gps-01系列說明書資料

國電南自標(biāo)準(zhǔn)備案號(hào)：2492-2004GPS-01系列衛(wèi)星同步時(shí)鐘裝置說明書國電南京自動(dòng)化股份有限公司GUODIAN NANJING AUTOMATION CO.，LTD安全聲明警告：請(qǐng)不要帶電插拔天線，以免損壞精密器件。危險(xiǎn)：請(qǐng)不要用手觸摸裝置除機(jī)殼外的裸露帶電部分和印制板上的器件管腳。版本聲明本說明書適用于 GPS-01系列(含A型、B型、D型)衛(wèi)星同步時(shí)鐘裝置。1．軟件1.2版本。2．硬件1.2版本。產(chǎn)品說明書版本修改記錄表1098765432V1.2V1.22009.21V1.1V1.12006.6序號(hào)說明書版本號(hào)修改摘要軟件版本號(hào)修改日期*技術(shù)支持電話：（025）51183240傳真：（025）51183077本說明書可能會(huì)被修改，請(qǐng)注意核對(duì)實(shí)際產(chǎn)品與說明書的版本是否相符2009年2月第2版第1次印刷國電南自技術(shù)部監(jiān)制目錄安全聲明版本聲明1概述................................................................................11.1適用范圍........................................................................11.2功能配置及型號(hào)..................................................................11.3性能特點(diǎn).......................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。2技術(shù)性能及指標(biāo)......................................................................22.1額定電氣參數(shù).....................................................................22.2主要技術(shù)指標(biāo)....................................................................22.3環(huán)境條件........................................................................52.4功率消耗........................................................................62.5絕緣性能........................................................................62.6耐濕熱性能......................................................................72.7電磁兼容性......................................................................72.8機(jī)械性能........................................................................72.8.1振動(dòng).........................................................................................................................................72.8.2沖擊.........................................................................................................................................72.8.3碰撞.........................................................................................................................................73裝置工作原理........................................................................74系統(tǒng)異常處理........................................................................