石油化工GPS時(shí)鐘同步設(shè)置技術(shù)探討

劉新光

（大慶石化公司信息技術(shù)中心，黑龍江大慶163714）

石油化工GPS時(shí)鐘同步設(shè)置技術(shù)探討

劉新光

（大慶石化公司信息技術(shù)中心，黑龍江大慶163714）

PN-10時(shí)鐘同步控制系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)的許多中型石化企業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。文中通過(guò)在煤化工企業(yè)各裝置中設(shè)定與完善時(shí)鐘同步功能的實(shí)例，分析了PN-10控制系統(tǒng)中時(shí)鐘同步的實(shí)現(xiàn)方法和注意事項(xiàng)。

時(shí)鐘同步；控制系統(tǒng)；時(shí)鐘校訂；設(shè)置

某煤化工企業(yè)GPS時(shí)鐘同步組態(tài)檢查及設(shè)置涉及到多套控制系統(tǒng)，包括美國(guó)霍尼韋爾公司PKS控制系統(tǒng),康吉森公司的TRICON系統(tǒng)，西門(mén)子公司的STEP7系統(tǒng)，時(shí)鐘源采用上海嶺通PN-10作為主設(shè)備，在發(fā)生聯(lián)鎖動(dòng)作以及動(dòng)設(shè)備報(bào)警時(shí)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵信息的同步化。控制系統(tǒng)GPS功能恢復(fù)需要購(gòu)買外部GPS時(shí)鐘源接收天線，并進(jìn)行更換，對(duì)PKS系統(tǒng)時(shí)鐘組態(tài)設(shè)置[1]。

1 各系統(tǒng)單獨(dú)和GPS時(shí)鐘源連接

假設(shè)GPS時(shí)鐘源IP為:192.168.1.1，以服務(wù)器A作為接受時(shí)鐘的客戶端，IP地址10.1.1.13，在服務(wù)器A中按照C:ProngramFilesHoneywell ExperionPKSUtilitiesNTPSetup的路徑打開(kāi)NNTPSeup.exe執(zhí)行件，見(jiàn)圖1。

圖1 執(zhí)行文件界面

在First ntp server中寫(xiě)入GPS時(shí)鐘源的IP地址192.168.1.1，見(jiàn)圖2。

圖2 時(shí)鐘源的輸入地址

完成后保存退出，而對(duì)于PKS其他操作站統(tǒng)一以服務(wù)器A作為時(shí)鐘源，設(shè)置與服務(wù)器A設(shè)置方法相同，只是時(shí)鐘源的IP地址填寫(xiě)服務(wù)器A的IP地址，見(jiàn)圖3。

圖3 時(shí)鐘源的IP地址

完成這些設(shè)置以后需要重新啟動(dòng)控制器，但是如果現(xiàn)場(chǎng)條件不允許可以等到停車或者檢修的時(shí)候再進(jìn)行重啟［2］。

2 其他系統(tǒng)以PKS系統(tǒng)作為時(shí)鐘源

PKS系統(tǒng)以外部時(shí)鐘GPS作為時(shí)鐘源，而其他系統(tǒng)以PKS系統(tǒng)為時(shí)鐘源，這時(shí)候需要PKS系統(tǒng)給其他系統(tǒng)1個(gè)信號(hào)，以每天的00:00:00給其他系統(tǒng)1個(gè)信號(hào)為例，其他系統(tǒng)根據(jù)這個(gè)信號(hào)統(tǒng)一修改自己的時(shí)鐘，將最終信號(hào)送給1個(gè)DO點(diǎn)，以硬接線的方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳遞給其他系統(tǒng)。PKS系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法見(jiàn)圖4。

圖4 PKS系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法界面

3 TRICON系統(tǒng)以PKS系統(tǒng)作為時(shí)鐘源來(lái)矯正內(nèi)部時(shí)鐘

TRICON系統(tǒng)利用每天00:00:00時(shí)刻PKS系統(tǒng)發(fā)給TRICON系統(tǒng)的DO信號(hào)作為啟動(dòng)源，在每天00:00:00的時(shí)刻自動(dòng)調(diào)整本系統(tǒng)CPU的內(nèi)部時(shí)鐘。

