FH-1000说明书

FH-1000 时间同步系统

说 明

书

成都府河电力自动化成套设备有限责任公司

I

目 录

目 录

1. 装置的用途及特点………………………………………………………1

1.1 概述………………………………………………………………1

1.2 用途………………………………………………………………1 1.3 特点………………………………………………………………1

2．装置的模块结构…………………………………………………………3

2.1 CPU 2.2 2.3

模块…………………………………………………………3

电源模块 …………………………………………………………3 输出模块 …………………………………………………………4

3.工作状态指示 ……………………………………………………………5

3.1 指示灯 …………………………………………………………5 3.2 LCD

显示 ……………………………………………………5

4. 系统结构…………………………………………………………………7 5．技术指标 ………………………………………………………………10

5.1 物理参数 ………………………………………………………10

5.2 环境条件…………………………………………………………10 5.3 电磁兼容性………………………………………………………11 5.4 供电电源…………………………………………………………11 5.5 平均无故障间隔时间……………………………………………11 5.6 时间信号输入……………………………………………………11 5.7 信号输出…………………………………………………………13 5.8 告警信号…………………………………………………………19

6．装置的安装 ……………………………………………………………20 6.1装置的安装位置 ……………………………………………………21 6.2 投入及运行 …………………………………………………………21 6.3 安装避雷器 …………………………………………………………23 7. 附录一：时间同步系统配置选择表……………………………………24 8. 附录二：系统参数设置 ………………………………………………25 9. 附录三：装置的故障与维修……………………………………………31 9.1 告警 …………………………………………………………………31

II

目 录

9.2 时间信号的保持和切换 ……………………………………………31 9.3 可维修性 ……………………………………………………………32 9.4 安全性 ………………………………………………………………32 9.5 装置的维修 …………………………………………………………32

III

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

1. 装置的用途及特点

1.1. 概述：

FH-1000时间同步系统是以先进的FPGA嵌入式系统架构为硬件平台，采用多同步源自适应同步技术，可同时接收GPS、北斗卫星导航系统、IRIG-B码和网络报文，按相关标准定义的优先级自适应选择外同步时钟信号，产生与UTC同步的IRIG-B码、1PPS/1PPM/1PPH脉冲码、串口时间报文，支持NTP/SNTP网络时间协议和IEEE1588 PTP时间协议。FH-1000时间同步系统可向自动化设备提供各种接口形式的各种时间信号。

FH-1000时间同步系统装置分主时钟和信号扩展装置，区别在于主时钟可接收GPS/北斗信号，可单独使用，也可与信号扩展装置组屏使用。

1.2. 用途：

FH-1000时间同步系统可广泛运用于发电厂、变电站、广播通讯、航空防御、金融服务、公共安全等需要标准时间信息和时间同步信号的场合。

1.3. 主要技术特点：

1) 采用FPGA嵌入式系统架构； 2)“北斗+GPS”多同步源自适应同步；

采用多同步源自适应同步技术，可同时接收GPS、北斗卫星导航系统、IRIG-B码和网络报文，并按时间同步系统相关标准定义的优先级自适应选择外部时间基准信号作同步源，并无延时地自动进行同步源切换，无需人工干预。

3) 复现“UTC时间基准”：

采用现代闭环控制守时理论和数字锁相原理，利用外部时间基准对铷钟或OCXO进行控制和智能驯服。使得系统输出的1PPS信号具有很高准确度和稳定度，时间准确度优于±0.2us，真正复现了“UTC时间基准”。

4) 高精度自守时：

采用先进的时间频率测控技术与智能算法，采用铷钟或OCXO进行控制来实现高精度的自守时，使装置守时准确度优于

7*10-9(0.42μS/分钟)，即在外部时间基准异常的情况下，自守时

1

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

误差小于1us/h，远高于55us/h的标准要求。

5) 采用模块化结构设计，多种接口输出，系统功能扩展和容量扩充灵活、方便：

可任意扩展输出IRIG-B码，时、分、秒脉冲（空接点、有源）、时间报文信息、NTP/SNTP及PTP报文。

6) 支持NTP/SNTP/PTP网络时间协议： 提供物理上完全的高速以太网接口，支持多个网段的NTP对时。采用专门设计的硬件同步电路，并利用动态计时网络补偿算法的，NTP/SNTP时间同步准确度优于5us，远高于标准要求的10ms。采用硬件时标技术和高速的时间补偿算法，使得PTP时间同步准确度优于1us。

7) 具备输入传输延迟补偿功能：

可灵活实现输出信号1秒以内的超前或者滞后的任意延时补偿，最小分辨率为20ns，自动补偿由于信号长距离传输引起的误差。

8) 友好的人机交互；

LCD显示日期、时间及同步源状态信息，当外部时间基准信号为GPS/北斗卫星定时信号时，还显示所锁定的卫星数。

9) 支持光纤或同轴电缆级连输入和输出，可以灵活构建基本式、主从式、主备式等多种时间同步系统，输出信号路数根据现场需要可随意扩展。

10) 信号接收可靠性高，不受使用场所地域条件的；

11) 支持双电源热备用，所有信号输出口均经过光电隔离，电磁抗干扰达到Ⅳ级标准。

12) 有监视本装置运行状态的告警接点输出，包括电源消失告警和外同步信号消失告警等。

2

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

2. 装置的模块结构

FH-1000时间同步系统的主时钟装置和信号扩展装置都采用了模块化设计，由CPU模块，电源模块，输出模块等组成。主时钟装置和信号扩展装置除CPU模块外，其他模块完全相同。装置的整体结构框图如下：

