SZ系列GPS标准时间同步钟使用说明

1、SZ-2U 型GPS(16 路时钟输出)1南京南瑞RS232/485 转换器4、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，对时间的同步精度也越来越高，我们研制的 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 1 科 s。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。它可以同时跟踪视场内的 12 颗 GPS 卫星，自动选择最佳星座进行定位、定时，输出与协调世界时 UTC 时间同步精度为 1 科 s 的秒(1PPS)、分(1PPM)、时(

2、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，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，将大大促进和提高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。、技术指标1 .接收频率：1575.42MHz,可同时跟踪 812 颗 GPS 卫星。2 .天线射

3、频灵敏度：-166dbw,天线配带 30 米馈线。3 .捕获时间：20 秒2 分钟4 .1PPS 输出定时准确度：1 科 s极性：正脉冲阻抗：50a前沿：v20ns5 .1PPM 输出定时准确度：1 科 s极性：正脉冲脉宽：约 1s阻抗：50前沿：v20ns6 .1PPH 输出电平：TTL 电平脉宽：约 100ms 路数：一路电平：TTL 电平定时准确度：1s 电平：TTL 电平极性：正脉冲脉宽：约 1s阻抗：50前沿：v20ns7 .周波测量精度：0.001 周。8 .安全运行天数：可人工预置或清除。9 .突发事件测量：测量精度 1 科 s,格式为 XX 年 XX 月 XX 时 XX 分 X

4、X 秒 XXX 毫秒 XXX 微秒。本机可存储三组突发事件时刻。10 .工频钟：50Hz 市电驱动运行的时钟，开机时与标准钟同步。11 .钟差：标准钟减去工频钟的差值，同步时差值为零，精度 20 毫秒，钟差值的大小反映电网运行的质量。12 .经度、纬度：电网同步钟所在的地理位置。13 .显示：十四位 LCD 显示，显示内容包括周波数，日期，时间，安全运行天数，经度，纬度，工频钟面，钟差（标准钟一工频钟），突发事件时刻。14 .串行口 1,2: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。15 .串行口 3,4:输出时间，日期，周波数，安全天数信息

5、，工频钟面和钟差，可用于异地显示，每秒发一次。16 .电源：输入电压范围：交直流 110V220V10%最大输出功率：30W输入频率范围：4763Hz工作温度范围：-10C+55C三、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有五种。1 .规约 1接口标准：RS232 或 RS422/RS485通讯速率：4800b/s数据位：8 位（ASCn 码）起始位：1 位停止位：1 位校验位：无输出报文格式：语句 1:BJT,YYMMDDhhmmss,XXXX.XX,HHFFPP,ff.fififKCRvLF语句 2:SOE,YYMMDDhh

6、mmss,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，土表示钟差的符号，XXXX.XX 为钟差值（标准钟一工频钟），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，fififi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

7、 中的 YYMMDDhhmmss,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。2 .规约 2接口标准：RS232 或 RS422/RS485通讯速率；4800b/s数据位：8 位（数据为压缩 BCD 码，字符为 ASCH 码）起始位：1 位停止位：1 位校验位：无输出报文格式：HHMMSSYYMMDDFFF1F1F2F2QH2H2MM2S2S2其中：为起始符，为工频标志，为周波标志，为结束标志，以上均为 ASCn 码。HHMMSSYYMMDD 分另 I为北京

8、时间：时，分，秒，年，月，日；FF 为周波数的整数部分；FiFi为周波数的小数点后第一、第二位小数；F2F2为周波数的小数点后第三、第四位小数；H2H2M2M2s2s2为周波钟的时分秒；以上数据均为压缩 BCD 码。3 .规约 3(IRIGB)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。4 .规约 4(DCF77)数据格式： 分、 时、 星期、 月、 年， 以 BCD 方式编码， 每分钟组装完成整个报文信息， 以 TTY 或 RS232方式输出。5.规约 5(T 格式)ASCII 数字和序列(“00”秒时)：序号12 345 67 891

9、011121 314 .1516 171 81)2021 222 32,4信息T99123107235900 CR LF30 3030 3030 303030 303030时钟54 3A toto3A toto3A toto3A 30 to3Atoto3Atoto3A 30: 20 D0A报文39 3931 3933 393732 3935 39B 年月日星期时分秒注：T=响应请求或信息字头每个整分自动发送时间信息接收到“T”后，每分钟循环发送时间信息:=隔离时间单位接口方式：RS232 或 RS422/RS485通讯速率：9600b/s数据位：8 位起始位：1 位停止位：1 位校验位：无四、

10、SZ-1 型1 .结构采用台式塑料机箱，其尺寸为 230(宽)mm320mm(深)标准 4U 工业机箱2 .功能SZ-4U 是在 SZ-2 的基础上将 1PPS1PPM 信号以 16 路为模扩展为 1696 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)以 16 路为模扩展为 1696 路信号输出。3 .面板说明图 9.1(1)LCD1、LCD21PPS 指示次 T 同 SZ-2 型(2)P1P6: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，O 时分脉冲OFF 为秒脉冲注：a.同步脉冲为无源空接点

