时钟系统技术方案_标准

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1、天津优力时钟制造有限公司 w w w . u c l o c k s . c o m 时钟系统技术方案时钟系统技术方案 天津优力时钟制造有限公司 系统时钟子系统技术方案 天津优力时钟制造有限公司 第 2 页， 共 10 页 目 录 1 系统构成.3 1.1 卫星接收转换器（型号：GPS1000R）.3 1.2 中心母钟（型号：CMC3000R） .3 1.3 监控计算机（软件名称：UNITIME）3 1.4 子钟.4 2 系统功能.4 2.1 卫星接收转换系统（型号：GPS1000R）.4 2.2 中心母钟（型号：CMC3000R） .4 2.2.1 高精度石英基准时钟.4 2.2.2 信号处

2、理切换.5 2.2.3 中心监控及故障报警.5 2.2.4 系统信息显示.5 2.2.5 主备母钟切换.5 2.2.6 中心传输接口.6 2.2.7 内部在线不间断电源.6 2.3 监控计算机.6 2.3.1 硬件要求.6 2.3.2 系统监控软件.7 2.4 子钟.7 2.4.1 指针式子钟.7 2.4.2 数显式子钟的功能.8 3 系统主要技术指标和参数.8 3.1 卫星接收转换系统.8 3.2 中心母钟.8 3.3 子钟.9 3.3.1 指针式子钟.9 3.3.2 数字式子钟.9 4 系统连接示意图.10 ? 2001-2010 系统时钟子系统技术方案 天津优力时钟制造有限公司 第 3

3、页， 共 10 页 1 系统构成 本时钟系统由卫星接收转换系统、中心母钟、监控计算机和子钟组成。 1.1 卫星接收转换器（型号：GPS1000R） 卫星接收转换系统由下列两部分组件构成： A 卫星信号接收天线 B 卫星信号处理转换单元 1.2 中心母钟（型号：CMC3000R） 中心母钟由下列功能模块构成： A 高精度石英基准时钟 B 信号处理切换单元 C 监控单元 D 显示单元 E 系统接口 中心母钟对监控计算机的 RS232 接口 中心母钟对直接控制子钟的 RS485 接口 对其他系统提供标准时间信号的 RS485 接口 F 备用电源：免维护蓄电池组在线或后备电源 1.3 监控计算机（软件

4、名称：UNITIME） 本单元由下列部分组成： A 监控 PC B 激光打印机一台 C 系统监控软件 系统时钟子系统技术方案 天津优力时钟制造有限公司 第 4 页， 共 10 页 1.4 子钟 指针式子钟：圆形或方形子钟，室内壁挂 数字式子钟：红色超高亮 7 段或点阵 LED 数字显示钟 2 系统功能 2.1 卫星接收转换系统（型号：GPS1000R） 卫星接收转换系统为整个时钟系统提供绝对准确的时间基准，其核心是全球卫星定位系统（GPS）信号接收天线和信号接收转换器，自动接收并以 GPS 时间信号作为系统标准时间信号。 GPS 接收转换系统是以目前形成的全球卫星定位系统(GPS)的卫星信号传

5、输网络为基础，接收并分析卫星信号进而获得时间信息。GPS 时间信号的特点是覆盖全球、精度高、无累积误差，是全球统一的时间标准。经 GPS 接收转换系统处理后，时间信号以两种方式向时钟系统及其它应用设备发送信号，两种方式的信号在设备上均采用： （1） 标准秒脉冲信号：精度为 30nS，信号无累积误差； （2） 全时标信号：信号含年、月、日、时、分、秒数字信号。 2.2 中心母钟（型号：CMC3000R） 中心母钟是整个时钟系统的核心，通过 GPS 卫星时间接收器接收标准时间，并传输给系统内各级时钟设备，使整个时钟系统保持同步并监测管理系统的运行状况。如果系统需要，可以采用两台 CMC3000R

6、配置主备母钟，在系统需要时，自动切换。 2.2.1 高精度石英基准时钟 由高精度的石英振荡器通过分频及译码电路产生高精度时间信息，作为中心系统时钟子系统技术方案 天津优力时钟制造有限公司 第 5 页， 共 10 页 母钟的自身时间基准。当 GPS 时间信号不能完整获得时，系统将采用中心母钟自身的时间基准同步系统。中心母钟的自身时间基准精度高于 0.1 秒/天。 2.2.2 信号处理切换 信号处理切换单元接收来自卫星接收转换系统的标准时间信号，用以同步自身时间精度，并将同步信号通过系统接口传送给子钟、监控计算机和其它系统，同时与之相关联设备的工作信息、指令也需经信号处理单元处理后再进行相应的馈送

7、、显示、动作等。 当 GPS 接收转换系统的标准时间信号无法完整获得时，时间信号处理切换单元将自动切换至中心一级母钟的高精度石英基准时钟信号，并以此同步系统。GPS 信号恢复后，自动恢复启用 GPS 信号。切换由设备自动根据需要完成，不会造成任何延迟。 2.2.3 中心监控及故障报警 监控单元监控 GPS 接收单元、信号处理单元和连接在中心母钟的子钟的运行情况并在显示单元上显示。当其中有设备发生故障时，监控单元将发出警告，同时传输至显示面板加以显示，指示系统管理员发生故障的设备编号。 2.2.4 系统信息显示 母钟显示面板显示系统标准日期和时间以及监控单元的监控和报警信息。系统日期和时间以全时

