子母鐘系統(tǒng)設(shè)計

第十九章子母鐘系統(tǒng)前言根據(jù)XXX大廈的實際情況，本工程采用了中國北極星集團的子母鐘系統(tǒng)。北極星集團是國內(nèi)具有很大影響力的計時專業(yè)化企業(yè)，二十多年來，先后承擔(dān)了幾十項國家重點科研項目，具有雄厚的技術(shù)力量、完備的加工手段、先進的檢測設(shè)備。北極星子母鐘系統(tǒng)先后在伊朗德黑蘭地鐵、北京首都國際機場等多項重大工程中使用。從六十年代北極星開發(fā)研制出第一臺小型石英鐘為地震觀測提供服務(wù)到現(xiàn)在應(yīng)用于智能建筑、地測、航海、交通等各個領(lǐng)域，北極星已成為中國最大的技術(shù)用鐘研究、生產(chǎn)基地。長期的科研開發(fā)積累經(jīng)驗，北極星培養(yǎng)了大批高水平的專業(yè)技術(shù)人員，它研制的各行各業(yè)的特種計時儀表，測量儀器被廣泛的應(yīng)用。德達公司與北極星集團是多年的合作伙伴，并在多座賓館、飯店使用了北極星子母鐘，得到廣泛的好評。我們本著“質(zhì)量第一，信譽全上”的原則和宗旨，竭誠為國內(nèi)外新老用戶提供最優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，最可靠的質(zhì)量保證。

第一節(jié)大規(guī)模區(qū)域時鐘系統(tǒng)技術(shù)介紹根據(jù)大區(qū)域范圍計時對時鐘系統(tǒng)有關(guān)技術(shù)要求，針對系統(tǒng)構(gòu)成方式、系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)等內(nèi)容，我們對阿爾及爾軍官俱樂部子母鐘系統(tǒng)提出如下實施方案。本方案將結(jié)合制造商已完成的時鐘的優(yōu)點，并根據(jù)本工程的需要，將相關(guān)技術(shù)內(nèi)容進行融合，形成一套完備的集中控制時鐘系統(tǒng)。一、系統(tǒng)構(gòu)成本系統(tǒng)由以下幾部分組成：1.中心設(shè)備（包括GPS校準(zhǔn)系統(tǒng)、主備用母鐘系統(tǒng)、自動切換及監(jiān)控系統(tǒng)）.二級母鐘.子鐘.輸出系統(tǒng).電源二、各部分的功能及技術(shù)指標(biāo)中心設(shè)備中心設(shè)備包括以下幾部分：標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星信號接收接收單元信號處理單元系統(tǒng)監(jiān)控單元D?系統(tǒng)接口A.標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星信號接收單元標(biāo)準(zhǔn)信號接收接收單元是為了向時間系統(tǒng)提供高精度的時間基準(zhǔn)面設(shè)置。其核心為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機GPS（GOBELPOSITIONSYSTEM）GPS接收機是以目前組網(wǎng)形成的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）的衛(wèi)星信號傳輸網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，接收并分析衛(wèi)星信號進而獲得時間信息，其時間信號是由地面工作站以高于10-10的精度向衛(wèi)星輸送，然后經(jīng)衛(wèi)星網(wǎng)發(fā)送給全球各地，這一時間信號的特點是覆蓋面廣，可以達到全球任何角落，全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)GPS接收機處理后，時間信號以兩種方式向其他應(yīng)用設(shè)備發(fā)送信號。標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號：精度為10-6，即秒與秒之間的誤差為正負(fù)1微秒，由于它能跟蹤衛(wèi)星信號源，所以脈沖信號無累計誤差，綜合精度可以達到正負(fù)1秒/年。全時標(biāo)信號：信號通過標(biāo)準(zhǔn)RS232接口向外設(shè)傳送，含有年、月、日、時、分、妙信號的ASCII碼。兩種信號均可以在設(shè)備上采用。