电源模块 #1 电源模块 #2GPS接收机北斗接收机 FPGA嵌入式实时控制平台 脉冲信号输出 #1※同步源输入智能判断※ 铷原子钟/OCXO控制 IRIG-B(DC)信号输出 #2IRIG-B输入 #1IRIG-B输入 #2NTP/SNTP报文 ※脉冲信号产生※IRIG-B时码产生 IRIG-B(AC)信号输出 #3时间报文串行输出 #N※时间报文产生按键输入LED指示灯LCD界面显示※NTP/SNTP协议报文产生※人机交互界面处理※系统性能监测及告警铷原子钟/OCXO系统失电告警 时钟源失步告警

2.1. CPU模块：

CPU模块主要完成接收GPS信号，北斗信号及满足IEEE STD 1344-1995标准的IRIG-B(DC)信号功能，输出4路告警信号，2路IRIG-B(DC)信号。

2.2. 电源模块：

电源模块以插件形式实现，采用双电源冗余备份方式，电源输入范围宽且交、直流通用，电源输入范围：110V-220V AC/DC.

2.3. 输出模块:

输出模块包括：

3

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

1)空接点接口输出模块； 2)RS485接口输出模块； 3)RS232接口输出模块； 4)TTL接口输出模块； 5)光纤接口输出模块； 6)IRIG-B(AC)输出模块； 7)NTP/SNTP网络接口输出模块； 8)PTP网络接口输出模块； 2.3.1. 信号可配置的输出模块：

空接点接口输出模块、RS485接口输出模块、RS232接口输出模块、TTL接口输出模块、光纤输出模块均以插件板形式实现，均有输出信号选配的功能。每块插件板可提供10路信号输出。每个模块均以2路为1组，以组为单位，可通过跳线选择输出信号的种类。可选的输出信号有：1PPS、1PPM、1PPH、IRIG-B(DC)、串行口报文。

输出端子定义如下：

针的编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 信号 CH1+ CH1- CH2+ CH2- CH3+ CH3- CH4+ CH4- CH5+ CH5- 针的编号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 信号 CH6+ CH6- CH7+ CH7- CH8+ CH8- CH9+ CH9- CH10+ CH10-

4

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

3. 工作状态指示

3.1. 指示灯：

标准时间同步系统主时钟装置和信号扩展装置在前面板上提供五个指示灯:

电 源 1电 源 2P P S锁 定告 警 1) 电源1指示灯：当装置电源1正常时，灯亮； 2) 电源2指示灯：当装置电源2正常时，灯亮； 3) PPS 指示灯：当系统有输出时，PPS指示灯闪烁；

4) 锁定指示灯：当系统跟踪到当前外部时间基准源时，锁定灯亮； 5) 告警指示灯：外部时间基准信号锁定时，告警指示灯灭；当外部时间基准信号丢失或无效时，告警指示灯亮。

3.2. LCD指示：

日期： 年 - 月 - 日时间： 时 ：分 ：秒 * GPS 06/12 * B1* CPS 03/03 * B2如上图示，标准时间同步系统采用液晶显示屏显示，主时钟装置显示当前日期(年月日)，北京时间，同步源，GPS可见颗数，GPS跟踪颗数，北斗可见颗数，北斗跟踪颗数，IRIG-B输入通道；

5

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

信号扩展装置显示当前日期(年月日)，北京时间，同步源， IRIG-B输入通道，数据每秒刷新一次。

6

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

4. 系统结构

时间同步系统一般由若干台主时钟装置和信号扩展装置以及连接电缆、光缆等组成，它们组成一个屏或几个屏放在主控室和/或继电器小室。标准时间同步系统主时钟装置收到GPS或北斗发出的时间信息和同步信号，经协议转换和时间调整后，通过信号扩展装置将北京时间信息和同步信号送到需要时间信息和时间同步的设备上。

时间信号输出有几种方式，如脉冲方式(1PPS，1PPM，1PPH)，报文方式(RS-232)，IRIG-B码(DC码，AC码)，网络方式(NTP协议和PTP协议)以适应不同的设备需要。

时间同步系统用于750kV/500kV/220kV/110kV变电站时，主时钟一般采用双配置冗余结构。主时钟放在主控室，其典型结构框图如图4.1所示。

光纤天线天线光纤主时钟屏扩展装置屏扩展装置屏扩展装置屏主时钟A主时钟B扩展装置1扩展装置1扩展装置1扩展装置1扩展装置n扩展装置n扩展装置n扩展装置n(主控室)继电器小室1继电器小室2继电器小室nIRIG-B(AC，DC)时间报文(RS232)继电保护装置故障录波器保护管理机I/O测控单元行波测距装置雷电定位系统网络时间协议NTP，SNTP网络交换机脉冲(1PPS，1PPM)RTUSCADA办公设备