95系統(tǒng)連接............................................................................95.1通信與規(guī)約.......................................................................96硬件構(gòu)成............................................................................96.1系統(tǒng)/裝置的構(gòu)成特點(diǎn).............................................................96.2結(jié)構(gòu)、外觀及安裝尺寸............................................................96.3面板布置.......................................................................117裝置的安裝及操作說明................................................................157.1天線的安裝.....................................................................157.2裝置的安裝位置.................................................................157.3裝置的投入及運(yùn)行...............................................................158裝置的故障與維修...................................................................169訂貨須知及其他......................................................................16概述1.1 適用范圍GPS-01系列(含A型、B型、D型)衛(wèi)星同步時(shí)鐘裝置，接收 GPS(全球定位系統(tǒng))衛(wèi)星發(fā)送的同步信號(hào)串行數(shù)據(jù)，以多種接口方式提供精準(zhǔn)時(shí)間和同步信號(hào)。可應(yīng)用于多種場合，如 :為電力自動(dòng)化裝置如故障錄波器、事件記錄儀、微機(jī)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)及微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等提供時(shí)間標(biāo)記。提供頻率監(jiān)視的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘。電力調(diào)度可通過工頻鐘與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的差異，計(jì)算出頻率誤差積累。為相位測量提供精確同步時(shí)鐘，以保證相位測量的準(zhǔn)確性。電力故障測距?？v聯(lián)式繼電保護(hù)裝置的試驗(yàn)。工頻頻率測量。1.2 功能配置及型號(hào)GPS —01 □特征代號(hào)（A：32路接點(diǎn)B：64路接點(diǎn)D：頻率測量）系列代號(hào)功能代號(hào)多種輸出方式：分 /秒脈沖、RS232/485/422、IRIG-B/DCF-77A型 2U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱；脈沖輸出 32路，RS2322路，B碼差分4851路；或脈沖輸出 24路，RS2322路，IRIG-B/DCF-778 路；或B碼差分485輸出32路，RS2322路B型 4U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱；脈沖輸出 64路，RS2328路，B碼差分4851路；或脈沖輸出 48路，RS2328路，IRIG-B/DCF-7716 路或B碼差分485輸出64路，RS2328路BK型 B 型擴(kuò)展,4U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱；脈沖輸出 64路，RS2328路，B碼差分4851路或B碼差分485輸出64路，RS2328路D型 1U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱;工頻頻率測量， RS2322路，RS4222路1技術(shù)性能及指標(biāo)2.1 額定電氣參數(shù) 電源參數(shù)電壓：100V—250V交直流兩用；頻率：50Hz±5%； 接收頻率：1575.42MHz2.2 主要技術(shù)指標(biāo)2.2.1工頻采樣回路精確工作范圍a)電壓：100V～250Vb)頻率范圍：45Hz～55Hzc)精確度：0.01Hz 天線接收靈敏度-166dBW天饋線長度 30米，可根據(jù)用戶需求加長到 50米、100米等。 