采用GSP接收機作為信號源的優(yōu)點：1〉信號精度高2〉信號抗干擾能力強，接收機可同時接收五顆衛(wèi)星的信號3〉全球各地統(tǒng)一時間標(biāo)準(zhǔn)由于衛(wèi)星天線與衛(wèi)星接收機技術(shù)匹配的特殊要求（天線---接收機間的距離最好不超過30米），我們?yōu)榱藵M足諸多工程的需要，我們在標(biāo)準(zhǔn)信號單元中設(shè)置了信號中繼器，以使信號傳輸距離達600米。標(biāo)準(zhǔn)信號接收單元中的以下設(shè)備，由廠家提供：柱形衛(wèi)星天線，外形150*120，重量1Kg30米饋線GPS接收機信號中繼器備用電源天線安裝支架主要技術(shù)指標(biāo)：環(huán)境溫度：-10?45攝氏度供電電源：220V50Hz耗電器：＜20W相對濕度：30%?90%計時精度：土1秒/年信號傳輸距離：＜600米接口方式：標(biāo)準(zhǔn)RS422接口由于GPS接收機自身提供的時間信號不能夠直接為其他系統(tǒng)所采用，必須經(jīng)過一定的轉(zhuǎn)換，根據(jù)我們長期應(yīng)有授時型GPS接收系統(tǒng)的經(jīng)驗，在該單元中從軟件技術(shù)上對無效信號，干擾信號，較大誤差信號的鑒別、剔出作了較大的努力，并在實際應(yīng)用中收到良好的效果。同時在硬件電路上我們采用了較大電壓浮動范圍的DC/DC電源模塊，提高了系統(tǒng)工作的可靠性及系統(tǒng)壽命。B.信號處理單元：該單元是北極星率先在國內(nèi)將這一技術(shù)引入標(biāo)準(zhǔn)時間系統(tǒng)，在機型選擇，誤信號消除，可靠穩(wěn)定工作有獨到之處。該單元負(fù)責(zé)以下任務(wù)：接收來自標(biāo)準(zhǔn)單元的標(biāo)準(zhǔn)時間信號，用以將自身的時間精度與標(biāo)準(zhǔn)信號同步，并將同步信號通過接口傳送到監(jiān)控計算機，經(jīng)過RS422接口傳送給其他設(shè)備，通過PCM通道向母鐘發(fā)送，同時與之相關(guān)聯(lián)的設(shè)備的工作信息，指令也需經(jīng)信號處理單元處理后再進行相應(yīng)的饋送、顯示、動作等。它是一個主、付機配置的系統(tǒng)單元，主、副機可以實現(xiàn)自動或手動切換。該單元自身石英晶體的精度為1*10-7，日誤差為0.1秒/天。當(dāng)衛(wèi)星信號非正常情況下，該單元可以脫機運行，用自身的石英晶振提供一個精度為1*10-7的時間信號，指揮下級系統(tǒng)工作。時間處理單元是整個時間系統(tǒng)的中樞設(shè)備，它的工作穩(wěn)定性很大程度上決定了系統(tǒng)的可靠性。我們充分考慮了系統(tǒng)功能的實現(xiàn)與系統(tǒng)的可靠性等綜合因素，所以在整體設(shè)計時我們將信號處理單元考慮為主、副機一備一配置的單元。主要技術(shù)指標(biāo)：環(huán)境溫度：-10?45攝氏度供電電源：交流220V50Hz耗電：<200W相對濕度：30%?90%計時精度：0.1秒/天接口方式：標(biāo)準(zhǔn)RS422接口接口數(shù)量：n個C:系統(tǒng)監(jiān)控單元：該單元的基本功能是利用微機系統(tǒng)對時鐘系統(tǒng)的工作狀態(tài)、故障狀態(tài)進行直觀顯示，并對全系統(tǒng)時鐘進行點對點的控制。監(jiān)控及顯示的基本內(nèi)容如下：1.標(biāo)準(zhǔn)信號接收單元的工作狀態(tài)信號處理單元的工作狀態(tài)二級母鐘、子鐘的工作狀態(tài)通道的工作狀態(tài)5.聲光報警故障時間、地點、類型的記錄及輸出基本故障排除原則等幫助信息全系統(tǒng)子鐘統(tǒng)一的加快、減慢、停止若干時間。為系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)計算機提供時間基準(zhǔn)接口和網(wǎng)卡。10對全系統(tǒng)每一個接點上的子鐘進行控制（包括：加快、減慢、復(fù)位、校對、追加等功能。）監(jiān)控單元基本配置：奔騰166型計算機1臺，內(nèi)存16M,硬盤1.2G軟驅(qū)、光驅(qū)各一個，14”彩顯，局域網(wǎng)卡一個，422接口2個彩色噴墨打印機一臺軟件工作平臺，Win95或Win32計算機監(jiān)控軟件概況：本軟件可以用于監(jiān)控各路母鐘及中心設(shè)備的工作狀態(tài)，一旦發(fā)生故障后，監(jiān)控界面中的狀態(tài)表一欄將變?yōu)榧t色，根據(jù)菜單中的查詢對故障進行定位，并按幫助項的內(nèi)容進行故障排除。