7

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

图4.1 时间同步系统双配置冗余结构典型框图(主时钟放在主控室) 主时钟A和主时钟B都可接收GPS或北斗发出时间信号和同步信号，同时主时钟A和主时钟B通过IRIG-B码互为热备。

主时钟A和主时钟B放在不同的小室时，其典型结构框图如图4.2所示：

光纤天线光纤天线光纤主时钟屏A主时钟屏B扩展装置屏扩展装置屏主时钟A主时钟B扩展装置1扩展装置1扩展装置1扩展装置1扩展装置n扩展装置n扩展装置n扩展装置n(主控室)继电器小室1继电器小室2继电器小室nIRIG-B(AC，DC)时间报文(RS232)继电保护装置故障录波器保护管理机I/O测控单元行波测距装置雷电定位系统网络时间协议NTP，SNTP网络交换机脉冲(1PPS，1PPM)RTUSCADA办公设备

图4.2时间同步系统双配置冗余结构典型框图(主时钟放在主控室)

8

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

当变电站主时钟采用单配置结构时，其典型结构框图如图4.3所示：

天线光纤主时钟屏扩展装置屏扩展装置屏扩展装置屏主时钟A扩展装置1扩展装置1扩展装置1扩展装置1扩展装置n扩展装置n扩展装置n扩展装置n(主控室)继电器小室1继电器小室2继电器小室nIRIG-B(AC，DC)时间报文(RS232)继电保护装置故障录波器保护管理机I/O测控单元行波测距装置雷电定位系统网络时间协议NTP，SNTP网络交换机脉冲(1PPS，1PPM)RTUSCADA办公设备

图4.3主时钟采用单配置典型结构框图

9

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

5. 技术指标

5.1. 物理参数：

5.1.1. 机箱：

标准时间同步系统主时钟和信号扩展装置都采用标准的19″机架式机箱，能牢固安装在配电盘立柱上，标准时间同步系统主时钟和信号扩展装置机箱高度为4U或3U，机箱外壳有可靠接地。当为4U机箱时。

外形尺寸：483mm(W)×280mm(L)×177mm(H)(4U) 颜 色：灰色或用户指定。 5.1.2. 天线：

接收天线和安装底座配套。 天线尺寸：77.5mm(D)×66.2mm(H)

底座安装方式：阳管螺纹，24mm(R)×60mm(H) 安装位置：屋顶，可见大部份天空。

电缆：SYV-50-3型，标准长度30米，或用户指定。

5.2. 环境条件：

5.2.1. 装置工作环境：

工作温度：-10℃~ +60℃ 储存温度：-20℃~ +85℃ 湿 度：5％ ~ 95%，不结露 5.2.2. 天线工作环境：

工作温度：-40℃~ +85℃ 储存温度：-40℃~ +100℃ 湿 度：100%，结露

10

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

5.3. 电磁兼容性：

采用多层PCB、SMD和软件容错技术等多种抗干扰措施，抗干扰能力强。符合“GB/T13926-1992 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性”中有关规定的要求，达到Ⅳ级标准。

5.4. 供电电源：

FH-1000时间同步系统可采用双电源供电，交、直流通用。 1) 交流电源：

额定电压：单相110---220V， 允许偏差-20%---+20%. 频率：50Hz,允许偏差±3Hz. 波形：正弦，波形畸变不大于5%。 2) 直流电源：

额定电压：单相110---220V， 允许偏差-20%---+20%. 纹波系数：小于5%。 3) 功率消耗：

不大于15W。

5.5. 平均无故障间隔时间MTBF：

正常使用条件下无须维护。

MTBF：在正常使用条件下大于等于50000h。

5.6. 时间信号输入：

1) 时间同步系统主时钟装置：  GPS全球定位系统；  北斗系统(选配)；  IRIG-B(DC/光纤)；  NTP/SNTP/PTP。

外部时间基准信号的优先级设置符合相关标准的规定：具体优先级为：

11

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

GPS> 北斗>IRIG-B码 >NTP（缺省）。

当时间同步系统主时钟装置同时正常接入以上信号输入时，主时钟按照从前往后的优先级选择有效的外部时间基准，其它外部时间基准作为热后备。

2) 时间同步系统信号扩展装置：  IRIG-B1(DC/光纤)( ST接口)；  IRIG-B2(DC/光纤)(ST接口)；

时间同步系统信号扩展装置用于当主时钟装置输出的时间同步信号容量不足时，提供容量扩充以满足不同使用场合的需要。

当信号扩展装置接入两路IRIG-B码输入时，自动选择两路IRIG-B中质量位数字较小(质量等级较高的)的一路作为该信号扩展装置的外部时间基准，另外一路IRIG-B输入作为后备。若质量等级相同时，则按照通道优先级选择外部时间基准。 5.6.1. 主时钟接收器指标：

1) GPS接收机指标：  频率：L1 C/A码；  接收灵敏度：< -160 dBm；

 同时跟踪：多至12个卫星，采用第五代定位引擎技术，支持可视单星授时；

 冷起动不少于4颗卫星，热起动不少于1颗卫星；

 捕获时间：重新捕获 < 1s，热起动时 < 1s，冷起动时 < 29s；  1PPS精度：优于50ns；  电池寿命：不小于25000h. 2) 北斗接收机指标：  接收机通道：6；

