https://ipc2u.com.kz/articles/tekhnologii-i-innovatsii/protokol-ieee-1588v2-printsipy-raboty-i-podderzhivayushchie-ustroystva-v-energetike/
06:47 24.03.2019
Наборы
Избранное
Избранное
Избранные товары
Цена по запросу
Регистрация / Авторизация
Авторизация
Логин:
Пароль:


Забыли пароль? Регистрация
Забыли пароль?
E-mail:
Для восстановления пароля введите e-mail, указанный при регистрации. На ваш e-mail будет выслано письмо с дальнейшими инструкциями.
Промышленная автоматизация
050050, г. Алматы, ул. Лобачевского, 78 офис 207
+7 (727) 296-89-97/88, sales@ipc2u.com.kz
Корзина
Цена по запросу
Скидка -
Всего:

Протокол IEEE 1588v2: принципы работы и поддерживающие устройства в энергетике

В любом деле важна слаженная работа, слаженную работу обеспечивает синхронизация времени: эта простая истина верна с тех пор, как был принят мировой стандарт времени (GMT). Успехи Британской империи прошлых веков отсчитывал единый хронометр, установленный в порту Гринвича.

Развитие цивилизации требовало все больших масштабов синхронизации времени и все большей точности этой синхронизации. В 20 веке было введено всемирное координированное время (UTC), основанное на вращении Земли относительно международной небесной системы координат и равномерной шкале атомного времени (TAI). Время по Гринвичу используется до сих пор в тех случаях, когда дробная часть секунд не важна.

С возникновением промышленных автоматизированных сетей необходимость синхронизации и точности времени возросла. Настройка и управление системой непредставимы без синхронизации времени с высокой точностью. Стабильность, безопасность и эффективность работы системы зависят от степени синхронизации.

Протоколы синхронизации времени.

Для идеальной работы системы важна точность синхронизации времени, которую нужно корректировать непрерывно. В реальности часы «расходятся» всегда. Даже два одинаковых устройства не работают синхронно, под влиянием внешней среды и переменных нагрузок. Между тем необходимо, чтобы все устройства в системе работали синхронно с точностью до наносекунд.

С появлением автоматизированных систем не прекращается работа по повышению точности синхронизации. На сегодняшний день в системах применяется несколько протоколов, различных по степени точности, себестоимости, простоте использования.

NTP делит сеть на разные уровни.jpg

Еще в 50ые годы прошлого века были разработаны технологии кодировки времени в сетях с последовательной коммутацией устройств. Этот стандарт был разработан Inter-range Instrumentation Group. Код IRIG-B состоит из 100 бит и повторяется каждую секунду. Биты кодируют текущее время (дата, час, минута и секунда). Стандарты на основе IRIG-B используются и совершенствуются до сих пор. Например, IEEE 1344 для энергосистем добавил расширение IRIG-B для покрытия года, качества времени, летнего времени, местного времени и високосной секунды. В 2005 году он заменен на IEEE C37.118. Последним обновлением является кода IRIG-B 205-87.

Принципиально новый протокол времени появился в 1985 году. Это NTP - Network Time Protocol. Работа протокола строится на дереве иерархий, когда информация об общем для сети времени поступает на все последующие и конечные устройства. Особенностью протокола является то, что он учитывает время передачи и латентность среды. Точность протокола в его последней четвертой версии достигает 10 мс через Интернет и 0,2 мс и меньше внутри локальных сетей. Таким образом, чем меньше сеть и меньше задержка передачи, тем точнее синхронизация по протоколу NTP.

Что может быть точнее, чем атомные часы? Такие часы установлены на спутниках, вращающихся вокруг земли, и на них основана Система Глобального Позиционирования (GPS). Данные со спутников подаются на GPS приемники. Для корректировки каждый приемник должен получить сигнал от 4 спутников. Это дает сверхточные данные о времени. Чтобы синхронизировать систему по GPS, необходимо несколько приемников для каждого ее уровня. Понятно, что высокая стоимость делает такое решение малоиспользуемым. До тех пор, пока не удастся сократить количество GPS-приемников или понизить их стоимость (что маловероятно), такое решение для синхронизации промышленных сетей остается экономически невыгодным.

Между тем условия работы современных промышленных сетей, особенно энергетических подстанций, требуют синхронизации с точностью до наносекунды. Сбор и регистрация данных, сообщения об ошибках и неполадках в системе, удаленный контроль и управление – все эти приложения эффективно работают только в режиме высокой синхронизации.