在系統(tǒng)中可以增加一個局域網(wǎng)卡，在軟件方面增加網(wǎng)絡(luò)方面的相應(yīng)內(nèi)容。作為一個單位或一個整體系統(tǒng)，聯(lián)網(wǎng)而成局域網(wǎng)，便于系統(tǒng)的管理和控制。監(jiān)控界面菜單功能表聯(lián)機控制增/減打印聯(lián)機控制增/減打印查詢幫助開機與時間系統(tǒng)的通訊聯(lián)絡(luò)，以便于系統(tǒng)狀態(tài)信息的準(zhǔn)確收集加快增加母鐘或子鐘系統(tǒng)工作狀態(tài)硬拷貝，便于交接班故障類型關(guān)于幫助減慢減少母鐘或子鐘檢查原則關(guān)于GPS復(fù)位解決提綱關(guān)于信號處理單元同步恢復(fù)使用關(guān)于母鐘關(guān)于子鐘關(guān)于護作關(guān)于故障其他D:中心傳輸接口中心設(shè)備校時信號、監(jiān)控、控制信號的接收和輸出，均是靠相應(yīng)的接口電路實現(xiàn)的。它分為以下兩種：中心設(shè)備與PCM設(shè)備的接口標(biāo)準(zhǔn)RS422接口E：電源中心母鐘系統(tǒng)設(shè)置有備用電源，該電源是由免維護蓄電池組成的在線式后備電源，此類電源的優(yōu)點是不存在電源切換時間差，電池組的電壓嵌位可以保證系統(tǒng)免受電網(wǎng)電壓波動的影響干擾，后備電源工作時間12小時。二級母鐘包括以下幾部分：A.母鐘B.接口電路C.備用電源二級母鐘系統(tǒng)能夠接收來自中心母鐘的標(biāo)準(zhǔn)信號用以將自身系統(tǒng)校準(zhǔn)，以校準(zhǔn)后的信號指揮子鐘系統(tǒng)運行，系統(tǒng)本身精度位10-6,一旦中心母鐘發(fā)生故障，二級母鐘可以脫機靠自身系統(tǒng)指揮。3?子鐘子鐘分為指針式和數(shù)字式兩種類型A：指針式子鐘：指針鐘的運行是靠子鐘指揮系統(tǒng)自身的石英品體振蕩器進行，每60分鐘判斷一次子鐘機芯的走時誤差。通過與母鐘的校對消除誤差，子鐘系統(tǒng)可以脫離母鐘自動運行，子鐘的指示方式為：時、分二針指示，并具有故障聲光報警。主要技術(shù)指標(biāo)：1.環(huán)境溫度10?45攝氏度室外-30?50攝氏度2.工作電壓DC12V3.自身計時精度0.3秒/日4.力矩800克*厘米子鐘采用專利機芯，帶有準(zhǔn)確位置光電反饋的特種裝置，防水、防塵、防震性能良好。其優(yōu)點是：a:輸出力矩大b:控制簡便

c:環(huán)境適應(yīng)性好d:位置反饋方式先進，能夠向控制系統(tǒng)準(zhǔn)確提供子鐘指示位置信息，可減少由于機械故障而產(chǎn)生的誤差，使系統(tǒng)控制更具可靠性。為了提高子鐘可靠性，便于子鐘維護。在子鐘控制上，采用備用電源和工作電源統(tǒng)一由母鐘提供，子鐘與母鐘系統(tǒng)的配線方式為6芯電纜，4芯用于信號傳輸，2芯用于電源傳輸。B：數(shù)顯式子鐘數(shù)顯式子鐘的運行是靠自身系統(tǒng)進行，通過定時接收母鐘的標(biāo)準(zhǔn)信號，將時間指示刷新后與母鐘一致，子鐘可脫離母鐘自動運行。主要技術(shù)指標(biāo):1.環(huán)境溫度21.環(huán)境溫度2.工作電壓自身計時精度4.功耗室內(nèi)10?45攝氏度AC220V50Hz0.3秒/日視外觀方式而定室外-30?50攝氏度子鐘外觀視工程條件向用戶推薦。第二節(jié)工程設(shè)計本系統(tǒng)應(yīng)用在XXX大廈子母鐘系統(tǒng)。其中，母鐘設(shè)在XXX與XXX共用一臺母鐘。XXX采用數(shù)字鐘，XXX采用室內(nèi)指針用鐘。系統(tǒng)配置：a.中央控制中心設(shè)備一套b.母鐘一套c.子鐘一套數(shù)顯子鐘6個辦公鐘6個主要技術(shù)指標(biāo)溫度范圍：-10?40攝氏度相對濕度：＜85%工作電壓：母鐘平時電源交流220V，電壓波動在+10%?-15%,50Hz母鐘備用電源24V，電壓波動在1+5%?-5%，應(yīng)急4小時數(shù)顯子鐘供電電源：220V，50Hz計時精度：時走月誤差＜1秒斷電保護下時走月誤差＜15秒系統(tǒng)工作電壓：24V,誤差范圍-10%?+10%絕緣強度：系統(tǒng)帶有交流電源部件，金屬外殼能承受2000V