 接收机灵敏度：-157.6dBW；  冷启动首捕时间 < 2s；

12

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

 失锁重捕时间 < 1s；  自动定位时间 < 3 min；  自动授时时间 <3 min；  授时1PPS 精度：优于100ns；

5.7. 信号输出：

EIA标准RS232接口，或者RS485/TTL/空接点/光纤接口。各个输出之间相互隔离，各种同步信号的数量可根据实际需要组合，IRIG-B(DC)时码(RS485)输出，每路可接入10 台授时的设备。 5.7.1. 信号输出种类： 5.7.1.1. 串行报文输出：

串行报文输出模块采用硬件缓存技术，报文发送时刻即为秒的准时沿，时间准确度优于1ms。 5.7.1.2. 输出数据内容：

字节序号 1 含义 帧头 内容 取值范围 <#> ‘#‘ 用下列4个位合成16进制数对应的ASCII码值： Bit3:保留=0 Bit2:保留=0 Bit1:闰秒预告(LSP)：在闰秒‘0’ ～‘9’ 来临前59秒置1，在闰秒到来后‘A’～ ‘F’ 的00秒置0； Bit0:闰秒标志(LS):0正闰秒，1负闰秒； 用下列4个位合成16进制数对应的ASCII码值： Bit3:夏令时预告(DSP):在夏令时切换前59秒置1： Bit2: 夏令时标志(DST)：在‘0’ ～‘9’ 夏令时期间置1： ‘A’～ ‘F Bit1:半小时时区偏移：0不增加，1：时间偏移值额外增加0.5hr Bit0: 时间偏移值符号位：0+，1- 用下列4个位合成16进制数‘0’～‘9’ 对应的ASCII码值： ‘A’～‘F’ Bit3-0:时区偏移值(hr):串口 13

2 状态标志1 3 状态标志2 4 状态标志3 FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

5 状态标志4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 年千位 年百位 年十位 年个位 月十位 月个位 日十位 日个位 时十位 时个位 分十位 分个位 秒十位 秒个位 校验字高字节 校验字低字节 报文时间与UTC时间的差值，报文时间减时间偏移(带符号)等于UTC时间(时间偏移在夏时制期间会发生变化) 用下列4个位合成16进制数对应的ASCII码值： Bits 03-00:时间质量： 0x0:正常工作状态，时钟同步正常 0x1:时间同步异常，时间准确度优于1ns. 0x2: 时间同步异常，时间准确度优于10ns. 0x3: 时间同步异常，时间准确度优于100ns. 0x4: 时间同步异常，时间准确度优于1us. 0x5: 时间同步异常，时间准确度优于10us. 0x6: 时间同步异常，时间准确度优于100us. 0x7: 时间同步异常，时间准确度优于1ms. 0x8: 时间同步异常，时间准确度优于10ms. 0x9: 时间同步异常，时间准确度优于100ms. 0xA: 时间同步异常，时间准确度优于1s. 0xB: 时间同步异常，时间准确度优于10s. 0xF: 时钟严重故障，时间信息不可信。 ASCII码值 ASCII码值 ASCII码值 ASCII码值 ASCII码值 ASCII码值 ASCII码值 ASCII码值 ASCII码值 ASCII码值 ASCII码值 ASCII码值 ASCII码值 ASCII码值 从“状态标志1”直到“日个位”作字节异或的结果(即：异或校验)，将校验字节的十六进制数 14

‘0’～‘9’ ‘A’～‘F’ ‘2’ ‘0’ ‘0’～ ‘9’ ‘0’～ ‘9’ ‘0’～ ‘1’ ‘0’～ ‘9’ ‘0’～ ‘3’ ‘0’～ ‘9’ ‘0’～ ‘2’ ‘0’～ ‘9’ ‘0’～ ‘5’ ‘0’～ ‘9’ ‘0’～ ‘6’ ‘0’～ ‘9’ ‘0’ ～‘9’ ‘A’～ ‘F’ FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

22 23 帧结束标志 帧结束标志 高位和低位分别使用ASCII码值表示。 CR LF 0DH 0AH 报文发送时间：1帧/秒，帧头与1PPS准时沿对齐，偏差≤1ms.通讯波特率：1200bit/s、2400bit/s、4800bit/s、9600 bit/s、19200 bit/s可选，缺省值为9600bit/s。数据位：8位，校验位：偶校验；停止位：1位。通讯波特率设置菜单，详见附表二。

5.7.1.3. 脉冲输出（1PPS/1PPM/1PPH）：

1) 脉冲宽度：100ms；

2) 静态空接点（光隔离）输出：

 允许空接点C、E间外接电压：DC24V（标准），DC110V/220V(可设)；  允许空接点C、E间允许电流：ICE50mA； 3) TTL电平输出：  负载：50欧；  驱动：HCMOS；

4) 其它可选接口：RS232、RS485、光纤 5.7.1.4. IRIG-B(DC)时码输出：

IRIG-B(DC)时码按照IEEE Std 1344-1995标准每秒输出一帧，包含100个码元，每个码元10ms.脉冲宽度编码，2ms/8ms宽度表示二进制0，5ms/5ms宽度表示二进制1，8ms/2ms宽度表示P。

