SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 目 录
1,装置概述............................................................1 2,技术参数............................................................2
...............................................................................................................................................2 2.2 主要技术指
标............................................................................................................................................................................2 2.3 机械结
构....................................................................................................................................................................................3
3,通讯规约............................................................5 3.1 规约
1..........................................................................................................................................................................................5 3.2 规约
2(BJT)..........................................................................................................................................................................5 3.3 规约
3(IRIG—B)......................................................................................................................................................................6
4,装置说明............................................................7 4.1 SZ-2UA GPS标准时间同步
钟................................................................................................................................................7
4.2 SZ-4U GPS标准时间同步
钟..................................................................................................................................................8
4.3 SZ-5000 GPS双机冗余系
统................................................................................................................................................10 4.4 SZ-IRIG-B扩展
器..................................................................................................................................................................17 4.5 SZ-TM12/14/22/24同步脉冲扩展
器................................................................................................................................18
4.6 SZ-232&485扩展
器................................................................................................................................................................20
4.7 SZ-FIB81/82,SZ-FIB91/92光纤收发
器........................................................................................................................21 4.8 SZ—LED远距离显示
器.........................................................................................................................................................23
5,使用说明...........................................................25 5.1 开机步
骤..................................................................................................................................................................................25 5.2 液晶显
示..................................................................................................................................................................................25 5.3 装置调试注意事
项.................................................................................................................................................................25 SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 1
1,装置概述
随着电力系统自动化技术的发展,系统对时间统一的要求越来越迫切,对时间的同步精度要求越来越 高.由南自电网控制技术有限责任公司研制的SZ系列GPS标准时间同步钟就是专门为电力系统的自动化 提供高精度时间基准的时间同步设备.该设备以美国导航星全球定位系统(GPS)为时间基准,时间同步精 度1μs.它选用美国专业生产厂家生产的GPS接收机部件进行二次开发研制而成.装置可以同时跟踪视场 内的12颗GPS卫星,自动选择最佳卫星进行定位,定时,装置支持IRIG-B码对时输入接口,作为GPS卫 星定时信号的后备.输出与协调世界时UTC时间同步精度为1μs的秒(1PPS),分(1PPM),时(1PPH)定时 脉冲和北京时间的钟面,还可实现工频量的测量,外部事件(SOE)产生的时刻记录,并按照一定格式经串 行口分别输出日期,时间,周波钟,周波数,钟差,事件产生时刻和安全运行天数等信息,装置同时支持 网络NTP,SNTP对时接口,供电力系统需要标准时间尺度的各种自动化装置使用.
本设备采用单片机控制,软硬件结合的技术设计,充分利用GPS接收组件的潜力.因此系统具有可靠 性高,功能多,精度高,性价比好和操作方便等特点,完全可以满足电力系统时间同步要求.它的使用推 广,将大大促进电力系统的事故分析,故障测距和继电保护等自动化技术的发展.
SZ系列GPS标准时间同步钟装置由标准同步钟本体和时标信号扩展装置组成,时标信号扩展装置包括 对时脉冲扩展装置,时间报文扩展装置,IRIG-B码扩展装置,对时信号通道中继装置,双机系统切换装置 等系列装置.装置设计采用模块化方式,除了提供本说明书中的典型配置方式外,可根据现场的实际需要 方便扩展组合,具有广泛的适用性. SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 2
2,技术参数 2.1 环境参数
环境温度范围: a) 工作温度:-10 ～ +55℃; b) 贮存,运输极限环境温度:-25 ～ +75℃ ; 相对湿度: 5% ～ 95%(最大绝对湿度28g/m3); 大气压力: 86 KPa ～ 106 KPa. 2.2 主要技术指标
1) 接收频率:1575.42MHz,可同时跟踪8～12颗GPS卫星.
2) 天线射频灵敏度:-166dbw,天线馈线长度30～200米馈线(馈线长度超过30米订货时应注明). 3) 捕获时间:20秒～2分钟. 4) 1PPS输出:
TTL电平/RS485电平准时沿: 上升沿,上升时间≤50ns 上升沿的时间准确度≤1μs 脉冲宽度:约50ms
空接点准时沿: 上升沿,上升时间≤120ns 上升沿的时间准确度≤2μs 脉冲宽度:约50ms 5) 1PPM输出
TTL电平/RS485电平准时沿: 上升沿,上升时间≤90ns 上升沿的时间准确度≤2μs 脉冲宽度:约100ms
空接点准时沿: 上升沿,上升时间≤150ns 上升沿的时间准确度≤2μs 脉冲宽度:约100ms 6) 1PPH输出
空接点准时沿: 上升沿,上升时间≤2μs 上升沿的时间准确度≤2μs 脉冲宽度:约1000ms 7) 接口电路:
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 3
8) IRIG-B(DC)非调制信号: TTL电平 0～5V;
RS232电平 电气特性符合GB/T6107-2000; RS485电平 电气特性符合EIA/485; 9) IRIG-B(AC)调制信号: 载波频率:1kHz;
信号幅值(峰-峰值):高:≥10V,低:符合3:1调制比要求; 输出阻抗:600欧姆,隔离输出.
10) 静态空接点(光隔离)输出:允许外接电压≥250V DC(订货时应注明). 11) 有源脉冲输出:5V,24V或220V有源脉冲(订货时应注明). 12) GPS主时钟内部守时准确度优于 8107-×.
13) 显示:十四位LCD显示,显示内容包括日期,时间,卫星数.
14) 串行口:输出编码(年月日时分秒),工频钟时间(时分秒),钟差,周波数和突发事件产生的时刻, 每秒发一次.输出有RS232电平和RS485电平.
15) 告警接点输出:电源中断,外部时间基准信号消失,输出信号出错告警. 16) 电源:每台设备均为双电源供电
输入电压范围:交流220V或直流110V～220V±10% 最大输出功率:15W 输入频率范围:47～63Hz 2.3 机械结构
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 4
机箱尺寸为标准的19英寸N*U工业机箱.