捕獲時(shí)間瞬時(shí)斷電后重開機(jī)：≤ 20s位置未變重開機(jī)：≤ 45s位置變化重開機(jī)：≤ 90s本地第一次開機(jī)：≤ 120s 輸出接口a) 脈沖輸出接點(diǎn)定時(shí)精度：1μs輸出接口：空光耦，耐壓 300V。脈沖特性：正脈沖， 脈寬：200ms±10%，上升沿：<20ns接口數(shù)量：A型:32 路型:64路RS-232/485接口A、B型:每秒輸出一幀，傳輸速率 9600bps，8位數(shù)據(jù)，1位起始位，1位停止位，無校驗(yàn)。2幀格式（—）如下，適用于水電自動(dòng)化：序號(hào)12345678910111213141516內(nèi)容STDDDDDDDDDDDDXORA時(shí)時(shí)分分秒秒日日月月年年校驗(yàn)對(duì)時(shí)含義幀頭幀頭十位個(gè)位十位個(gè)位十位個(gè)位十位個(gè)位十位個(gè)位十位個(gè)位碼結(jié)束舉例53H54H30H38H32H30H33H30H31H30H30H37H39H38H0EH41H說明：校驗(yàn)碼為3-14數(shù)據(jù)的異或校驗(yàn)。舉例：98年7月10日8時(shí)20分30秒，信息格式見上表。幀格式（二）如下，適用于輸變電和火電自動(dòng)化：BJT,YYMMDD,hhmmss,<CR><LF>共(20個(gè)字節(jié)):BJT:同步頭,3字節(jié)BJT的ASCII，十六進(jìn)制碼=42H4AH54H,:間隔碼,1字節(jié)ASCII，十六進(jìn)制碼=2CHYY:年份數(shù),2字節(jié)ASCII，MM:月份數(shù),2字節(jié)ASCII，DD:日期數(shù),2字節(jié)ASCII，,:間隔碼,1字節(jié)ASCII，十六進(jìn)制碼=2CHhh:小時(shí)數(shù),2字節(jié)ASCII，mm:分時(shí)數(shù),2字節(jié)ASCII，ss:秒時(shí)數(shù),2字節(jié)ASCII，,:間隔碼,1字節(jié)ASCII，十六進(jìn)制碼=2CH<CR><LF>：結(jié)束碼，2字節(jié)ASCII十六進(jìn)制碼=0DH0AH例：ASCII碼報(bào)文：BJT,071225,133025,<CR><LF>16進(jìn)制報(bào)文：424A542C3037313232352C3133333032352C0D0A時(shí)間為：07年12月25日，13時(shí)30分25秒。D型:每秒鐘輸出一幀。數(shù)據(jù)格式：9600波特，8位數(shù)據(jù)、1位起始位、1位停止位、無校驗(yàn)。幀格式： 42hmsYYMD46FFf043000000T0D同步頭，1字節(jié)；小時(shí)數(shù)，1字節(jié)BCD碼；分鐘數(shù)，1字節(jié)BCD碼；秒鐘數(shù)，1字節(jié)BCD碼；年份數(shù)，2字節(jié)BCD碼；月份數(shù)，1字節(jié)BCD碼；日期數(shù)，1字節(jié)BCD碼；46: 間隔碼,1 字節(jié)；頻率，2字節(jié)BCD碼；頻率估計(jì)位，0.5字節(jié)BCD碼；043000000： 間隔碼，4.5字節(jié)；T: 1 字節(jié)衛(wèi)星同步標(biāo)志，找到 3顆以下衛(wèi)星時(shí)為 23，找到3顆或3顆以上衛(wèi)星時(shí)24；30D: 結(jié)束碼，1字節(jié)。IRIG-B(直流碼)接口物理接口可選擇用差分 485或光耦空節(jié)點(diǎn)輸出。幀格式如下：精度1μs。每秒1幀，每幀十個(gè)字，每字十位，每位周期為10ms,每位以高點(diǎn)平開始，持續(xù)時(shí)間2ms為二進(jìn)制碼‘0’，5ms為‘1’，8ms為位置識(shí)別或秒脈沖起始標(biāo)志。