秒准时沿：连续两个8ms/2ms宽度脉冲的第二个脉冲的上升沿。 帧结构如下：

码元序号 0 1～4 5 6～8 9 10～13 定 义 Pr 秒个位，BCD码，低位在前 索引位 秒十位，BCD码，低位在前 P1 分个位，BCD码，低位在基准码元 置“0” 位置识别标志#1 15

说 明 FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

前 14 15～17 18 19 20～23 24 25、26 27、28 29 30～33 34 35～38 39 40、41 42～48 49 50～53 54 55～58 59 60 61 62 63 65~68 69 70 索引位 分十位，BCD码，低位在前 索引位 P2 时个位，BCD码，低位在前 索引位 时十位，BCD码，低位在前 索引位 P3 日个位，BCD码，低位在前 索引位 日十位，BCD码，低位在前 P4 日百位，BCD码，低位在前 索引位 P5 年个位，BCD码，低位在前 索引位 年十位，BCD码，低位在前 P6 闰秒预告（LSP） 闰秒（LS）标志 夏时制（DSP） 夏时制（DST）标志 时间偏移符号位 置“0” 置“0” 位置识别标志#2 置“0” 置“0” 位置识别标志#3 置“0” 位置识别标志#4 置“0” 位置识别标志#5 置“0” 位置识别标志#6 在闰秒来临前1s~59s置“1”，在闰秒到来后的00s置“0” “0”：正闰秒，“1”：负闰秒 在夏时制切换钱1s~59s置“1” 在夏时制期间置“1” “0”：+，“1”：— 时间偏移（小时），二进制，时间偏移=IRIG—B时间—UTC时间（时间低位在前 偏移在夏时制期间会发生变化） P7 位置识别标志#7 时间偏移（0.5h） “0”：不增加时间偏移量 “1”：时间偏移量额外增加0.5h 0×0:：正常工作状态，时钟同步正常 0×1：时钟同步异常，时间准确度优于1ns 0×2：时钟同步异常，时间准确度优于10ns 0×3：时钟同步异常，时间准确度优于100ns 0×4：时钟同步异常，时间准确度优于1us 0×5：时钟同步异常，时间准确度优于10us 16

71~74 时间质量，二进制，低位在前 FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

75 76~78 79 80~88 90~97 98 99 校验位 保留 P8 一天中的秒数（SBS），二进制，低位在前 P9 索引位 P0 0×6：时钟同步异常，时间准确度优于100us 0×7：时钟同步异常，时间准确度优于1ms 0×8：时钟同步异常，时间准确度优于10ms 0×9：时钟同步异常，时间准确度优于100ms 0×A：时钟同步异常，时间准确度优于1s 0×B：时钟同步异常，时间准确度优于10s 0×F：时钟严重故障，时间信息不可信赖 从“秒个位”至“时间质量”按位（数据位）进行奇校验的结果 置“0” 位置识别标志#8 位置识别标志#9 置“0” 位置识别标志#0 5.7.1.5. 调幅IRIG-B(AC)输出：

 载波频率：1KHz；

 信号幅度：高：10.0～11.0V；低：符合2：1～6：1；  调制比要求，缺省为3：1；

 输出阻抗：600欧，变压器隔离输出。

IRIG-B(AC)时码调制比通过菜单设置，详见附录二。 5.7.1.6. NTP对时报文输出：

NTP输出模块有3个以太网RJ45接口(100M/10M,双绞线)，输出满足NTP/SNTP协议。

FH-1000具有多达3个完全的NTP/SNTP网络接口，可同时支持3个网段的网络对时。通过专门设计的硬件同步电路，对时间信息在所经过的网络通路上的延时，及自身固有转换环节所造成的延时，进行高精度解算，可极大减小和消除时间信息在网络上传输上的误差，对时准确度高达5us.

5.7.2. 信号输出精度：

5.7.2.1. 标准时间同步系统主时钟装置信号输出：

序号 项 目 GPS 17

外接同步源名称 北 斗 IRIG-B(DC) FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 1PPS准确度 (TTL) 1PPS准时沿上升时间 (TTL) 1PPS脉冲宽度 (TTL) 1PPM准确度 (TTL) 1PPM准时沿上升时间 (TTL) 1PPM脉冲宽度 (TTL) 1PPH准确度 (TTL) 1PPH准时沿上升时间 (TTL) 1PPH脉冲宽度 (TTL) 1PPS准确度 (空接点) 1PPS准时沿上升时间 (空接点) 1PPS脉冲宽度 (空接点) 1PPM准确度 (空接点) 1PPM准时沿上升时间 (空接点) 1PPM脉冲宽度 (空接点) 1PPH准确度 (空接点) 1PPH准时沿上升时间 (空接点) 1PPH脉冲宽度 (空接点) IRIG-B(DC)准确度 IRIG-B(AC)准确度 串口报文准确度 NTP点对点准确度 守时时钟稳定度 < ±0.2 us < 50 ns 100 ms < ±0.2 us < 50 ns 100 ms < ±0.2 us < 50 ns 100 ms < ±1 us < 300 ns 100 ms < ±1 us < 300 ns 100 ms < ±1 us < 300 ns 100 ms < 0.2 us < 5 us < 1ms < 5us < 50us/天 < ±0.25 us < 50 ns 100 ms < ±0.25 us < 50 ns 100 ms < ±0.25 us < 50 ns 100 ms < ±1 us < 300 ns 100 ms < ±1 us < 300 ns 100 ms < ±1 us < 300 ns 100 ms < 0.25 us < 5us < 1ms < 5us < ±0.3 us < 50 ns 100 ms < ±0.3 us < 50 ns 100 ms < ±0.3 us < 50 ns 100 ms < ±1 us < 300 ns 100 ms < ±1 us < 300 ns 100 ms < ±1 us < 300 ns 100 ms < 0.3 us < 5 us < 1ms < 5us