1U机箱定位孔间距为34mm; 2U机箱定位孔间距为76mm; 4U机箱定位孔间距为101.6mm. 2U机箱尺寸及开孔图(单位:mm) SZ-2UA 标准时间同步钟 1PPS
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 5
3,通讯规约
SZ系列GPS既可以采用报文方式软件对时,又可以采用脉冲方式硬对时,其中报文方式的通讯规约如 下. 3.1 规约1
接口标准:RS232或RS422/RS485
通讯速率:2400bps,4800 bps,9600 bps可选 数据位:8位(ASCⅡ码) 起始位:1位 停止位:1位 校验位:无 输出报文格式:
报文中必须的时间信息应采用下表格式: 串口时间报文格式
S T h h m m s s D D M M Y Y Y Y V V P P C A 同 步 标志 帧头 时 十位 时 个位 分 十位 分个位 秒十位 秒个位 日十位 日个位 月十位 月个位 年千位 年百位 年十位 年个位 卫星求解 卫星求解 卫星数量十位 卫星数量个位 校验字节 标准时结束
报文说明:
与秒脉冲(PPS)的前沿对齐,装置收到卫星信号则发送字符S,装置失步就停发字符S,S的ASCII 码为53H;为发送时间信息的信息头,T的ASCII码为54H;然后依次是小时的十位,个位,分钟的十 位,个位……直到年的个位信息,分别为0-9的ASCII码(30H-39H);VV为卫星求解,有效发30H30H, 卫星求解无效发3FH3FH;PP为接收到的卫星数量,为0-9的ASCII码(30H-39H);校验字节是小时的十 位,个位,分钟的十位,个位……直到卫星数量个位信息逐字节异或后再非运算的结果(即:异或非校验); 为发送时间信息的信息结尾,A的ASCII码为41H.
报文发送时间:每秒输出,每分输出或根据请求输出1次(帧),或用户指定的方式输出. 3.2 规约2(BJT)
接口标准:RS232或RS422/RS485 通讯速率:4800bps 数据位:8位(ASCⅡ码) 起始位:1位 停止位:1位 校验位:无 输出报文格式:
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语句1:BJT,YYMMDD,hhmmss,±XXXX.XX,HHFFPP, ff.f1f1f1
语句2:SOE,YYMMDD,hhmmss,UUUUUU 语句3:ERR, YYMMDD,hhmmss
其中:BJT表示北京时间,SOE表示外部事件,ERR表示信号丢失或接收卫星少于3颗.YY为年,MM 为月,DD为日,hh为时,mm为分,ss为秒,UUUUUU为微秒,±表示钟差的符号,XXXX.XX为钟差值(标 准钟—工频钟),单位为秒,HHFFPP分别为工频钟的时,分,秒.ff为周波数的两位整数部分,f1f1f1为 周波数的三位小数部分.(如年份需要四位表示,即YYYY,请说明) * 正常情况,只发语句1; * 有外部事件时,发语句2;
* 当出现信号丢失或接收的卫星少于3颗时,发告警语句3.语句3中的 YYMMDD,hhmmss,表示失星 时的年,月,日,时,分,秒.
串口输出年,月,日,时,分,秒,工频时间,钟差,周波数和外部事件产生的时刻(准确到微秒), 每秒发送一次,起始位与标准秒的同步误差小于0.2ms. 3.3 规约3(IRIG—B)
数据格式:秒,分,时,一年中的第n天,每秒发送一次,内含100个脉冲.分直流码和交流码两种. SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 7
4,装置说明
4.1 SZ-2UA GPS标准时间同步钟 4.1.1. 结构说明
标准2U工业机箱,组屏方便,其尺寸为482.6(宽)mm×88.90mm(高)×290mm(深). 4.1.2.功能配置
显示: 6位LCD和8位LCD两个显示窗口;
串行口: 4个RS232/485串行口输出报文对时,出厂配置为串口默认输出规约1,如有特殊需求 订货时应注明.
脉冲输出: 1个秒脉冲,1个分秒脉冲,1个时脉冲输出口,接口方式可选为TTL电平/RS485电平/ 空接点;
IRIG-B码输出: 2个IRIG-B(DC)码输出,接口方式可选为TTL电平/RS485电平/RS232电平;若采用 IRIG-B(AC)调制信号输入时订货时应注明.
IRIG-B码输入: 可选配2个IRIG-B(DC)码输入,作为卫星定时信号的后备,接口方式可选为TTL电 平/RS485电平/RS232电平,订货时应注明.
SNTP接口: 可选配1～2个RJ45接口的SNTP网络对时接口,订货时应注明.
告警接点输出: 电源中断,外部时间基准信号消失,输出信号出错总告警三种告警接点输出,为继电 器空接点,工作电压为220V. 电源: 采用双电源供电 4.1.3. 面板说明 面板布置示意图如图所示 SZ-2UA GPS标准时间同步钟 1PPS 132 南自电网
(1)液晶led/' target='_blank'>显示屏1: 6位LCD显示器,显示年,月,日. 格式为:YY.MM.DD.
(2)1PPS指示灯: 接收机跟踪时,每秒闪烁一次.
