IEEE1588精密时钟同步分析

数据传输及处理的综合要求使局域网在测试与测量领域尽显技术优势,新一代测试总线LXI应运而生。在现有以太网基础上开展测试与测量,首先需要解决的是实现不同终端设备之间的精密时钟同步,LXI采用IEEE1588。本文主要包含3个部分：IEEE1588同步元件的软硬件组成、精密时钟同步的实现及其精确度测试。     

LXI模块化测试平台技术及其应用

LXI(LAN eXtensions for Instrumentation)是继机架堆叠式GPIB仪器、VXI/PXI虚拟仪器之后的新一代基于以太网络LAN的自动测试系统模块化构架平台标准.本文简述了虚拟仪器技术和自动化测试系统的发展历程,通过论述传统自动化测试系统的存在问题与发展要求,以太网络技术与仪器测量要求的差异,以及目前以太网络及IEEE1558的技术突破,阐述了LXI技术的起因、主要特点,给出了基于LXI模块搭建的合成仪器测试系统的工作原理,最后阐述了LXI模块化测试平台在虚拟仪器和自动测试领域的应用展望.     

LXI标准概述

LXI是基于以太网技术的新一代模块化自动测试仪器平台,它集中了GPIB的易用性、VXI的高性能和小尺寸以及以太网的灵活性和高吞吐能力,在分布式测量及合成仪器应用方面具有巨大的潜力.本文在简要介绍了LXI的基础上,研究了LXI标准的物理规定、同步与触发、设备间通信、驱动程序、LAN和Web接口等几个主要部分.     

基于LXI总线的运载火箭网络化测试

LXI总线以其开放性、先进性成为未来自动测试系统的趋势。本文从满足新型运载火箭测试发射需求出发,简要介绍LXI仪器基本类型,分析了LXI总线在航天测试中的优势;探讨了网络化测试在航天领域的应用,提出了测试系统结构及工作流程。通过比较LXI仪器的3种触发机制,根据航天测试的特点,制定同步测试和网络安全稳定策略。该模式缩短了测试周期,可实现远距离测试发射和故障诊断一体化。     

开放和灵活的新一代仪器接口标准LXI

新一代仪器接口LXI规范1.0版本已经发布,本文对LXI模块仪器的结构特性,包括机箱、供电、冷却、连接、驱动器、触发、定时同步和系统集成等特性作简明介绍.     

IEEE 1588时钟同步系统应用分析与现场测试

介绍了数字化变电站IEEE1588同步对时系统的结构及特点,重点分析了不同模式情况下的实现机制与差别,提出了合并单元同步性能、主备时钟切换性能等项目的测试方法,通过实际工程测试得出了2个合并单元输出的采样值角差的变化以及主备时钟切换各环节延时等数据。最后结合测试中遇到的问题,提出了过程层网络主备时钟切换试验的重要性,并给出了对于合并单元的一些建议。     

电力系统 IEEE 1588一致性测试研究

为确保支持 IEEE 1588精密时间协议(precision time protocol,PTP)的各厂家智能设备能互连互通及稳定时间同步,对此类设备进行 IEEE 1588一致性测试是十分必要的.为此在简要介绍 IEEE C37.238—2011(电力 PTP Profile)基础上,提出了电力系统 IEEE 1588一致性测试的测试方法,分析了 IEEE 1588一致性测试应具备的测试结构,描述了基于测试案例的一致性测试流程,详细说明了 IEEE 1588一致性测试的测试内容,总结了 IEEE 1588一致性测试的实施关键点     

适用于数字化变电站的IEEE1588测试仪的研制

针对数字化变电站中智能设备的IEEE1588协议测试需求,提出了一种适用于数字化变电站的IEEE1588测试仪的研制方案。该方案分析了IEEE1588测试仪的系统功能要求、介绍了其硬件及软件设计,并研究了测试案例控制模式和测试自动化实现。利用该测试仪构成的闭环测试系统,可以实现数字化变电站中智能设备的IEEE1588协议一致性测试。实际应用效果表明该测试仪能正确完成智能设备的IEEE1588协议实时闭环测试,可显著提高智能设备IEEE1588协议测试效率,确保智能设备IEEE1588协议实现的正确性和可靠性。     

适用于数字化变电站的IEEE1588测试仪的研制

针对数字化变电站中智能设备的IEEE1588协议测试需求,提出了一种适用于数字化变电站的IEEE1588测试仪的研制方案。该方案分析了IEEE1588测试仪的系统功能要求、介绍了其硬件及软件设计,并研究了测试案例控制模式和测试自动化实现。利用该测试仪构成的闭环测试系统,可以实现数字化变电站中智能设备的IEEE1588协议一致性测试。实际应用效果表明该测试仪能正确完成智能设备的IEEE1588协议实时闭环测试,可显著提高智能设备IEEE1588协议测试效率,确保智能设备IEEE1588协议实现的正确性和可靠性。     

LXI总线测试仪器及系统的时间同步研究

LXI总线测试仪器及系统的新应用对时间同步精度提出了亚微秒甚至纳秒级的要求.本文分别从IEEE 1588同步机制、时间戳的提取方式、测试系统的拓扑结构等方面进行研究,分析影响LXI总线测试仪器及系统时间同步精度的主要因素,提出了改进方法并通过试验验证,结果表明:同步以太网辅助IEEE 1588时间同步机制、硬件提取时间戳、星型拓扑结构都可以有效地提高LXI总线测试仪器及系统的时间同步精度.     