第一個(gè)100ms：秒第二個(gè)100ms：分第三個(gè)100ms：時(shí)第四個(gè)100ms：天低(Second)(0-59)(Minute)(0-59)位位編號(hào)位權(quán)位編號(hào)位權(quán)位編號(hào)位權(quán)位編號(hào)位權(quán)秒起始標(biāo)志位811512111192162222221041742343411818824848索引位索引位索引位索引位1210191025105101320202026206201440填充2740740填充填充2880位置識(shí)別位(P1)位置識(shí)別位(P2)位置識(shí)別位(P3)位置識(shí)別位(P4)第五個(gè)100ms：天高第六個(gè)100ms：年第七個(gè)100ms：填充第八個(gè)100ms：校驗(yàn)位位編號(hào)位權(quán)位編號(hào)位權(quán)位編號(hào)位權(quán)位編號(hào)位權(quán)29100311填充填充30200322填充填充填充334填充填充填充348填充填充索引位索引位索引位索引位填充3510填充校驗(yàn)位填充3620填充填充填充3740填充填充填充3880填充填充位置識(shí)別位(P5)位置識(shí)別位(P6)位置識(shí)別位(P7)位置識(shí)別位(P8)第九個(gè)100ms：填充 第十個(gè)100ms：填充位編號(hào) 位權(quán) 位編號(hào) 位權(quán)填充 填充填充 填充填充 填充填充 填充索引位 索引位填充 填充4填充 填充填充 填充填充 填充位置識(shí)別位(P9) 位置識(shí)別位(P10)d)DCF-77接口脈沖號(hào)含義(0.1s=0,0.2s=1)0分脈沖,always0(0.1s)1-14保留位0=正常天線,1=備用天線1=時(shí)區(qū)切換17,18時(shí)區(qū)0,1=東1區(qū);1,0=東2區(qū)19跳躍秒20時(shí)間編碼的起始位。總是121-27分，7位BCD碼，第21位為低2821-28位的偶校驗(yàn)位29-34時(shí)，6位BCD碼，第29位為低3529-35位的偶校驗(yàn)位36-41天，6位BCD碼，第36位為低42-44星期，3位BCD碼，第42位為低45-49月份，5位BCD碼，第45位為低50-57年份，8位BCD碼，第50位為低5836-58位的偶校驗(yàn)位59無任何脈沖2.3 環(huán)境條件正常工作大氣條件a)環(huán)境溫度：-10℃～＋40℃；相對(duì)濕度：5％～95％；（產(chǎn)品內(nèi)部不凝露，不結(jié)冰）；大氣壓力：66kPa～110kPa。貯存、運(yùn)輸環(huán)境條件-25℃～＋70℃，相對(duì)濕度不大于85％。周圍環(huán)境a）不允許有超過GB/T14598.9－2002中4.1.1規(guī)定的試驗(yàn)嚴(yán)酷等級(jí)為Ⅲ級(jí)的電磁場存在；b） 場地應(yīng)符合 GB/T9361－1988中B類安全要求；c） 使用地點(diǎn)不出現(xiàn)超過 GB/T11287－2000規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為 I級(jí)的振動(dòng)；不發(fā)生超過 GB/T17742－1999規(guī)定的烈度為Ⅶ度的地震；5d）裝置的使用地點(diǎn)應(yīng)無爆炸危險(xiǎn)的物質(zhì)，周圍介質(zhì)中不應(yīng)含有能腐蝕金屬、破壞絕緣和表面敷層的介質(zhì)及導(dǎo)電介質(zhì)，不允許有嚴(yán)重的霉菌存在；e） 有防御雨、雪、風(fēng)、沙、塵埃、雷電的措施；f） 接地電阻應(yīng)符合 GB/T2887－2000中4.4的要求。2.4 功率消耗不大于10W；2.5 絕緣性能 絕緣電阻在中條規(guī)定的大氣條件下，裝置的通信接口回路對(duì)地，用開路電壓為直流500V兆歐表測量其絕緣電阻值，應(yīng)不小于100MΩ。電源和工頻輸入回路對(duì)地，用開路電壓為直流1000V兆歐表測量其絕緣電阻值，應(yīng)不小于 50MΩ。 介質(zhì)強(qiáng)度在中 規(guī)定的正常試驗(yàn)大氣條件下，裝置能承受頻率為 50Hz，歷時(shí) 1min的工頻耐壓試驗(yàn)而無擊穿閃絡(luò)及元件損壞現(xiàn)象；b) 工頻交流試驗(yàn)電壓值按表 1進(jìn)行選擇，泄漏電流整定為 10mA,采用直流試驗(yàn)電壓，其值為規(guī)定的工頻交流試驗(yàn)電壓值的 1.4倍；試驗(yàn)過程中，任一被試回路施加電壓時(shí)，其余回路等電位互聯(lián)接地。表1各回路試驗(yàn)電壓要求單位為伏特被試回路額定絕緣電壓試驗(yàn)電壓泄漏電流mA電源輸入回路——地>60200010工頻輸入回路——地>60200010通信口——地≤605005 沖擊電壓在正常試驗(yàn)大氣條件下，裝置的直流輸入回路、交流輸入回路、輸出觸點(diǎn)等各回路對(duì)地，以及電氣上無聯(lián)系的各回路之間，應(yīng)能承受 1.2/50μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波的短時(shí)沖擊電壓試驗(yàn)。當(dāng)額定絕緣電壓大于60V時(shí)，開路試驗(yàn)電壓為 5kV；當(dāng)額定絕緣電壓不大于 60V時(shí)，開路試驗(yàn)電壓為 1kV。62.6 耐濕熱性能裝置應(yīng)能承受 GB/T 2423.9－2001規(guī)定的恒定濕熱試驗(yàn)。試驗(yàn)溫度＋ 40℃±2℃、相對(duì)濕度（ 93±3）％，試驗(yàn)時(shí)間為 48h，在試驗(yàn)結(jié)束前 2h內(nèi)，用開路電壓為直流 500V的兆歐表，測量各外引帶電回路部分對(duì)外露非帶電金屬部分及外殼之間、以及電氣上無聯(lián)系的各回路之間的絕緣電阻應(yīng)不小于 1.5MΩ；介質(zhì)強(qiáng)度不低于表 1規(guī)定的介質(zhì)強(qiáng)度試驗(yàn)電壓值的 75％。2.7 電磁兼容性裝置的電磁兼容性能如表靜電放電抗干擾度射頻電磁場輻射抗干擾度電快速瞬變脈沖群抗擾度浪涌（沖擊）抗擾度1MHZ脈沖群抗擾度脈沖磁場抗擾度

