个通过SNTP协议完成多控制系统时钟同步的技术方案;介绍了GPS时间服务器的设置,DCS时间组的设置,CCS系统时钟同步软件的设置以及SIS系统时钟同步的两种设置方案;实现了不同装置多控制系统之间的全局时钟同步;保障了工艺参数趋势记录,SOE记录,工艺人员操作记录时间基准的一致性和准确性;有利于生产事故原因的查找与分析。     

半实物网络测试系统从时钟频率漂移影响分析

针对精确时钟协议(PTP)用于半实物网络仿真测试时难以实现精确系统同步的问题,研究从时钟频率漂移对PTP仿真系统同步性能的影响。建立了半实物网络环境下PTP系统模型和时钟模型,解析性推导出单向传输链路中Slave_n对主时钟的时延误差估计,得出从时钟模型时延误差表达式具有一致的加权结构,且各误差项都将累积并渗透到传输线路中,影响整个网络的同步精度。基于此,设计多种半实物网络仿真场景进行验证、分析和测试。仿真结果表明:单个从时钟频率漂移对系统同步精度影响甚微,但系统内从时钟均存在漂移或主时钟存在时间抖动的情况下,造成的同步误差是单个从时钟频率漂移时的10倍,会对系统同步精度产生严重的影响,研究成果能为半实物网络测试环境时钟部署策略提供重要参考。     

同步数字系统时钟分布及偏斜补偿技术研究

本文从时钟系统的两个主要参数——时钟偏斜和抖动对系统性能的影响入手,对现有的高性能VLSI同步数字系统中的时钟分布网络和偏斜补偿技术进行了研究和分类,并从体系结构、偏斜补偿的精度、抖动、功耗以及实现的难易度等方面对各种补偿技术进行了比较和分析。     

一种基于PTP协议的局域网高精度时钟同步方法

PTP协议是IEEE-1588中定义的一种精密时钟同步协议,广泛应用于分布式系统中。但当采用纯软件实现时,同步精度受到网卡的缓存效应、网络的平稳性和操作系统的进程调度等多种因素的影响,难以达到亚毫秒的精度。本文通过分析各种影响因素的特点,结合PTP协议时钟同步机制,提出了一种高精度时钟同步方法,通过采用握手机制以及对测量数据进行处理,有效减弱了各种因素的影响,并结合基于CPU定时器构造的高精度时钟,实现了亚毫秒精度的时钟同步。     

一种用于传感器网络的全局时钟模型

由于传感器节点的硬件条件限制,时钟模型的选择极大程度上影响着同步协议的最终性能.根据硬件系统特点,提出一种性能优越且易于实现的全局时钟模型.该模型依据同步协议所提供的全局时钟偏差估计值自行对全局时钟进行校准及频偏补偿,同时还提供了基于全局时钟及本地时钟的软件定时器.实际系统测试结果表明,基于本全局时钟模型的TDFS同步协议取得了更加出色的同步性能,其中补偿后的频偏仅为±0.05ppm且时钟误差的标准差低于0.53微秒.     

基于分布式系统实现时钟同步的统计平均算法

讨论了分布式系统中时钟同步的系统模型,远端时钟读取方法以及双向通信传输过程,给出了3种不同的时钟同步方案,同时,对基于多次同步消息的冗余传输,提出了新的基于统计平均的时钟同步算法。通过多步时间传输协议,在较短同步周期内对时钟进行同步。     

基于CAN总线的单主时钟同步方法研究

高精度和高可靠的时钟同步方法是CAN总线能够安全运行的关键,在分析主从、协商同步特点的基础上,提出了一种基于CAN总线的单主时钟协商同步方法,该方法仅需要一个时钟同步主节点即可实现总线的可靠运转,当从节点失效时利用CAN总线的时钟特性及时对即时偏差进行估计,使总线各节点依然能够正常工作,并引入时钟方差的概念更新主时钟同步优先级列表选择新的主节点。最后利用CANoe软件对该方法进行仿真,并利用51单片机、SJA1000T以及TJA1050构建硬件实验平台,结果表明该时钟同步机制能够防止单节点失效,可靠性高,具有更高的同步精度。     

基于IEEE1588协议的精确时钟同步算法改进

在工业控制领域,时钟同步精度是影响工业以太网实时性的一个重要因素。为了满足工业以太网对时钟同步的高精度要求,本文对IEEE1588精确时间同步协议进行了研究,阐述了该算法实现高精度同步的原理,并针对以太网通讯路径不对称的情况,提出了一种同步改进算法,通过对同步延迟计算进行加权修正,提高了时钟同步精度。最后,在自行设计的测试系统中进行了测试,测试结果表明,改进算法有效提高了路径不对称条件下的时钟同步精度。     

分布式系统时钟同步设计与实现

时钟同步是分布式系统的核心技术之一，考虑到分布式系统的可扩展性及同步精度要求，提出了基于GPS与NTP的混合同步方案解决系统时间同步问题，并对其原理与实现进行了阐述。     

时钟同步算法的分析和比较

在许多分布式实时系统中.,要求整个分布式系统上的各个处理器时钟彼此同步,因而就要采取各种手段进行同步的处理。时钟同步算法保证了空间上分散的处理器时钟彼此同步。该文研究了当今基于软件实现的忍受故障的几种时钟同步算法:确定性、概率型和统计型同步算法并进行特性分析。本文提出了结构化分析的方法,有助于帮助分布式系统的设计者选择最合适的算法结构、系统硬件构成、故障模型、时钟同步质量等。