IEEE1588 V2在全数字化保护系统中的应用

通过分析IEEE1588 V2的特点,提出了支持IEEE1588 V2同步标准的全数字化保护系统组网测试方案。该方案针对网格型接线变电站的数字化保护系统设计,选用保护智能电子设备,建立网格角母线保护柜、馈线差动和距离保护柜、变压器高压/低压侧保护柜;提出以太网交换机的过程层应用方案,利用保护测试仪的时间码转换接口与上述以太网交换机配合完成时间同步。冗余时间源机制提高了过程层采样值时间同步的可靠性和准确性。     

卫星系统测试中的LXI应用

卫星的应用非常广泛,例如科学研究、天气预报、航海、军事及航空航天。当今地球环绕卫星中最多应用于通信,使得地球上任意地方的人们得以沟通交流。事实上,太空里多一半的卫星都是通信卫星。除此以外,无论人们是否意识到这一点,卫星通信已经与我们日常生活的方方面面都有所关联。也许卫星通信使用最多的形式是传送全世界人们所钟爱的电视节目,此外,机场的控制管理中心也依赖于卫星通信确     

IEEE1588协议在分布式系统保护信息传输中应用

将IEEE61850标准应用在分布式发电系统后,由于空间距离和节点的变化,使保护信息传输的同步精度与实时性变成一个难题.提出采用IEEE1588标准的时间同步协议(PTP)实现方法,通过采用现场可编程门阵列(FPGA)芯片单独设立时标生成器,其时间精度大幅提高.采用IEEE1588协议设计的硬件由接收/发送、CPU接口、存储控制、状态控制、事件触发、时钟校准、最佳主时钟(BMC)等模块组成;软件由PTP协议、UDP/IP通信、实时调度、时间戳接口、硬件驱动接口等模块组成,采用JAVA和C语言混合编程.通过实验得到平均时钟偏差为2.1μs,验证了所提方案的可行性.     

IEEE1588时钟同步技术在数字化变电站中的应用

介绍了国内现阶段数字化变电站时钟同步技术的应用,比较了现阶段变电站时钟同步技术的技术特点.针对基于IEC61850标准的新型数字化变电站高精度时钟同步指标要求,引入能达到亚微秒级对时精度的IEEE1588时钟同步对时技术,阐述了IEEE1588时钟同步技术原理.重点讨论基于IEEE1588时钟同步技术的两种变电站配置方案--基于边界时钟的对时网络和基于透明时钟的对时网络,论述了基于透明时钟的对时网络的优越性.提出了对时装置的设计方案,并分析了影响IEEE1588对时性能的重要因素和补偿手段.     

IEEE1588对时同频算法

为了提高IEEE1588对时精度,满足1μs以内对时精度的要求,需要在对从钟偏移量调整的基础上进行从钟频率调整以实现与主钟同频同相。现有的时钟同频算法仅根据相邻2次SYNC报文的收、发时间戳计算时钟频率差实现主、从钟同频。在IEEE1588V2透明时钟对时模式下,由于没有考虑到SYNC报文Correction域的影响,该算法无法收敛。提出了对该算法的改进,加入SYNC报文Correction域和时钟偏移量的修正,该算法可以快速收敛,快速实现从钟与主钟同频。通过实际测试系统,验证了改进后算法的可行性和准确性。     

IEEE1588协议在智能变电站应用的模型分析及测试研究

为了解决普通对时模式在分布式以太网络中对时精度低或专网施工复杂等问题,在智能变电站以太网络中引入IEEE1588时钟同步协议。分析和研究了IEEE1588普通时钟、边界时钟和透明时钟模型的校准特性和时钟属性,并搭建智能变电站仿真网络结构模型,进行模型验证和校准特性仿真测试验证,仿真测试结果表明IEEE1588协议应用在智能变电站以太网络中提高了时钟同步精度,简化了智能变电站网络结构,具有推广应用的现实价值。     

IEEE1588时钟同步协议在数字化变电站中的应用探讨

针对IEC61850对变电站内不同应用层面的同步精度要求,比较了硬接线同步方式、简单网络时间协议(SNTP)和IEEE1588精确时间协议(PTP)的优缺点.介绍了IEEE1588时间协议的时钟类型以及它们之间的关系,详细分析了IEEE1588时间同步的基本原理.应用目前硬件支持条件,论证了在数字化变电站中应用IEEE...     

IEEE1588协议在合并单元中的应用与实现

数字化变电站尤其是过程层设备对同步精度要求越来越高,文中提出应用对时精度达到亚微秒级的IEEE1588协议,实现合并单元的同步功能向12路电子式电压电流互感器发送同步采样命令,为实现IEC61850T5等级的对时精度提供了很好的技术支持。简要阐述了IEEE1588时钟同步系统的工作原理和时间戳标记的具体设计方法,给出了运用ARM系列STM32F107在过程层合并单元实现IEEE1588协议的过程,并对该方案进行了性能测试,验证了运用STM32F107能够实现IEEE1588网络协议的高精度对时,满足变电站过程层对时钟同步精度的需求。     

IEEE1588精确时间同步技术

IEEE1588定义的是网络化测量与控制系统精密时钟同步协议。本文详细介绍了1588协议,实现了基于DP83640的硬件方法同步,精度达到了±50ns,解决了大型装备远程控制、分布式测量的时钟同步问题。