2。表2 電磁兼容性能滿足GB/T14598.14－1998中4.2規(guī)定的靜電放電抗干擾 3級(jí)試驗(yàn)。滿足GB/T14598.9－2002中規(guī)定的射頻電磁場輻射抗干擾度 3級(jí)試驗(yàn)滿足GB/T14598.10－1996中的電快速瞬變脈沖群抗擾度 3級(jí)試驗(yàn)。滿足GB/T17626.5-1999 標(biāo)準(zhǔn)（idtIEC61000-4-5:1995 ）、浪涌（沖擊）抗擾度3級(jí)試驗(yàn)。滿足GB/T14598.13－1998中 規(guī)定的試驗(yàn)嚴(yán)酷等級(jí)為 3級(jí)的脈沖群干擾試驗(yàn)滿足GB/T17626.9－1998標(biāo)準(zhǔn)（idtIEC61000-4-9:1993 ）、脈沖磁場抗擾度5級(jí)試驗(yàn)。2.8 機(jī)械性能振動(dòng)裝置能承受 GB7261中16.3規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為 I級(jí)的振動(dòng)耐久能力試驗(yàn)。沖擊裝置能承受 GB7261中17.5規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為 I級(jí)的沖擊耐久能力試驗(yàn)。碰撞裝置能承受 GB7261第18章規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為 I級(jí)的沖擊耐久能力試驗(yàn)。裝置工作原理如圖所示：7濾波 頻率測量 看門狗天線衛(wèi)星接收模塊CPU處理模塊信息顯示信息輸出衛(wèi)星接收模塊: 該模塊用于接收 GPS衛(wèi)星信號(hào)，輸出時(shí)間精度為 1微秒的 1PPS脈沖，并通過RS232串行口輸出國際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間、日期和接收器所處地理位置 (經(jīng)緯度)等信息。處理模塊:從衛(wèi)星接收模塊收到標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間信息，轉(zhuǎn)換成北京時(shí)間，送給液晶顯示模塊，同時(shí)按照一定格式向外發(fā)送。同時(shí)測量一秒內(nèi)工頻軟件流程圖如圖：中斷1上電初始化中斷2時(shí)間接收工頻測量計(jì)算產(chǎn)生工頻數(shù)據(jù)北京時(shí)間轉(zhuǎn)換看門狗處理中斷返回中斷返回判斷是否切換顯送顯示數(shù)據(jù)串口發(fā)送數(shù)據(jù)B碼/DCF模塊：接收處理模塊輸出的北京時(shí)間和秒脈沖信號(hào)，生成IRIG-B/DCF直流信號(hào)。流程圖如圖：8北京時(shí)間秒脈沖

365進(jìn)制計(jì) 緩沖器數(shù)器時(shí)序脈沖 并串轉(zhuǎn)換發(fā)生電路主時(shí)鐘

邏位置識(shí)別碼元輯控時(shí)間碼元或B碼/DCF信號(hào)制參考碼元門門系統(tǒng)異常處理出現(xiàn)任何異常情況請(qǐng)聯(lián)系售后服務(wù)人員。系統(tǒng)連接5.1 通信與規(guī)約見輸出接口。硬件構(gòu)成6.1 系統(tǒng)/裝置的構(gòu)成特點(diǎn)本裝置由前面板、 CPU板、后面板組成。前面板主要功能為時(shí)間顯示，裝置狀態(tài)指示等 。CPU板主要處理從衛(wèi)星接收的時(shí)間信息，轉(zhuǎn)換成各種需要的格式。后面板主要由多種輸出接口組成。6.2 結(jié)構(gòu)、外觀及安裝尺寸機(jī)架式結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn) 19英寸機(jī)箱9 GPS-01A標(biāo)準(zhǔn)2U機(jī)箱GPS-01A外形尺寸:425(W)×306(L)×86(H)425mm306mm465mm483mm GPS-01B(GPS-01BK) 標(biāo)準(zhǔn)4U機(jī)箱GPS-01B外形尺寸:425(W)×306(L)×177(H)425mm306mm465mm483mm標(biāo)準(zhǔn)1U機(jī)箱