5.7.2.2. 信号扩展装置输出信号：

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 项 目 1PPS准确度 (TTL) 1PPS准时沿上升时间 (TTL) 1PPS脉冲宽度 (TTL) 1PPM准确度 (TTL) 1PPM准时沿上升时间 (TTL) 1PPM脉冲宽度 (TTL) 1PPH准确度 (TTL) 1PPH准时沿上升时间 (TTL) 1PPH脉冲宽度 (TTL) 1PPS准确度 (空接点) 1PPS准时沿上升时间 (空接点) 1PPS脉冲宽度 (空接点) 1PPM准确度 (空接点) 1PPM准时沿上升时间 (空接点) 1PPM脉冲宽度 (空接点) 1PPH准确度 (空接点) 1PPH准时沿上升时间 (空接点) 1PPH脉冲宽度 (空接点) IRIG-B(DC)准确度 GPS < ±0.2 us < 50 ns 100 ms < ±0.2 us < 50 ns 100 ms < ±0.2 us < 50 ns 100 ms < ±1 us < 300 ns 100 ms < ±1 us < 300 ns 100 ms < ±1 us < 300 ns 100 ms < 0.2 us 18

外接同步源名称 北 斗 IRIG-B(DC) < ±0.25 us < ±0.3 us < 50 ns < 50 ns 100 ms 100 ms < ±0.25 us < ±0.3 us < 50 ns < 50 ns 100 ms 100 ms < ±0.25 us < ±0.3 us < 50 ns < 50 ns 100 ms 100 ms < ±1 us < ±1 us < 300 ns < 300 ns 100 ms 100 ms < ±1 us < ±1 us < 300 ns < 300 ns 100 ms 100 ms < ±1 us < ±1 us < 300 ns < 300 ns 100 ms 100 ms < 0.25 us < 0.3 us FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

20 21 22 23

IRIG-B(AC)准确度 串口报文准确度 NTP点对点准确度 守时时钟稳定度 < 5 us < 1ms < 5us < 50us/天 < 5us < 1ms < 5us < 5 us < 1ms < 5us 5.8. 告警信号：

告警继电器空接点输出。

节点允许外接电压：DC220V/110V/24V.

节点允许流过的电流：1A。

19

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

6. 装置的安装

FH-1000时间同步系统标配一套易于安装的天线(附带天线支架)。天馈线为低损射频同轴电缆，标配为30米。

1) 天线要安装在室外，尽可能安装在屋顶开阔和无视野遮挡的位置。 2) 天线的安装要与避雷针保持水平5米以上的距离，不可高出避雷针的高度，以避免雷击。

3) 天馈线沿敷设管道走线时，弯曲角度需尽量保持自然弯曲度，不可用力弯折，不可折成直角，否则会影响卫星信号的接收。

阴影区域建筑物建筑物

图A 天线应置于屋顶开阔处，避免被建筑物遮挡

高于避雷针避雷针天线>5米<5米建筑物

图B 天线应避免高于避雷针，且避免置于避雷针5米半径的范围内

20

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

R>5cm

图C 天馈线角度必须保持自然弯折，不可外力过度折直

6.1. 装置的安装位置：

装置的安装位置选择原则：

1) 尽可能减少天线的长度，以保证接收到的GPS卫星信号具有一定的强度.

2) 装置应尽量安装在靠近使用时钟信号的装置旁。

6.2. 投入及运行：

6.2.1. FH-1000时间同步系统主时钟：

在接好天线后，装置即可投入运行。接通电源，LCD显示器显示出示经同步的日期，北京时间。装置在新的位置安装好，上电后需要进行初始化。初始化结束后，装置与GPS卫星同步，显示标准北京时间。一段时间后系统锁定，锁定灯亮，秒脉冲指示灯闪烁。以主时钟接上GPS为例，完整的锁定过程如下：

1)接通电源，装置开始工作。此时，面板上液晶显示屏显示如下：

系统初始化 请稍后… 2)约10s后，显示未同步的公历日期和北京时间：

21

R<5cmFH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

日期： 年 - 月 - 日时间： 时 ：分 ：秒 3)捕获到的GPS卫星数渐增加，显示如下：

日期： 年 - 月 - 日时间： 时 ：分 ：秒 GPS 06/12 CPS 03/03 4)GPS源锁定，“GPS 05/08”前的“*”闪烁，装置与GPS卫星时间同步，显示标准北京时间(一般，当捕获到的GPS卫星数不少于5颗时，GPS源将会锁定)：