（1）首先在TRICON系統(tǒng)建立1個(gè)DI點(diǎn)用來(lái)接收，PKS系統(tǒng)每天定時(shí)發(fā)送的DI信號(hào)，位號(hào)根據(jù)用戶自定義［3］。

（2）在TRICON系統(tǒng)導(dǎo)入時(shí)鐘同步函數(shù)類庫(kù)SYN01.LSP和 SYN01.LT2，目 的 就 是 在TRICON系統(tǒng)引入3個(gè)和時(shí)鐘同步相關(guān)的重要模塊（TR_CALENDAR、SYN_TIME、TIMESET）。

這3個(gè)模塊都包含于SYN01類庫(kù)中。具體操作方法:首先進(jìn)入相關(guān)操作界面，逐漸進(jìn)入菜單Project―〉Library―〉Manage，就進(jìn)入操作畫(huà)面，見(jiàn)圖5。

圖5 操作界面

圖6 時(shí)間同步類庫(kù)界面

點(diǎn)擊Add按鈕進(jìn)入相應(yīng)的界面，然后再點(diǎn)擊按鈕尋找SYN01類庫(kù)，最終進(jìn)入時(shí)間同步類庫(kù)畫(huà)面，見(jiàn)圖6。

點(diǎn)擊OK，SYN01類庫(kù)里的模塊就全部導(dǎo)入到項(xiàng)目中。

（3）在TRICON系統(tǒng)的編輯環(huán)境里對(duì)時(shí)鐘同步程序進(jìn)行組態(tài)設(shè)置。首先對(duì)3個(gè)模塊進(jìn)行說(shuō)明: TR_CALENDAR:利用這個(gè)模塊可以讀取到當(dāng)前控制器里的所有事件有關(guān)的參數(shù):

當(dāng)前年-CURRENT_YEAR、

當(dāng)前月-CURRENT-MONTH、

當(dāng)前日-CURRENT_DAY、

當(dāng)前小時(shí)-CURRENT_HOUR、

當(dāng)前分-CURRENT_MINUTE、

當(dāng)前秒-CURRENT_SECOND、

當(dāng)前毫秒-CURRENT_MILLISECOND。

SYN_TIME:時(shí)間轉(zhuǎn)換模塊，把當(dāng)前輸入的參數(shù)（YEAR、MONTH、DAY、HOURS、MINUTES、SECONDS）全部轉(zhuǎn)換成自1970年1月1日開(kāi)始到所設(shè)置時(shí)間這一時(shí)間段的所有毫秒數(shù)總和，這個(gè)毫秒數(shù)總和是整型數(shù)據(jù)，用于最終設(shè)置到控制器里的參數(shù)［4，5］。

TIMESET:用于最終設(shè)置控制器的內(nèi)部時(shí)鐘，C1輸入端用于使能該模塊（C1端從0變成1信號(hào)1次，TIMESET工作1次），GMT輸入端是用于接收自1970年1月1日開(kāi)始到所設(shè)置時(shí)間這一時(shí)間段的所有毫秒數(shù)總和，MS輸入端用于接收當(dāng)前設(shè)置的毫秒數(shù)（默認(rèn)設(shè)置成0）。

（4）在上位機(jī)INTOUCH畫(huà)面的時(shí)鐘和TRICON控制器時(shí)鐘以及WINDOW系統(tǒng)時(shí)鐘三者進(jìn)行同步。首先進(jìn)入INTOUCH項(xiàng)目程序的編輯環(huán)境WindowMaker，在腳本信息欄選擇應(yīng)用程序，單后鼠標(biāo)右鍵選擇應(yīng)用程序，然后選擇打開(kāi)，在條件類型中選擇運(yùn)行期間，編輯腳本見(jiàn)圖7。