(3)液晶显示屏2:8位LCD显示器,用于显示接收机的状态,时间,日期. 4.1.4.背板说明
背板布置示意图如图所示
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 8 天线输入
123456789101112131415161718 1PPS1PPM
+-+-+-+-TDGND+-+-+-TDGND 1234 失电失步 5678 告警备用 1920 +-1X
1PPM1PPHRS232RS232RS485RS485IRIG-BIRIG-B 2 一路电源 + 13 - OFFON OFFON 地P1P2 二路电源
-21 +3 地 2XSNTP1 SNTP2 3X4X
(1)天线输入: BNC高频插座;
(2)SNTP接口: 可选配1～2个RJ45接口的SNTP网络对时接口; (3)1X端子: 1X1～1X2为1PPS输出; 1X3～1X4为1PPM输出(RS485电平); 1X5～1X6为1PPM输出(光隔输出); 1X7～1X8为1PPH输出;
1X9～1X12为串口1,2输出,为RS232接口; 1X13～1X16为串口3,4输出,为RS485接口; 1X17～1X20为2个IRIG-B(DC)码输出;
(4)2X端子: 2X1～2X2为失电告警输出,为常闭接点; 2X3～2X4为外部时间基准信号消失告警输出; 2X5～2X6为输出信号出错总告警输出; (5)3X,4X端子: 3X1～3X3为第一路电源输入; 4X1～3X3为第二路电源输入; (6)电源开关.
4.2 SZ-4U GPS标准时间同步钟 4.2.1 结构说明
标准4U工业机箱,其尺寸为482.6mm(宽)×177.8mm(高)×320mm(深) 4.2.2 功能配置
SZ-4U GPS标准时间同步钟将1PPS,1PPM信号以16路为模扩展为16～96路同步信号输出,以无源 空接点或24V有源接点方式输出.也可将串口信号(报文对时)及IRIG-B码信号以16路为模扩展为16～ 96路信号输出. 4.2.3 面板说明 面板布置示意图如图所示
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 9
(1)LCD1,LCD2,1PPS指示灯信息同SZ-2UA型;
(2)P1……P6:脉冲扩展板,每块板可扩展16路1PPS或1PPM同步信号分,秒脉冲可通过板上的位码开 关选择,ON为分脉冲,OFF为秒脉冲;
注:a.同步脉冲为无源空接点输出时,将板上的跳线2和3短接. b.同步脉冲为24V有源输出时,将板上跳线1和2短接,3和4短接. (3)PW:电源板,为扩展板提供工作电源 4.2.4 背板说明
背板布置示意图如图所示: (1)PW:电源输入
(2)P1,P2,P3,P4,P5,P6:34芯扁平电缆插座,用于16～96路信号输出.
a.当脉冲输出为无源空接点时,34芯扁平电缆定义为1,3,5…31为空接点\端即+24V电源输 入端.2,4,6…32为空接点\端,即同步脉冲信号输出端.
b.当脉冲输出为有源接点时,34芯扁平电缆定义为1,3,5…31为空接点\端即接地端,24V地. 2,4,6…32为空接点\端,即同步脉冲信号输出端. SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 10
(3)天线:卫星天线输入插座
(4)1PPS输出插座: BNC高频插座,TTL电平输出,外壳为地. (5)1PPM输出插座: BNC高频插座,TTL电平输出,外壳为地.
(6)1PPH输出插座: BNC高频插座,整点时输出一个约为1s宽的正脉冲,TTL电平输出,外壳为地. (7)串口1～4: RS232接口,2脚信号发送,5脚信号地; RS485接口,2脚TR+,4脚TR-. (8)电源:交直流电源插座. (9)保险:保险丝插座(1～2A) 背板示意图
4.3 SZ-5000 GPS双机冗余系统 4.3.1 概述
随着我国电力事业的迅猛发展,对系统内的时间统一提出了更高的要求,以往的单台GPS(全球卫星 定位系统)同步时钟虽具有高可靠性,高准确性,但一旦出现故障则整个对时系统无法运行.针对这一问 题,本公司研发出了SZ系列GPS双机冗余系统,它时刻保持时间的同步输出,极大的增加了系统无故障 运行时间,使整个系统更加安全可靠地运行. 4.3.2 SZ系列GPS双机冗余系统配置 4.3.2.1 系统原理框图
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 11
4.3.2.2 基本设备配置 设备名称 说 明
SZ-DUA GPS标准时间同步钟 SZ-SW 双机切换器
SZ-232&485 串行接口扩展(分八路及十六路以上两种) SZ-FIB8(1/2) 8路光纤发送/接收器 SZ-IRIG-B IRIG-B码扩展(分AC,DC两种) SZ-TM 同步脉冲扩展器
4.3.2.3 SZ系列GPS双机冗余系统结构 SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 12
4.3.3 工作原理
SZ-SW双机切换器A,B双机同时接收两个GPS同步时钟送来的信号,机内所带单片机对其串行数据进 行接收检查,通过对比选择一台较好的GPS时钟信号经数据选择电路输出.上电复位时,切换器A为主机, 切换器B为备机:
1, 当SZ-DUA GPS1,SZ-DUA GPS2及SZ-SW 切换器A,SZ-SW 双机切换器B机均正常工作时,则系统
选择SZ-DUA GPS1通过SZ-SW A机输出.
2, 当SZ-DUA GPS1或SZ-DUA GPS2其中一台异常,SZ-SW 双机切换器A,SZ-SW 双机切换器B正常
工作时,系统自动选择正常工作的那台GPS 同步时钟通过当前的主切换器输出.
3, 当SZ-DUA GPS1,SZ-DUA GPS2正常工作,SZ-SW双机切换器A或SZ-SW双机切换器B其中一台
异常时,系统自动选择SZ-DUA GPS1通过正常工作的那台切换器输出.
4, 当SZ-DUA GPS1或SZ-DUA GPS2其中一台异常,SZ-SW双机切换器A或SZ-SW双机切换器B其中
一台异常工作时,系统自动选择正常工作的GPS通过正常工作的切换器输出. 5, 当SZ-SW双机切换器A和SZ-SW双机切换器B均异常工作时,无输出.
6, 当GPS1和GPS2均异常但有时钟信号输出, SZ-SW双机切换器A和SZ-SW双机切换器B又有一个
正常工作时,系统仍有时钟信号输出.