“*GPS 06/12”: “*”闪烁表示GPS源锁定，“06/12”表示可见12颗星，捕获6颗星。

5)如果接入有效的IRIG-B源时， “IRIG *B1 *B2”：“*B1” “*B2”表示通道1,2上接入了IRIG-B源，“*”闪烁表示相应的源锁定。

对于所有的时钟输入源，液晶显示屏上时钟输入源。若前面有“*”闪烁，表示相应的源锁定。

日期： 年 - 月 - 日时间： 时 ：分 ：秒 * GPS 06/12 * B1* CPS 03/03 * B2日期： 年 - 月 - 日时间： 时 ：分 ：秒 * GPS 06/12 * B1* CPS 03/03 * B2

22

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

6)外部时钟源锁定后，装置按设定的优先级自适应选择外部时钟信号源作为同步时钟源，约300S后系统锁定，锁定指示灯亮，之后，秒脉冲指示灯闪烁，各种输出接口开始有信号输出。 6.2.2. 信号扩展装置：

在接好满足IEEE STD 1344-1995标准的IRIG-B信号输入和设置好有关接口模块后，接通电源，装置即可投入运行。

1)打开电源，系统即开始工作。此时，面板上液晶显示屏显示如下：

系统初始化 请稍后… 2)约10s后，显示未同步的公历日期和北京时间：

日期： 年 - 月 - 日时间： 时 ：分 ：秒 “IRIG *B1 *B2”：“B1”，“B2”表示通道1,2上接入了有效的IRIG-B源，“*”闪烁表示相应IRIG-B时间质量非异常。如果接入IRIG-B无效则不会显示“*”，如果没有接入IRIG-B，则不会显示“Bn”(n=1,2)字样。

3)外部时钟源锁定后，装置按设定的优先级自适应选择外部时钟信号源作为同步时钟源，约300s后系统锁定，锁定指示灯亮，秒脉冲指示灯闪烁，各种输出接口开始有信号输出。

6.3. 避雷器安装：

FH-1000时间同步系统具备完善的防雷保护措施，GPS天线安装有避雷器。

23

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

7. 附录一：时间同步系统配置选择表

下表为FH-1000时间同步系统的输入输出插件及容量配置，其中标注有“主时钟”的是主时钟装置有而信号扩展装置没有的，其它接口为共有接口。一个机箱输出插件最多可配置10块。

其中，对于空接点，DC24V，DC110V/220V可选。

插件类型 输入插件 输出插件 信号分类 GPS 1路(主时钟) 北斗 1路(主时钟) 铷原子钟/ocxo IRIG-B(DC) IRIG-B(DC) 接口类型 天线 天线 N/A ST光纤(多模) TTL RS485(差分) RS232 空接点 ST光纤(多模) ST光纤(多模) 输出阻抗600欧 TTL RS485(差分) RS232 空接点 ST光纤(多模) TTL RS485(差分) RS232 空接点 ST光纤(多模) RJ45电口 失电，失步，备用 说明 可选配 可选配 2路 每块插件板10路 每块插件板10路 每块插件板10路 每块插件板10路 每块插件板8路 CPU插件板2路 每块插件板10路 每块插件板10路 每块插件板10路 每块插件板10路 每块插件板10路 每块插件板8路 每块插件板10路 每块插件板10路 每块插件板10路 每块插件板10路 每块插件板8路 3路 共4路 IRIG-B(AC) 串口报文 1PPS/1PPM/1PPH 固定插件 NTP 告警接点 注:

