Met de vooruitgang van de automatisering hebben GPS-tijdsynchronisatiesystemen een wijdverspreide toepassing gevonden in verschillende geautomatiseerde systemen en intelligente apparaten. Dit artikel schetst de structurele samenstelling en werkingsprincipes van GPS-synchronisatiekloksystemen en bespreekt hun toepassing in fabrieksautomatisering, en biedt een referentie voor het ontwerp en de werking van dergelijke systemen in fabrieksomgevingen.
Een GPS-synchronisatiekloksysteem bestaat doorgaans uit vier componenten: een externe signaalontvangsteenheid, een signaalverwerkingseenheid, een tijdsignaaluitvoereenheid en de tijd-ontvangstapparatuur zelf. De externe signaalontvangsteenheid vangt referentiesignalen op-zoals timing- en positioneringsgegevens-die worden verzonden door GPS-satellieten (vaak via een externe antenne) en extraheert de vereiste tijdsinformatie.
De signaalverwerkingseenheid decodeert en verwerkt de ontvangen GPS-satellietsignalen, waarbij Coördineerde Universele Tijd (UTC) wordt omgezet in lokale standaardtijd (jaar, maand, dag, uur, minuut, seconde, enz.). Vervolgens worden deze gegevens omgezet in signalen die herkenbaar zijn aan de tijd-ontvangende apparatuur, waardoor tijdsynchronisatie voor gebruikersapparaten mogelijk wordt gemaakt.
De tijdsignaaluitvoereenheid biedt verschillende interfaces-zoals glasvezel, coaxkabel of afgeschermd getwist paar-om tijdsynchronisatiesignalen te leveren die zijn afgestemd op de specifieke vereisten van verschillende apparaten.
Tijd{0}}apparatuur verwijst naar de verschillende apparaten die tijdsynchronisatie vereisen, zoals systemen voor gebeurtenisregistratie, PLC-systemen, beveiligingsapparatuur en verschillende intelligente eenheden. Wanneer een extern referentiesignaal beschikbaar is, synchroniseert het systeem daarmee; bij afwezigheid van een dergelijk signaal handhaaft het systeem een specifiek niveau van interne timingnauwkeurigheid, waardoor wordt gegarandeerd dat het uitgangssynchronisatiesignaal betrouwbaar blijft.
Moderne fabrieksautomatiseringssystemen bestaan uit diverse componenten-variërend van automatiseringscontrolesystemen en servers tot clientwerkstations en gedistribueerde I/O-afhankelijk van de complexiteit van het systeem. Om ervoor te zorgen dat alle procesbesturingscomponenten werken op basis van een nauwkeurig, uniform tijdsbestek, is een gemeenschappelijke tijdbron essentieel om nauwkeurige tijdgegevens te leveren.
Tijdsynchronisatiesystemen voor fabrieksautomatisering omvatten het inzetten van meerdere GPS-synchronisatieklokeenheden binnen de faciliteit, meestal geconfigureerd als één hoofdklok en verschillende slaafklokken die zijn verbonden via IRIG-B-code. Door gebruik te maken van nauwkeurige GPS-tijdinformatie en verschillende soorten synchronisatiesignalen uit te voeren, stemt het systeem de interne klokken van alle -apparatuur ter plaatse af op de internationale standaardtijd. Het opzetten van een GPS-gesynchroniseerd kloksysteem biedt een nauwkeurige tijdreferentie voor het analyseren en oplossen van systeemfouten in de fabriek, en dient als een noodzakelijke technische maatregel om het niveau van operationeel management in de hele fabriek te verbeteren.