11、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。12跳践T|34(3)PW 电源板，为扩展板提供工作电源4.背板说明背板布置示意图如图 9.2 所示(1)PW 电源输入(2)P1、P2、P3、P4P5、P6:34 芯扁平电缆插座，用于 1696 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 1,3,531 为空接点“+”端即+24V 电源输入端。 2,4,632 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 1,3,531 为空接点“一端即接地端，24

12、V 地。2,4,632 为空接点“+”端，即同P11曲(+)按地2购(一)脉冲信号输出34接24V4电(一)腺冲信号输出113132无源输出有源输出步脉冲信号输出端。（3）其它：同 SZ-2 型。图 9.2十、SZ 系列 GPS 配套设备（一）SZ-LED 远距离显示器该设备与 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。1 .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 GPSi 板上的四位位

13、码开关的第一位（SW-1）拨至 ON 侧，而其余 3 位（SW-2、SW-3SW-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。2 .安装尺寸其安装尺寸主要以 125（高）mm575（长）mnX75（深）mm标准3 .显示格式（1）日期：0 2年08月08日1 8时18分18秒（3）安全运行天数88888（4）电网周波：50.000H注：a、日期中如需以四位显示年，需预先订制；b“根据用户要求年、月、日、汉字可用“一”表示，时、分、秒汉字可用表不。4 .显示颜色以红色为主，绿色需订制5 .背板说明背板布置示意图如图 10.1 所示图 10.1(1)串行输入信号插

14、座(DB9 孔)其引脚定义：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(6)SZ-TM2 脉冲扩展箱该装置选用 2U 工业机箱与 SZ 系列 GPS 配套使用。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。1 .技术指标(1)1PPS 俞出定时准确度：1s 前沿：20ns 脉冲宽度：100ms(2)1PPM 俞出定时准确度：1s2.面板、背板示意图

15、52-TY2 脉冲扩展装制图 10.2(1)面板PW 为电源指示灯，L1L32分别为 32 路秒或分脉冲输出指示灯。(2)背板前沿：20ns脉冲宽度：1sONOOOOOOOOOOOOOOOOnLIL2L16OOOOOOOOOOOOOOOOL17L32(1)图 10.31PPS1PPM4 针凤凰端子，1PPS1PPM别为秒脉冲和分脉冲输入端,电平输入，也可以 485 方式输入，其中“+”接信号，可以 TTL(1)SW 为两个 8 位位码开关，通过此开关可分别将第 116 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。X1:32 针凤凰端子，输出 16 路无源

16、空接点或有源接点的秒或分脉冲。a.秒脉冲或分脉冲无源输出接口如图 10.4 所示I图 10.4b.秒脉冲或分脉冲有源输出接口如图 10.5 所示图 10.5(4)注：如需 32 路分或秒脉冲的无源空接点输出，则 SWX1 均为上下两排。十一、使用说明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,1PpM1PPH 以及 RS-232X11M1(+)2M1(-)3M2(+).14M7(-)15M8(+)16M18(-)X11

17、7M9(+)18M9(-)19M10(+).30M15(-)31M16(+)32M16(-)SZ-TMZ424V地Mi脉冲对时设备2)X1 端子出线如下图: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 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。6 .翻页

18、显示翻页显示使用面板上的显示键（向下翻页）和数字键（向上翻页）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:SSL-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,hhmm 飒于告警。按一次显示键，则显示日期，即：A-YY:MM:DD年月曰再按一次显示键，则显示安全运行天数，即：A-DDDD 表示天数再按一次显示键，则显示经度，即：DDDMM.MMM度分再按一次显示键，则显示纬度，即：DDMM.MMM度分再按一次显示键，则显示工频钟时间，即：A-HHMM;SSL-时分秒再按一次显示

19、键，则显示钟差（标准钟-工频钟），即：XXXX.XX 单位为秒再按一次显示键，显示第一个突发事件时刻的毫秒数和微秒数，即：A1MMM.UUUt 后一位是科 s再按一次显示键，显示第一个突发事件时刻，即：A2HH:MM:SS时分秒再按一次显示键，显示第一个突发事件时刻的日期，即：A3YY.MM.DD年月日再按一次显示键，显示第二个突发事件的毫秒数，即：A1MMM.UU 最后一位是科 s再按显示键，依次显示第二个突发事件的时间、日期：第三个突发事件的毫秒数和微秒数，时间，日期本组一共可储存三组突发事件的时刻。当第四个事件到来时，第一个自动消失，始终保持三组新数据。如上所述按动显示键时顺序显示，当第 3 个突发事件显示完毕后，再按显示键又从第一个突发事件时刻开始显示，周而复始。当显示完突发事件时刻后，返