1) 所有插件可根据用户特殊要求定制。

2) 每块插件板均可以通过跳线来设置不同的信号种类。 3) 天线标准配置为30米，若需要加长，订货时需特别注明。

24

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

8. 附录二：系统参数设置

返回设置

这四个按键是复用键，四个键的主要

作用是：

返回 这个按键就是返回上一级，或取消操作。

设置 这个按键就是功能操作键。

这个按键就是向上移动，或增加操作键。

这个按键就是向下移动光标的作用。

8.1. 界面：

日期： 年 - 月 - 日时间： 时 ：分 ：秒* GPS 06/12 * B1 * CPS 03/03 * B2 8.2. 操作：

返回设置设置按键面板

上的“”，进入密码

输入界面：

25

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

请输入密码 000000

设置 密码验证通过后再次按“注：其它操作类似。 8.2.1. 基本参数：

”按钮进入设置菜单界面。

基本参数设置子菜单包括了时区设置，口令设置，夏时制开始时间设置，夏时制结束时间设置和输入传输延时设置信息。

时区设置密码设置夏令时开始 夏令时结束 输入传输延时1.时区设置：

设置时区，即当前位置时区。

本地时区UTC + 08 hour 图中设置当前为东8区。 2.口令设置：

请输入密码 000000 26

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

3.夏时制开始时间：

夏令时开始时间 2011–05 – 01–00 设置夏时制开始时间，图中信息为2011年5月1日00时开始。 4.夏时制结束时间：

夏令时结束时间 2011–10 – 01–00 设置夏时制结束时间，图中信息为2011年10月1日00时结束。 5.传输延时补偿设置：

设置装置输出信号的延迟补偿，此设置项将对所有输出有效，除NTP。

输入传输延时+ 000 , 000 , 300ns 图中设置输出延迟补偿为-300ns，所有输出信号将会提前300ns输出 8.2.2. 网络参数：

网络参数设置子菜单主要是与NTP、网络相关的设置。包括本机IP地址设置、网关IP地址设置、服务器IP地址设置、客服端网络延时设置和服务器网络延时设置。

27

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

本机IP网关IP服务器IP 客户端网络延时 服务器网络延时 1．本机IP：

本机IP192.168.001.116 图中将网口的IP地址设置为192.168.1.116.其他网口设置方法相同。 2．网关IP：

设置装置的默认网关，即默认路由。

网关IP192.168.001.001 图中设置默认网关为192.168.1.1。 3.服务器IP：

设置装置作为NTP客户端时请求NTP服务器的地址。

服务器IP192.168.001.019 图中将服务器地址设置为192.168.1.19。

注：服务器IP不可以和本地任意网口的IP地址相同。 4.客户端网络延时：

装置作为NTP客户端时，可以对NTP时间进行超前或滞后的补偿。

28

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

客户端网络延时+ 000 , 000 , 1us 设置范围为±1s，设置精度为0.1us. 5.服务器网络延时：

装置作为NTP服务器时，可以对NTP输出时间进行超前或滞后的补偿。

服务器网络延时+ 000 , 000 , 1us 设置范围为±1s，设置精度为0.1us.

注：不建议在服务器端设置此项，而是在客户端设置补偿。 8.2.3. 其它参数：

其他参数设置子菜单主要是与串口输出、时间偏移、PPX和B码输出的设置。

波特率时间偏移PPX设置 AM输出设置 1.波特率：

设置装置串口输出的波特率。可以选择波特率：1200、2400、4800、9600、19200。

波特率9600 BIT /S 图中设置串口波特率为9600bps。

29

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

2.时间偏移：

设置半小时时区偏移。OFF为不增加；ON为时间偏移值额外增加0.5hr。

时间偏移OFF 图中设置不增加。 3.PPX设置：

设置装置PPX输出为PPS、PPM或PPH。

PPX输出类型PPS 图中设置PPX为输出PPS。 4.AM输出设置：

设置装置B码AC信号输出的调制比。可以选择调制比：：4、1：5、1：6。

AM输出设置1 : 3图中设置AC码调制比为1：3。

30

：2、1：3、11

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

9. 附录三：装置的故障与维修

9.1. 告警：

9.1.1. FH-1000装置的告警信号：

1) 标准时间同步系统主时钟装置有下列告警信号输出：  电源中断；

 外部GPS时间基准信号消失告警；  外部北斗时间基准信号消失告警；

 外部IRIG-B(DC/光纤)码时间基准信号消失告警； 2) 信号扩展装置有下列告警输出：  电源中断；

 外部IRIG-B1(DC/光纤)通道的时间基准信号消失告警；  外部IRIG-B2(DC/光纤)通道的时间基准信号消失告警；  备用；

标准时间同步系统主时钟装置和时间同步系统信号扩展装置告警信号的电接口类型为继电器空接点(接点容量：250V@5A). 9.1.2. 告警显示：

装置智能识别是否有外同步信号接入。对于主时钟，如果已接入的外部GPS/北斗同步信号消失，或外部IRIG-B(DC)码信号消失；对于时间同步系统信号扩展装置，如果外部IRIG-B(DC)码信号丢失，装置都会发出告警信号并保持，外部同步信号重新接入告警自动消失。

9.2. 时间信号的保持和切换：

标准时间同步系统主时钟装置和信号扩展装置内部都具备时间保持单元，当接收到外部时间基准信号时，主时钟被外部基准信号同步；当接收不到外部时间基准信号时，保持一定的走时准确度，使输出的时间同步信号仍能保证一定的准确度。

当外部时间基准信号从消失到恢复时，标准时间同步系统主时钟装置

31

FH-1000时间同步系统说明书 成都府河公司

和时间同步系统信号扩展装置自动切换到正常状态工作，切换时间小于0.1s。切换时主时钟输出的时间同步信号不出错：时间报文无错码，脉冲码不多发或少发。

9.3. 可维修性：

采用更换损坏部件维修的办法，标准时间同步系统主时钟装置和时间同步系统信号扩展装置的平均维修时间(MTTR)不大于30min.

9.4. 安全性：

标准时间同步系统主时钟装置和信号扩展装置的各种输入，输出接口均在电气上进行了相互隔离，以减少电磁干扰对时间信号与各被同步设备的影响。

标准时间同步系统主时钟装置和信号扩展装置的各种输入，输出接口发生短暂(持续时间≤5min)短路或接地时，不会给设备带来永久性损伤。

9.5. 装置的维修：

当装置出现故障时，请按下列步骤操作：

1) 合上装置的电源开关，若LCD无显示，请检查电源开关和电源输入端子,如果还不行，可以检查一下液晶与母板的通讯线。 2) 运行中若装置显示异常不能自动复位，可关机重开机。

3) 开机超过半个小时后，仍接收不到GPS信号，请检查天线安装是否有不妥之处。

4) 运行中如果告警指示灯常亮，表明装置失去同步，请检查接线安装情况是否良好。

以上问题经过检查后，如果仍然不能解决，请与成都府河电力自动化成套设备有限公司联系。

32