Протокол времени IEEE 1588v2

 

В настоящее время наиболее эффективным и наименее затратным является протокол IEEE 1588v2.

Протокол работает по принципу master – slave, где master – высокоточные (атомные) главные часы, а slave – устройство, которое нужно синхронизировать. В системе выделяют Ethernet-коммутатор, определяющий время, и стационарные часы (объединители). После настройки стационарных часов по ним синхронизируется вся сеть. Таким образом, с GPS синхронизируются главные часы (Ethernet-коммутатор), они передают данные стационарным часам, а те – всем устройствам своего уровня. Точность и экономия обеспечиваются тем, что в синхронизации участвует только один приемник GPS.

Для реализации такой синхронизации времени необходимо, чтобы все устройства в сети поддерживали протокол IEEE 1588v2.

IEEE 1588v2.jpg

Для отраслей, в которых синхронизация до наносекунд необходима, производители выпускают устройства с обязательной поддержкой протокола IIEEE 1588v2. Это, в первую очередь, энергетическая отрасль, поэтому Международная Электротехническая Комиссия включает данный протокол в общий энергетический стандарт IEC 61850-2.

Применение протокола IIEEE 1588v2 позволяет оптимизировать работу энергетических подстанций по следующим параметрам:

1.       Оптимизация графика работы

2.       Оптимизация управления питанием

3.       Наблюдение за состоянием оборудования и упреждающая профилактика неисправностей

4.       Анализ возникающих неисправностей.

moxa-15-88-4.jpg

Все это позволяет предотвратить сбои в работе системы и отключение подачи электроэнергии. В результате – высокая эффективность и экономичность работы всей системы. Что немаловажно для отрасли, такой принцип работы является более экологичным, поскольку позволяет значительно снизить ущерб окружающей среде. Таким образом, подстанции, внедрившие протокол IIEEE 1588v2, опережают по рентабельности и надежности другие компании отрасли.

 

Устройства МОХА для синхронизации работы подстанций.

Компания МОХА выпускает промышленные коммутаторы с поддержкой стандарта IIEEE 1588v2

Это прежде всего серия PT-7728-PTP.

Например, PT-7728-PTP-F-24.

Это модульный коммутатор IEC 61850-3 2 уровня, с поддержкой протокола PTPv2, имеет до 28 портов: 3 слота для Fast Ethernet модулей, 1 слот для Gigabit Ethernet модулей, порты Ethernet на передней панели, питание 24 VDC, расширенный диапазон рабочих температур (-40...+85С).

Применение протокола PTPv2 обеспечивает:

·         операции для главных часов «End to End» и «Peer to Peer» (точность – до 1 мкс)

·         Синхронизация часов в сети (точность – 1 нс)

·         Синхронизация всех уровней основных и вторичных сетей подстанции

·         Многофункциональность устройств (главные часы /коммутатор)

·         Постоянная коррекция независимо от изменений в сети

·         Легко устанавливается и настраивается.

moxa-15-88-3.jpg

Встраиваемые компьютеры, которые выполняют функцию стационарных часов в системе по стандарту IEEE 1588v2, представлены линейкой DA-683/DA-685. DA-683/DA-685.

Преимущество данных Embedded-компьютеров:

·         Энергоэкономичные;

·         Промышленное безвентиляторное исполнение;

·         Сертификат IEC 61850-3 специально для энергетической отрасли;

·         Два независимых слота;

·         Удобная конфигурация IEE 1588v2 на Linux для легкой установки и настройки.

Специалисты IPC2U помогут Вам выбрать устройство для решения Ваших конкретных задач.

Статьи по теме

Промышленные контроллеры для автоматизации: новый интеллектуальный контроллер ioLogik серии 2500 от MOXA
23.06.2017
Контроллеры с условным оператором IF-THEN-ELSE разработаны для удаленного управления и программирования. Устройства незаменимы в сфере промышленного интернета вещей (IIoT), поскольку обеспечивают доступ к оборудованию в любой точке планеты, в любое время.
https://ipc2u.com.kz/articles/tekhnologii-i-innovatsii/protokol-ieee-1588v2-printsipy-raboty-i-podderzhivayushchie-ustroystva-v-energetike/
06:47 24.03.2019
Яндекс.Метрика