7, 每隔24小时(中午12:00)系统自动检测,切换器A,B轮流工作. 4.3.4 SZ-SW双机切换器A/B的组成
SZ-SW双机切换器A/B由主控板,后背板和显示板组成. 4.3.4.1 SZ-SW双机切换器(A/B)框图 4.3.4.2 结构说明
标准2U工业机箱,其尺寸为482.6mm(宽)×88.9mm(高)×290mm(深). SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 13
4.3.4.3 主控板
CZ1为GPS1的输入插座 CZ4为GPS切换输出插座 CZ2为GPS2的输入插座 CZ5为5V电源插座
CZ3为双机通讯的 输入输出(RS232电平)插座 CZ6为显示输出插座 4.3.4.4 显示板
显示板上有如下指示灯(LED),它们的含义分别为: SZ-SW 双机切换器
电源2告警主机备机GPS1GPS1GPS2GPS2 正常异常正常异常 南自电网 电源1
① 电源灯——指示控制板上的5V电源.
② 告警灯——指示双机接口电路是否正常以及两个GPS是否都故障.
③ 主机 ——控制板上跳线器U16断开为主机,A,B机中一台应断开,另一台应闭合. ④ 备机——跳线器闭合为备机. ⑤ GPS1正常——GPS1工作正常. ⑥ GPS1异常——GPS1工作异常. ⑦ GPS2正常——GPS2工作正常. ⑧ GPS2异常——GPS2工作异常.
4.3.4.5 SZ-SW双机切换器A/B后背板端子接线 后背板如下图:
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 14
GPS输入1切换输出双机互连GPS输入2 S1
切换器选择开关 S2S3S4S5 AB
AB(注意所有开关位置应一致) SNTP接口1234 失电失步 5678 告警备用 5X
16芯插头16芯插头10芯插头16芯插头 2 一路电源 + 13 - OFFON OFFON 地P1P2 二路电源 -21 +3 地6X7X 1X3X4X2X 12
(1)5X端子: 5X1～5X2为失电告警输出,常闭接点; 5X3～5X4为外部时间基准信号消失告警输出; 5X5～5X6为输出信号出错总告警输出; (2)6X,7X端子:6X1～6X3为第一路电源输入; 7X1～7X3为第二路电源输入;
(3)SNTP接口:可选配1～2个RJ45接口的SNTP网络对时接口
(4)S1～S5为主备机控制,用于设置切换器为A机或B机,所有开关位置必须一致;
(5) GPS输入1,GPS输入2,切换输出为16芯扁平电缆,双机互连为10芯扁平电缆,各扁缆序号 的信号和名称如下 端口号 GPS输入1 (RS485标准) GPS输入2 (RS485标准) 切换输出
(RS485和RS232标准) 双机互连 (RS232标准)
1 1PPS+ 1PPS+ 1PPS+ SKO1 2 1PPS- 1PPS- 1PPS- SKO2
3 1PPM+ 1PPM+ 1PPM+ SKI1 4 1PPM- 1PPM- 1PPM- SKI2 5 1PPH+ 1PPH+ RS485+ GND 6 1PPH- 1PPH- RS485- GND
7 IRIG-B+ IRIG-B+ IRIG-B+ /BUSENO 8 IRIG-B- IRIG-B- IRIG-B- BUSENO 9 BM+ BM+ BM+ /BUSENI 10 BM- BM- BM- BUSENI 11 BS+ BS+ BS+ 12 BS- BS- BS-
13 BK+ BK+ 1RS232TD 14 BK- BK- 1RS232GND 15 BJ+ BJ+ 2RS232TD 16 BJ- BJ- 2RS232GND
GPS1和GPS2分别将8组RS485标准的信号输入至SZ-SW切换装置,切换装置之间依 靠10根数据线交换信息,切换装置在比较信号之后将GPS对时信号输出,其中1PPS,1PPM, 1PPH,IRIG-B为RS485标准,提供给信号扩展装置使用,RS485为RS485标准的通信接口, 1RS232,2RS232为RS232标准的通信接口,3个通信接口默认为输出规约1,如有特殊需求订 货时应注明.
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 15
BM,BS,BK,BJ可以根据需要更改为BJT,BCD或其他信号输出. (6)扁平电缆的连接方式如下图:
切换输出跟十六芯插梳相连,十六芯插梳分左右两种 4.3.5 SZ-DUA GPS标准时间同步钟
SZ-DUA GPS标准时间同步钟为双机冗余系统的GPS标准时间同步钟. 4.3.5.1 结构说明
标准2U工业机箱,其尺寸为482.6mm(宽)×88.9mm(高)×290mm(深). 4.3.5.2 显示板说明 面板布置示意图如图所示 SZ-DUA GPS标准时间同步钟 1PPS 南自电网
(1)液晶显示屏1: 6位LCD显示器,显示年,月,日. 格式为:YY.MM.DD.
(2)1PPS指示灯: 接收机跟踪时,每秒闪烁一次.