圖7 編輯腳本界面

其中ESDHOUR參數(shù)是指從下位機(jī)TRICON組態(tài)程序Trstation1131讀取的當(dāng)前TRICON控制器的當(dāng)前小時(shí)；ESDMINUTE參數(shù)是指從下位機(jī)TRICON組態(tài)程序Trstation1131讀取的當(dāng)前TRICON控制器的當(dāng)前分；ESDSECOND參數(shù)是指從下位機(jī)TRICON組態(tài)程序Trstation1131讀取的當(dāng)前TRICON控制器的當(dāng)前秒；ESDYEAR參數(shù)是指從下位機(jī) TRICON組態(tài)程序Trstation1131讀取的當(dāng)前TRICON控制器的當(dāng)前年；ESDMONTH參數(shù)是指從下位機(jī)TRICON組態(tài)程序Trstation1131讀取的當(dāng)前TRICON控制器的當(dāng)前月；ESDDAY參數(shù)是指從下位機(jī)TRICON組態(tài)程序Trstation1131讀取的當(dāng)前TRICON控制器的當(dāng)前日。

掃描時(shí)間建議為1 000 ms；StartApp函數(shù)功能是INTOUCH環(huán)境里啟動(dòng)WINDOW系統(tǒng)應(yīng)用程序；CMD命令是WINDOW系統(tǒng)自帶DOS操作命令，它除了可以設(shè)置時(shí)鐘以外還可以實(shí)現(xiàn)很多復(fù)雜的系統(tǒng)功能，至此完成了DCS系統(tǒng)與TRICON系統(tǒng)以及INTOUCH畫(huà)面時(shí)鐘的同步功能。

4 結(jié)束語(yǔ)

時(shí)鐘同步技術(shù)作為生產(chǎn)過(guò)程控制的重要環(huán)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)所有動(dòng)設(shè)備的實(shí)時(shí)報(bào)警信息以及操作信息的同步與共享，不但便于維護(hù)人員對(duì)歷史設(shè)備故障信息的分析與總結(jié)，而且為預(yù)防相關(guān)設(shè)備參數(shù)極限打下基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)時(shí)鐘同步的完善與更新上，夯實(shí)相關(guān)技術(shù)環(huán)節(jié)，繼而推出流行的SNTP新型時(shí)鐘同步理念，為石化企業(yè)信息多樣化共享提供了技術(shù)參考。

［1］趙本煊，劉錦華.IE EE1588高精度同步算法的研究與實(shí)現(xiàn)［J］.電光與控制，2006，13（5）:90-91.

［2］劉明哲，徐凱冬，畢宇航.確定性實(shí)時(shí)通信以太網(wǎng)研究［J］.儀器儀表學(xué)報(bào)，2005（8）:50.

［3］肖進(jìn)麗，潘正風(fēng)，黃聲亨.GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)間同步方法研究［J］.測(cè)繪通報(bào)，2007（4）:48-51.

［4］袁振華，董秀平，劉朝英.基于IE EE1588的時(shí)鐘同步技術(shù)及其應(yīng)用［J］.計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2006（12）:27-29.

［5］王龍水，李勇.光傳輸網(wǎng)的抖動(dòng)和漂移［M］.北京:北京郵電大學(xué)出版社，2002:17-21.

Technical discussion on setting of GPS clock synchronization in petrochemical industry

Liu Xinguang
（IT Center of Daqing Petrochemical Company，Daqing 163714，China）

The PN-10 clock synchronization system has been widely used in many large and medium-sized petrochemical enterprises in China.Based on the examples of setting and perfecting clock synchronization function in various plants of coal chemical enterprises，this paper analyzed the implementation method and matters needing attention for clock synchronization in the PN-10 control system

clock synchronization；control system；clock revision；setting

TP273

B

1671-4962（2017）02-0059-03

2017-04-07

劉新光，男，工程師，1996年畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)，現(xiàn)從事石油化工生產(chǎn)裝置過(guò)程控制的研究和應(yīng)用工作。