8、标方式显示。 2.2.5 主备母钟切换 在系统中配置双母钟备份，可以在一台母钟出现故障的情况下，自动切换到备用母钟指挥系统工作，切换由系统自动根据需要完成，不会造成任何延迟。 系统时钟子系统技术方案 天津优力时钟制造有限公司 第 6 页， 共 10 页 2.2.6 中心传输接口 中心母钟校对信号、实行监控、控制信号的接收或输出均是靠相应接口电路实现的。中心母钟的接口电路分以下 3 种： 1. 中心母钟对监控计算机的 RS232 接口 用于连接中心母钟与监控计算机终端。 2. 中心母钟对直接控制子钟和传输通道的 RS485 接口 用于连接中心母钟与其直接控制的子钟及设备。 3. 对其他系统提供标

9、准时间信号的 RS485 接口 用于连接中心母钟与其他系统。 2.2.7 内部在线不间断电源 中心母钟系统设置备用电源，该电源是由免维护蓄电池组成的在线或后备电源。此类电源的优点在于不存在电源切换时间差，电池组的电压可以保证系统免受电网电压波动的干扰，后备电源可以使母钟断电后继续走时半年以上。 2.3 监控计算机 监控计算机在系统中的基本功能是利用微机系统对整个时钟系统网络中各设备进行配置，并对其工作状态、故障状态进行查询和显示，同时还可以打印记录各种系统信息。 2.3.1 硬件要求 计算机硬件要求如下： 1 处理器：PIII 以上 2 内存： 128M 以上 3 COM 串行口：2 个以上

10、4 LPT1 或 USB 接口（接打印机） ：1 个以上 5 显示器 系统时钟子系统技术方案 天津优力时钟制造有限公司 第 7 页， 共 10 页 6 鼠标和键盘 7 打印机 2.3.2 系统监控软件 时钟系统监控软件具有用户友好界面、中文菜单和多种功能。通过软件实现基本功能如下： （1） 卫星接收转换系统的工作状态 （2） （主/备）中心母钟的工作状态 （3） 子钟的工作状态 （4） 传输通道的工作状态 （5） 故障报警 （6） 故障时间、地点、类型的记录及输出 （7） 系统帮助信息，如基本故障排除原则等 （8） 可对全系统每一个指针式子钟进行控制（包括加快、减慢、复位、校对、追时等功能）

11、（9） 可对系统配置进行调整， 如配置世界时区钟子系统、 更改子钟数量、类型、位置及对其他系统的接口信号传输格式。 2.4 子钟 子钟接收发自母钟的标准时间同步信号并显示时间。本系统的子钟包括指针式子钟和数显式子钟两种类型。 2.4.1 指针式子钟 指针式子钟通过子钟内部控制系统进行工作，通过与上级母钟的实时校准，自动消除误差。当与上级母钟连接中断或上级母钟发生故障时，子钟可以脱离上级母钟自动运行。上级母钟同步信号恢复后，子钟自动与之校准并快拨指针对时。 指针式子钟的指示方式为：时、分二针指示或时分秒三针指示。 指针式子钟具有长时间停电记忆功能，当系统供电中断后恢复供电时，子钟系统时钟子系统技

12、术方案 天津优力时钟制造有限公司 第 8 页， 共 10 页 会自动快拨指针，自动与母钟的同步时间信号校准。 指针式子钟采用进口机芯，具有输出力矩大、控制简便、环境适应性好等优点。同时，所有指针式子钟都具有良好的防水和防尘性能。 2.4.2 数显式子钟的功能 数显式子钟运行是靠自身系统进行，通过实时接收上级母钟的标准同步信号，刷新自身时间指示与上级母钟保持一致。当与上级母钟连接中断或上级母钟发生故障时，子钟可以脱离上级母钟单独运行。上级母钟同步信号恢复后，子钟自动与之校准并刷新自身时间。 数显式子钟单面或双面显示，显示时间（HH:MM 或 HH:MM:SS）及日历。 3 系统主要技术指标和参数

13、 3.1 卫星接收转换系统 ? 计时精度： 3010 Ns（无累计误差） ? 供电电源： AC22020% 50Hz ? 信号传输距离： 1200 米 ? 天线馈线长度： 5 30 米 ? 接口方式： 标准 RS485 接口 ? 工作温度： 0+50（室内部分） ；-35+85（室外部分） ? 工作湿度： 0%100%，无凝结 ? 功耗： 5W 3.2 中心母钟 ? 自身计时精度： 0.1 秒/天 ? 面板显示： LCD 液晶 ? 接口方式： 标准 RS485 接口 ? 子钟输出： 8 路 系统时钟子系统技术方案 天津优力时钟制造有限公司 第 9 页， 共 10 页 ? 供电电源： AC220

14、20% 50Hz ? 停电记忆： 半年以上 ? 工作温度： 0+50 ? 工作湿度： 0%100% ? 功耗： 100W 3.3 子钟 3.3.1 指针式子钟 ? 计时精度： 0.3 秒/天 ? 供电电源： AC220V20% 50Hz ? 工作温度： 0+50 ? 工作湿度： 0 100% ? 功耗： 3W 3.3.2 数字式子钟 ? 计时精度： 0.3 秒/天 ? 供电电源： AC220V20% 50Hz ? 工作温度： 0+50 ? 工作湿度： 0 100% ? 功耗： 5 50 W（根据型号而定） 系统时钟子系统技术方案 天津优力时钟制造有限公司 第 10 页， 共 10 页 4 系统连接示意图 RS485 卫星接收转换器 监控计算机 GPS天线其他 系统 子钟 A1 子钟 A2 子钟 An 。子钟 B1 子钟 B2 。子钟 Bn 子钟 N1 子钟 N2 子钟 Nn 。系统控制中心系统控制中心中 心 母 钟 子钟 A3 子钟 B3 子钟 N3 RS232 RS485 RS485 RS485 8 路 子 钟 输 出