(3)液晶显示屏2:8位LCD显示器,用于显示接收机的状态,时间,日期. 4.3.5.3 背板说明
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 16
后背板如图所示 天线 GPS输出1
1PPS1PPM1PPHBMBSBK
+-+-+-+-+-+- IRIG-B +-+- BJ
12345611121314151678910 GPS输出2
1PPS1PPM1PPHBMBSBK +-+-+-+-+-+- IRIG-B +-+- BJ
123456111213141516789101234 失电失步 5678 告警备用 3X 2 一路电源 + 13 - OFFON OFFON 地P1P2 二路电源 -21 +3 地4X5X 1X2X
(1)天线输入:BNC高频插座;
(2),(3)GPS输出1和GPS输出2均为16芯扁平电缆,端子定义如下表所示. 端口号 GPS输出1 (RS485标准) GPS输出2 (RS485标准) 1 1PPS+ 1PPS+ 2 1PPS- 1PPS- 3 1PPM+ 1PPM+ 4 1PPM- 1PPM- 5 1PPH+ 1PPH+ 6 1PPH- 1PPH- 7 IRIG-B+ IRIG-B+
8 IRIG-B- IRIG-B- 9 BM+ BM+ 10 BM- BM- 11 BS+ BS+ 12 BS- BS- 13 BK+ BK+ 14 BK- BK- 15 BJ+ BJ+ 16 BJ- BJ-
注:BM,BS,BK,BJ可以根据需要更改为BJT,BCD或其他信号输出. (4)3X端子:3X1～3X2为失电告警输出,为常闭接点; 3X3～3X4为外部时间基准信号消失告警输出; 3X5～3X6为输出信号出错总告警输出; SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 17
(5)4X,5X端子:4X1～4X3为第一路电源输入; 5X1～5X3为第二路电源输入; (6)电源开关. 4.3.6 系统连接方式
SZ-DUA GPS冗余系统由SZ-DUA双GPS时钟,SZ-SW双机切换器及SZ-TM2脉冲扩展,SZ-232&485串口
报文扩展,SZ-IRIG-B交直流B码扩展等外围扩展设备组成,系统可提供本地及远程多种设备所需的各种 信号,其连接线如下:
信号类别 本地连接方式 远程连接方式 1PPS
将SZ-SW切换器1PPS信号的+ - 端 连接到SZ-TM的1PPS信号的 + -端 将SZ-FIB82光信号接收器1PPS信号的+ - 端 连接到SZ-TM的1PPS信号的+ -端 1PPM
将SZ-SW切换器1PPM信号的+ -端连 接到SZ-TM的1PPM信号的 + -端
将SZ-FIB82光信号接收器1PPM信号的+ -端连 接到SZ-TM的1PPM信号的+ -端 报文对时 BJT
将SZ-SW切换器BJT信号的+- 端连
接到SZ-232&485的BJT信号的+ -端 将SZ-FIB82光信号接收器BJT信号的+ - 端连 接到SZ-RS232/485扩展器的BJT信号的+ -端 IRIG-B(DC) 将SZ-SW切换器BCD信号的+- 端连 接到SZ-IRIG-B扩展器的输入信号的 + -端
将SZ-FIB82光信号接收器BCD信号的+ -端连 接到SZ-IRIG-B扩展器的输入信号的+ -端
IRIG-B(AC)
将SZ-SW切换器BK,BS,BJ,BM信 号的+- 端分别连接到SZ- IRIG-B 的BK,BS,BJ,BM信号的 +-端
将SZ-FIB82光信号接收器信号BK,BS,BJ,BM 的+- 端连接到SZ-IRIG-的BK,BS,BJ,BM信 号的 +-端
4.4 SZ-IRIG-B扩展器 4.4.1 结构说明
标准2U工业机箱,尺寸为482.6mm(宽)×88.9mm(高)×290mm(深) 4.4.2 功能配置
SZ-IRIG-B扩展器将IRIG-B码信号扩展为32路IRIG-B码信号输出,接口方式可选为TTL电平 /RS485电平/RS232电平或交流IRIG-B码.
IRIG-B码信号输入为两路,装置自动切换于信号较好的回路. 装置采用双电源输入. 4.4.3 面板说明
面板布置示意图如下图所示 SZ-IRIG-B 扩展器
PWR2B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11B12B13B14B15B16B1 B18B19B20B21B22B23B24B25B26B27B28B29B30B31B32B17 南自电网 PWR1
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 18
(1)PWR1,PWR2为两路电源指示;
(2)B1～B32为32路IRIG-B码信号输出指示. 4.4.4 背板说明
背板布置示意图如下图所示 1X2X1234 +-+- IRIG-BBJT
3X+-+-+-+--+-+-+-++-+-+-+--+-+-+-+
B23B26B27B28B29B30B31B32B17B18B19B20B21B22B24B25 1234567810111213141516917181920212223242627282930313225 +-+-+-+--+-+-+-++-+-+-+--+-+-+-+
B7B10B11B12B13B14B15B16B1B2B3B4B5B6B8B9
1234567810111213141516917181920212223242627282930313225116 1732 SW1SW2 1234 失电失步 5678 告警备用 4X
2 一路电源 + 13 - OFFON OFFON 地P1P2 二路电源 -21 +3 地6X5X
(1)1X端子: 1X1～1X32为B1～B16 16个IRIG-B码扩展输出; (2)2X端子: 2X1～2X32为B17～B32 16个IRIG-B码扩展输出; (3)3X端子: 3X1～3X4为2个IRIG-B(DC)码输入; (4)4X端子: 4X1～4X2为失电告警输出,为常闭接点; 4X3～4X4为外部时间基准信号消失告警输出; 4X5～4X6为输出信号出错总告警输出; (5)5X,6X端子:5X1～5X3为第一路电源输入; 6X1～6X3为第二路电源输入;
(6)SW1: 为两个8位位码开关,通过此开关可分别将第1～16路设置成两路输入信号的扩展输出, 其定义为:ON表示第一路信号输入的扩展,OFF表示第二路信号输入的扩展;
(7)SW2:为两个8位位码开关,通过此开关可分别将第17～32路设置成两路输入信号的扩展输出, 其定义为:ON表示第一路信号输入的扩展,OFF表示第二路信号输入的扩展; 4.5 SZ-TM12/14/22/24同步脉冲扩展器 4.5.1 结构说明
标准2U工业机箱,尺寸为482.6mm(宽)×88.9mm(高)×290mm(深) 4.5.2 功能配置
从GPS设备中接收秒脉冲和分脉冲,经过隔离,驱动放大,具有分,秒脉冲,有源, 无源可选,结构合理等优点.应用于需要硬对时的各种保护及监控装置. 装置采用双电源输入.