86mm76mm177mm101mmGPS-01D外形尺寸:425(W)×306(L)×46(H)425mm306mm46mm33mm465mm483mm106.3 面板布置 裝置的前面板GPS-01A前面板示意圖GPS-01B前面板示意圖電源 運(yùn)行 同步 分 秒國電南京自動(dòng)化股份有限公司GPS-01BK前面板示意圖GPS-01D前面板示意圖1）．電源指示11電源指示燈亮，表示裝置接通電源。2）．運(yùn)行指示裝置從接通電源到正常運(yùn)行需要一定的初始化時(shí)間， 運(yùn)行指示燈亮說明初始化完成。 裝置正常運(yùn)行時(shí)運(yùn)行指示燈以一定頻率閃爍。3）．同步指示裝置上電后，LCD顯示器A、B型顯示“Sac”字樣（D型顯示未經(jīng)同步的時(shí)間信息和工頻頻率） ，同步指示燈不亮，裝置得到 3個(gè)或3個(gè)以上衛(wèi)星的時(shí)間信息后同步燈亮。如果在運(yùn)行中裝置失去同步，則同步指示燈滅。4）．脈沖指示A、B型裝置上電后， LCD顯示器顯示“Sac”字樣，脈沖指示燈 (分和秒)不亮。幾秒鐘后，裝置通過接收GPS衛(wèi)星信號(hào)計(jì)算出自己所處的位置， 同步燈亮后顯示器顯示標(biāo)準(zhǔn)北京時(shí)間， 裝置為正常運(yùn)行狀態(tài)。（注：秒脈沖(PPS)的前沿為北京時(shí)間每秒的零時(shí)刻 ,脈沖寬度 200ms。）D型裝置上電后， LCD顯示器顯示未經(jīng)同步的時(shí)間信息和工頻頻率，脈沖指示燈閃亮 。5）．液晶顯示顯示當(dāng)前時(shí)間及日期， A、B型最右邊顯示當(dāng)前接收的衛(wèi)星數(shù) ,D型最右邊顯示工頻頻率。6）．顯示切換當(dāng)按下前面板的切換按鈕時(shí)， 液晶顯示方式變成時(shí)間和日期交替顯示， 背光燈亮，約15秒后恢復(fù)。 裝置的后面板電源GPS-01A后面板示意圖12COM1COM3COM51234567891011121314151617181920212223242526272829303132+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-COM2COM4COM63334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-COM76566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-電源RS+129ON485-130失步+131979899告警-132COM8+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-天線電源+133OFF告警-134GPS-01B后面板示意圖COM1COM3COM51234567891011121314151617181920212223242526272829303132+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-COM2COM4COM63334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-COM76566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-電源RS+129ON485-130失步+131979899告警-132COM8+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-電源+133OFF告警-134GPS-01BK 后面板示意圖（只少了天線安裝口）GPS-01D后面板示意圖1）．電源開關(guān)：控制本機(jī)的開與關(guān)。2）．保險(xiǎn)絲座：內(nèi)裝 3A保險(xiǎn)絲管。更換時(shí)必須首先斷開電源！3）．電 源：交直流 100～250V,47Hz～63Hz4）．天線端子：接戶外天線。135）．脈沖輸出端子排：輸出方式為靜態(tài)空接點(diǎn)方式 ,由左向右,每兩個(gè)節(jié)點(diǎn)為一對(duì)輸出端子?？梢赃x擇將所有端子設(shè)置成秒脈沖或者分脈沖輸出。 也可以將最后一排靜態(tài)空接點(diǎn)端子 （GPS-01A脈沖輸出端子 25—32；GPS-01B（GPS-01BK）脈沖輸出端子25—32,57—64）作為IRIG-B/DCF-77協(xié)議輸出。光耦隔離輸出節(jié)點(diǎn)示意圖5V節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)6）．GPS-01B端子129-130為差分B碼輸出：端子 131-132為衛(wèi)星失步告警接點(diǎn)。端子 133-134為電源告警接點(diǎn)。7）．GPS-01BK端子129-130為差分B碼輸入，做為擴(kuò)展時(shí)鐘