淺析GPS同步時鐘系統在垃圾發電廠的應用

摘 要：文章簡單介紹了GPS（Global Positioning System）衛星時間同步系統功能、系統結構、模塊結構、輸出格式。同時結合國內某城市生活垃圾發電廠實際工程案例，如何實現全廠控制系統達到時鐘同步進行了探討和研究，并著重要介紹了DCS系統的解決方案。

關鍵詞：GPS；垃圾發電廠；DCS系統；時鐘同步

1 GPS時鐘同步簡介

GPS時鐘是一種接受GPS衛星發射的低功率無線電信號，通過計算得出GPS時間的接受裝置，GPS時鐘同步系統可同時接收GPS、北斗衛星導航系并提供各種時間同步信號，用于實現電廠內計算機監控系統、保護裝置、故障錄波器、事件順序記錄裝置、安全自動裝置、功角測量裝置、線路故障行波測距裝置、雷電定位裝置以及能量管理系統、用電負荷管理系統、通信網監控系統、電能量記費系統、電網頻率按秒考核系統、信息管理系統MIS、DCS等系統具有統一的時間基準。

GPS時鐘同步系統主要由CPU模塊、接收模塊、電源模塊和輸出接口模塊組成。具體典型拓譜結構，請參考圖1所示，主時鐘A和主時鐘B都可接收GPS或北斗發出時間信號和同步信號，同時主時鐘A和主時鐘B通過IRIG-B碼互為冗余。

2 GPS時鐘信號輸出

2.1 1PPS/1PPM輸出

此格式時間信號每秒或每分時輸出一個脈沖，顯然時鐘脈沖輸出不含具體時間信息。

2.2 IRIG-B輸出

IRIG（美國the Inter-Range Instrumentation Group）共有A、B、D、E、G、H幾種編碼標準（IRIG Standard 200-98）。其中在時鐘同步應用中使用最多的是IRIG-B編碼，有bc電平偏移（DC碼）、1kHz正弦載波調幅（AC碼）等格式。IRIG-B信號每秒輸出一幀（1fps），每幀長為一秒。一幀共有100個碼元（100pps），每個碼元寬10ms，由不同正脈沖寬度的碼元來代表二進制0、1和位置標志位（P）。……