扩展脉冲接口方式可选为TTL电平/RS485电平或空接点.若为空接点则将装置分为允许外 接220V电压脉冲输出和允许外接24V电压脉冲输出两种模式,装置型号如下: SZ-TM12同步脉冲扩展器为16路24V脉冲输出. SZ-TM22同步脉冲扩展器为32路24V脉冲输出. SZ-TM14同步脉冲扩展器为16路220V脉冲输出. SZ-TM24同步脉冲扩展器为32路220V脉冲输出. SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 19
4.5.3 面板说明
SZ-TM22同步脉冲扩展器面板布置示意图如下图所示 SZ-TM22 同步脉冲扩展器
PWR2M2M3M4M5M6M7M8M9M10M11M12M13M14M15M16M1 M18M19M20M21M22M23M24M25M26M27M28M29M30M31M32M17
南自电网 PWR1
(1)PWR1,PWR2为两路电源指示;
(2)M1～M32为32路秒或分脉冲输出指示. 4.5.4 背板说明
SZ-TM22同步脉冲扩展器背板布置示意图如下图所示 116 1732 SW1SW2 1234 +-+- 1PPS1PPM 3X
+-+-+-+--+-+-+-++-+-+-+--+-+-+-+
M23M26M27M28M29M30M31M32M17M18M19M20M21M22M24M25 1234567810111213141516917181920212223242627282930313225 +-+-+-+--+-+-+-++-+-+-+--+-+-+-+
M7M10M11M12M13M14M15M16M1M2M3M4M5M6M8M9
1234567810111213141516917181920212223242627282930313225 1234 失电失步 5678 告警备用 4X 2 一路电源 + 13 - OFFON OFFON 地P1P2 二路电源 -21 +3 地6X5X
(1)1X端子:1X1～1X32为M1～M16 16个脉冲扩展输出; (2)2X端子:2X1～2X32为M17～M32 16个脉冲扩展输出; (3)3X端子:3X1～3X2为1PPS输入; 3X3～3X4为1PPM输入;
输入信号TTL电平/RS485电平或空接点可选; (4)4X端子:4X1～4X2为失电告警输出,为常闭接点; 4X3～4X4为外部时间基准信号消失告警输出; 4X5～4X6为输出信号出错总告警输出;
(5)5X,6X端子:5X1～5X3为第一路电源输入; 6X1～6X3为第二路电源输入;
(6)SW1: 为两个8位位码开关,通过此开关可分别将第1～16路设置成秒脉冲或分脉冲输出,其 定义为:ON表示秒脉冲输出,OFF表示分脉冲输出;
(7)SW2: 为两个8位位码开关,通过此开关可分别将第17～32路设置成秒脉冲或分脉冲输出,其 定义为:ON表示秒脉冲输出,OFF表示分脉冲输出;
注: SZ-TM24同步脉冲扩展器和SZ-TM22同步脉冲扩展器端子相同; SZ-TM12,SZ-TM14同步脉冲扩展器无X2及SW2端子. SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 20
4.6 SZ-232&485扩展器 4.6.1 结构说明
SZ-232&485扩展器采用标准1U工业机箱. 尺寸:482.6mm(宽)×44.45mm(高)×290mm(深); SZ-232&485A扩展器采用标准2U工业机箱, 尺寸:482.6mm(宽)×88.9mm(高)×290mm(深); 4.6.2 功能配置
从GPS设备中接收串口报文信号,经过隔离,驱动放大后多路输出,应用于需要扩充对时报文接口 场合.
装置采用双电源输入.
扩展报文接口方式可选为RS232电平或RS485电平.
SZ-232&485扩展器可输出4路RS232电平和4路RS485电平. SZ-232&485A扩展器可输出32路信号,RS232电平或RS485电平可选. 4.6.3 面板说明
SZ-232&485扩展器面板布置示意图如下图所示 SZ-232&485 扩展器 PWR21PPS 1 RS232 2341234 RS485 南自电网 PWR1
(1)PWR1,PWR2为电源指示; (2)1PPS为秒脉冲输入指示; (3)1～4为4路RS232输出指示; (4)5～8为4路RS485输出指示;
SZ-232&485A扩展器面板布置示意图如下图所示 SZ-232&485A 扩展器
PWR2C2C3C4C5C6C7C8C9C10C11C12C13C14C15C16C1 C18C19C20C21C22C23C24C25C26C27C28C29C30C31C32C17 南自电网 PWR1
(1)PWR1,PWR2为电源指示;
(2)1～32为32路扩展信号输出指示; 4.6.4 背板说明
SZ-232&485扩展器背板布置示意图如下图所示 SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 21
-+-TDGND+--+ 485-1 +
485-2485-3485-4232-1232-2232-3232-4 TDGNDTDGNDTDGND2X
910111213141516123456781234 +-+- 1PPSBJT 1X2 一路电源 + 13 - OFFON OFFON 地P1P2 二路电源 -21 +3 地5X4X 1234 失电失步 5678 告警备用 3X
(1)1X端子:1X1～1X2为1PPS输入;
1X3～1X4为报文输入,可选为RS232电平或RS485电平; (2)2X端子:2X1～2X8为4路RS485电平扩展输出; 2X9～2X16为4路RS232电平扩展输出;
(3)3X端子:3X1～3X2为失电告警输出,为常闭接点; 3X3～4X4为外部时间基准信号消失告警输出; 3X5～3X6为输出信号出错总告警输出; (5)4X,5X端子:4X1～4X3为第一路电源输入; 5X1～5X3为第二路电源输入;
SZ-232&485A扩展箱背板布置示意图如下图所示 +-+-+-+--+-+-+-++-+-+-+--+-+-+-+ 1X2X 1234 +-+-
1PPSBJT 3X
C23C26C27C28C29C30C31C32C17C18C19C20C21C22C24C25 1234567810111213141516917181920212223242627282930313225 +-+-+-+--+-+-+-++-+-+-+--+-+-+-+
C7C10C11C12C13C14C15C16C1C2C3C4C5C6C8C9
1234567810111213141516917181920212223242627282930313225 1234 失电失步 5678 告警备用 4X 2 一路电源 + 13 - OFFON OFFON 地P1P2 二路电源 -21 +3 地6X5X
(1)1X端子:1X1～1X32为1～16路扩展信号输出; (2)2X端子:2X1～2X32为17～32路扩展信号输出; (3)3X端子:3X1～3X2为1PPS输入;
3X3～3X4为报文输入,可选为RS232电平或RS485电平; (4)4X端子:4X1～4X2为失电告警输出,为常闭接点; 4X3～4X4为外部时间基准信号消失告警输出; 4X5～4X6为输出信号出错总告警输出; (5)5X,6X端子:5X1～5X3为第一路电源输入; 6X1～6X3为第二路电源输入;
4.7 SZ-FIB81/82,SZ-FIB91/92光纤收发器 4.7.1 结构说明
SZ-FIB81/82,SZ-FIB91/92光纤收发器采用标准1U工业机箱. 尺寸:482.6mm(宽)×44.45mm(高)×290mm(深); SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 22
4.7.2 功能配置
SZ-FIB81/82,SZ-FIB91/92光纤收发器能够实现RS485/RS422总线设备在光纤上互连,SZ-FIB81/82
接口为多模光纤,SZ-FIB91/92接口为单模光纤.由于采用了光纤作为传输介质,本设备可以在恶劣工作 环境下实现安全,高速,长距离通信,可以广泛应用在各种工业控制领域.
