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如何解决各控制系统的时钟同步问题?

[日期:2024-08-12]   来源:云南技能考试网  作者:云南技能考试网   阅读:112次

目前大部分的石油化工企业均设置自动化控制系统,主要包括集散控制系统(DCS)、安全仪表系统(SIS)、可燃和有毒气体检测报警系统(GDS),压缩机控制系统(CCS)、成套设备自带控制系(PLC),视频监控系统(CCTV)等。有些企业有多套装置,每套装置设置一套或几套控制系统,控制系统可能分布在各装置区内,虽然能通过相互通讯,把各个系统联系起来,避免了自动化信息孤岛,方便了统一管理、统一调度、提高安全生产水平,增加了生产效益。

但是也带来了一些问题,如各控制系统时钟同步问题,时钟同步目的是使系统内部和系统之间的时间标记数据一致。"

假如某一化工发生事故,由于集散控制系统、安全仪表系统、可燃和有毒气体检测系统、视频监控系统等系统时间不统一,对事故调查、分析事故原因带来很多困难,需要花费了很大的人力物力找出事故发生第一起始点。

01、相关标准规范

1、SH/T 3092-2013《石油化工分散控制系统设计规范》5.3.7 时钟同步5.3.7.1 DCS应具备使网络中各个节点的时钟同步的功能。5.3.7.2 宜由DCS向第三方应用计算机或网络发布时钟同步信号。5.3.7.3 节点数量大于50的网络宜设置时钟同步器。5.3.7.4 时钟同步器的授时精度不应低于1ms,守时精度不应低于2μs/min。5.3.7.5 DCS不应采用无线通信方式的外部时钟源。2、HG/T 20573-2012《分散型控制系统工程设计规范》9.2.2DCS通信系统宜包含一套装置时钟同步系统,以具有接收来自全球定位系统(GPS)的时钟信号的能力。3、SH/T3181-2016《石油化工仪表远程监控及数据采集系统设计规范》

6.5 时钟同步

6.5.1 SCADA应在控制中心配置GPS时钟,SCADA网络中各个节点宜通过时钟同步软件实现时钟同步,同时也可同第三方应用计算机或网络发布时钟同步信号。6.5.2 SCADA,各节点与时钟源的同步精度要求:基于NTP/SNTP时钟同步宜采用±50ms、不应超过±100ms;其他方式时钟同步精度不应超过±100ms。4、GB/T 50770-2013 石油化工安全仪表系统设计规范5.0.20 安全仪表系统内的设备宜设置同一时钟。02

设置的重要性时钟同步的目的是使DCS系统内部和其它系统之间的时间标记数据一致,实际上并不需要绝对时间一致,只要相对时间就足够了,也不需要与某个地域时间绝对一致。DCS具备使网络中各个节点的时钟同步的功能。在实际应用中,当需要与其它系统时钟同步时,宜由DCS向第三方应用计算机或网络发布时钟同步信号,第三方计算机设备与DCS同步。对于不用时间标记记录数据的第三方设备,不必设置时钟同步。网络中节点数量大于50的网络宜设置时钟同步器,时钟同步器的授时精度不应低于lms,守时精度不应低于2μs/min。1. SH/T 3092-2013《石油化工分散控制系统设计规范》5.3.7节要求DCS不应采用无线通信方式的外部时钟源。这是出于对控制系统安全的考虑,该规范6.2.2无线网络中要求DCS严禁采用无线网络,采用无线网络的控制系统及仪表设备不得接入DCS网络,这是对控制系统安全的考虑。2. HG/T 20573-2012《分散型控制系统工程设计规范》9.2节要求通信系统宜包含一套装置时钟同步系统,以具有接收来自全球定位系统(GPS)的时钟信号的能力。3. SH/T 3181-2016《石油化工仪表远程监控及数据采集系统设计规范》6.5节要求SCADA应在调度控制中心配置GPS时钟,SCADA网络中各个节点宜通过时钟同步软件实现。4.GB/T 50770-2013 石油化工安全仪表系统设计规范 5.0.20节要求安全仪表系统的逻辑控制器、工程师站、操作站等设备,可采用逻辑控制器的时钟作为时钟源,使安全仪表系统内设备的时钟一致。大型石油化工工厂的安全仪表系统应与基本控制系统的时钟同步。可采用时钟同步系统作为时钟源。

综上所述,DCS、SIS、GDS、CCS和PLC等控制系统应采用网络时间通信协议(Network Time Protocol-NTP)。NTP应使用标准的世界时间坐标(Universal time coordinated-UTC),UTC应通过1个连接到DCS网络的GPS服务器以确保DCS、SIS、GDS、CCS和 PLC等控制系统的时间同步。03

设置的必要性企业是否设置GPS时钟服务器,与某时区时间一致需要企业根据性质和需求确定。如燃气长输管线的SCADA必须设置GPS时钟服务器,与某时区时间一致,才能保证分布在整条管线上控制系统时间的一致,有利于保证管线的安全运行。一般化工企业做到各个控制系统的时钟同步,满足生产监控的要求即可。


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