装置采用双电源输入.
型 号 SZ-FIB81/82 SZ-FIB91/92 光波长 850nm 1310nm 光纤类型 多模 单模 光口插座 ST ST 距离 2km 10km
SZ-FIB81,SZ-FIB91为光纤发送器,SZ-FIB82,SZ-FIB92为光纤接收器,成对使用. 4.7.3 面板说明
SZ-FIB81光纤发送器面板布置示意图如下图所示 SZ-FIB81 光纤发送器
PWR1TX1TX2TX3TX4TX5TX6TX7TX8 南自电网 PWR2
(1)PWR1,PWR2为电源指示;
(2)绿灯依次为TX1～TX8的发送信号指示灯(也可根据工程定义为其他信号指示),有信号传输时, 对应的灯会闪烁;
(3)SZ-FIB91光纤发送器,面板布置相同
(4)SZ-FIB82,SZ-FIB92光纤接收器,绿灯依次为RX1～RX8的接收信号指示灯.(也可根据工程定义 为其他信号指示),有信号接收时,对应的灯会闪烁; 4.7.4 背板说明
SZ-FIB81光纤发送器背板布置示意图如下图所示 TX8TX7TX6TX1TX2TX3TX4TX5 -+--++--+ TX1 +
TX2TX3TX4TX5TX6TX7TX8 -+-+-+1X
91011121314151612345678 2 一路电源 + 13 - OFFON OFFON 地P1P2 二路电源 -21 +3 地4X3X 1234 失电失步 5678 告警备用
2X
SZ-FIB82光纤接收器背板布置示意图如下图所示 RX8RX7RX6RX1RX2RX3RX4RX5 -+--++--+ RX1 +
RX2RX3RX4RX5RX6RX7RX8 -+-+-+1X
91011121314151612345678 2 一路电源 + 13 - OFFON OFFON 地P1P2 二路电源 -21 +3 地4X3X 1234 失电失步 5678 告警备用 2X
(1)2X端子:2X1～2X2为失电告警输出,为常闭接点; 2X3～2X4为外部时间基准信号消失告警输出; 2X5～2X6为输出信号出错总告警输出; SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 23
(2)3X,4X端子:3X1～3X3为第一路电源输入; 4X1～4X3为第二路电源输入; (3)信号接口连接:
使用时应将光纤发送输出(TX)与光纤接收输入(RX)对接(注:单模和多模设备不能混用). 当此设备用于GPS对时系统时,各光纤端子和凤凰端子见下表: 凤凰端子
光纤输出 光纤输入 + -
TX1 RX1 1 2 TX2 RX2 3 4 TX3 RX3 5 6 TX4 RX4 7 8 TX5 RX5 9 10
TX6 RX6 11 12 TX7 RX7 13 14 TX8 RX8 15 16
注:传送信号可能根据工程有不同的配置. 4.8 SZ—LED远距离显示器 4.8.1 结构说明
安装尺寸主要以125(高)mm×575(长)mm×75(深)mm为标准. 4.8.2 功能配置
该设备与GPS配套使用,通过与SZ系列GPS连接,可以远距离(通常安装于模拟屏上)显示年,月, 日,时,分,秒,安全运行天数,周波数,工频钟,同时具备掉电不失去任何信息的功能. 4.8.3使用说明
远距离显示的内容是由SZ系列GPS的3,4口输出的.用于远距离显示输出方式时应先将SZ系列GPS 主板上的四位位码开关的第一位(SW-1)拨至ON侧,而其余3位(SW-2,SW-3,SW-4)全部拨至OFF侧, 然后将串口3或串口4与显示器的串口相连即可. 4.8.4显示格式 (1) 日期:
(2)时间:
(3)安全运行天数: (4)电网周波:
注:a,日期中如需以四位显示年,需预先订制; 0 2 年 0 8 月 0 8 日 1 8 时 1 8 分 1 8 秒 8 8 8 8 8 5 0 . 0 0 0 H
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 24
b,根据用户要求年,月,日,汉字可用\—\表示,时,分,秒汉字可用\表示. c,显示颜色以红色为主,绿色需订制 4.8.5背板说明
背板布置示意图如图所示 (1)串行输入信号插座(DB9孔) 引脚定义:
1 422口(+)输入信号 2 422口(-)输入信号 3 232口输入信号 5 232输入信号的地 (2)LED段驱动输出插座 (3)LED位驱动输出插座 (4)电源开关 (5)电源插座
SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 25
5,使用说明 5.1 开机步骤 (1)天线架设
如右图所示:将天线的蘑菇头拧在天线支架上,将支 架固定在视野尽可能开阔的地方,以便接收到尽可能多 的GPS卫星,否则将影响机器的授时精度. (2)把天线馈线接到背板天线输入插座上按需要把 1PPS,1PPM,1PPH以及RS-232串行接口信号用合适的 电缆与各终端设备接好,把电网的交流220V电压接到背 板的周波插座上,把突发事件触点信号线接到突发事件 插座上(天线必须在开机前接好). (3)把电源接到220V交流或直流电源上
(4)接通电源开关,两块液晶显示屏的低二位分别显示HP,表示机器初始化工作正常,正在搜索GPS卫星. (5)1PPS指示灯闪烁,每秒闪一次8位液晶显示屏有数字显示,接收机状态位显示A时, 表示接受机正 常跟踪,所有信号可以使用. 5.2 液晶显示
接收机跟踪后,八位液晶屏显示当前的时间和接受机的状态.即: A-HH:MM:SS L-时 分 秒
其中A表示接受机的状态正常
L表示信号丢失或接受的卫星少于三颗或其它告警.
此时报文格式将增加一条语句ERR,YYMMDD,hhmmss,用于告警.
SZ系列GPS标准时间同步钟,最新增加的告警语句ERR,YYDD,hhmmss,使该系列产品更加完善.当报文 中出现该告警语句时,即提醒时间用户授时同步钟可能异常.该功能特别适合于无人值守的工作场合. 5.3 装置调试注意事项 5.3.1 SZ系列GPS主机
1,当开启电源时,左边液晶屏随机显示不确定,右边液晶屏有HP显示且1PPS灯闪两下证明主板正 常,GPS接收机处于了待机状态.
2,当SZ系列GPS时钟与不同厂家生产的GPS时钟,天线放置在同一位置时,其它厂家的GPS时钟有 信号输出,而SZ系列GPS时钟无输出,这是因为SZ系列GPS时钟只有当同时接收到3颗以上的授时卫星
信号时,设备才启动授时,其精度才达到要求,否则前面板仍处于HP状态,串口无输出. 3,在电源输入正确的情况下:
若通电后液晶屏无任何显示则可能电源损坏. 若通电后液晶屏慢慢灭,则主板可能损坏.
若各输出接口信号均正确,液晶屏有漏笔画,则可能液晶屏松动. SZ系列GPS标准时间同步钟说明书 26
若各输出接口信号均正确,1PPS指示灯不闪,则可能信号灯损坏.
4,当GPS主机前面板右边液晶屏显示\时为丢星告警状态,授时精度达不到要求.可根
据串口输出的ERR语句查看丢星的时刻.此时需检查天线,只有当显示为\的时候,精度才达到要求. 5.3.2 天线的安装架设
GPS天线为高频有源放大天线,其接收频率1.57542GHZ,一般的低频仪器是检测不出其性能的.当 用万用表的二极管档测量其显示值为0.7~1.2之间判为正常时,只是必要条件,但不充分,只能定性说
明天线正常.天线的问题来自于架设和连接上,由于是高频传输,各连接接头一定要接触紧密可靠,否 则衰耗太大接收机无法接收到卫星信号,授时设备无法启动(对于50米以上中间带放大器的天线,放大 器的IN端与蘑菇头相连线缆的一端相连,放大器的OUT端与主机连接的线缆一端相连).由于卫星的临 空状态影响天线的接收,所以天线的架设应尽可能对天空开阔,具体以天线蘑菇头为中心最小在120度 范围.
5.3.3 有关各设备的连接
1,GPS串口信号的连接.检查串口接线: DB9输出RS232信号2脚为信号输出,5脚为信号地,用万 用表(直流档),在8V左右;DB9输出RS485信号2脚为信号\输出,4脚为信号\输出,用万用 表量在2V左右.
检查GPS与计算机连接是否正确:当DB9接DB9时,2脚接2脚,5脚接5脚;DB9接DB25时,DB9 的2脚接DB25的3脚,DB9的5脚接DB25的7脚.
2,GPS主机与脉冲扩展箱(SZ-TM2)的连接:检查主机BNC头输出的分,秒脉冲通过同轴线引至机柜 端子排上的信号,带塑料包层的芯为\分,秒脉冲输入扩展箱时:分/秒输入要对应,正负极性也要 对应.若正负极性接反,则秒脉冲每秒灭一下,分脉冲常亮,整分时灭一下. 5.3.4 脉冲扩展箱的检测方法
1,有源脉冲输出时:SZ-TM22(24V有源)输出电压为20V,SZ-TM24(220V有源)输出电压为220V 左右(测量时与后继电路断开,只是测量机器本身凤凰端子的输出值).
2,脉冲扩展箱SZ-TM22(24V有源)输出,秒脉冲可将端子的\短接的方法,看面板对应 的灯亮表示这一路输出正确.
3, 脉冲扩展箱SZ-TM22无源输出时,跳线一定要跳到无源状态,量对方的输入线有无24V电压.脉 冲扩展箱SZ-TM24无源输出时(无跳线),量对方的输入线有无220V电压. 5.3.5工作电源输入的说明
SZ系列GPS产品输入工作电压在85V~265V范围,交直流均可.但脉冲扩展箱SZ-TM22(220V)有源 输出时,输入工作电压只能为直流220V,不能加交流220V,否则导致输出电路一直有电压加在回路上.