Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Precyzja synchronizacji czasu w sieci Ethernet z wykorzystaniem protokołu IEEE 1588 dla potrzeb wytwarzania synchrofazorów

Precision of time synchronization in ethernet network using IEEE 1588 protocol for synchrophasor generation
Rys. 1. Mechanizm obliczania opóźnienia
Rys. 1. Mechanizm obliczania opóźnienia
Rys. arch. autorów

W elektroenergetyce synchrofazor jest to liczba zespolona opisująca amplitudę i fazę składowej podstawowej sygnału napięciowego lub prądowego o częstotliwości 50 Hz wraz z precyzyjnym znacznikiem czasu, określającym moment wyznaczenia synchrofazora względem uznanej skali czasu [1]. Synchrofazory są wyznaczane w wybranych węzłach sieci elektroenergetycznej i służą do analizy stabilności sieci, przepływów energii itp.

Zasadniczym problemem przy wyznaczaniu synchrofazorów jest rozprowadzanie wzorcowych sygnałów czasu do węzłów/urządzeń, gdzie synchrofazory są wyznaczane. Jedną z metod jest wykorzystanie sieci Ethernet i protokołu IEEE 1588.

Protokół IEEE 1588

IEC 1588, znany również pod nazwą PTP (ang. Precision Time Protocol) jest protokołem stworzonym dla potrzeb synchronizacji zegarów w sieci typu Ethernet. Idea działania protokołu sprowadza się do serii transakcji pomiędzy urządzeniem nadrzędnym i podrzędnym, w wyniku których urządzenie podrzędne ustala czas w urządzeniu nadrzędnym i opóźnienie kanału transmisyjnego, co umożliwia obliczenie aktualnego czasu dla urządzenia podrzędnego (rys. 1 - patrz: rys. główny).

Precyzja synchronizacji czasu, do osiągnięcia za pomocą protokołu IEEE 1588 waha się od około 100 mikrosekund dla w pełni programowej implementacji protokołu w systemie operacyjnym do kilkudziesięciu nanosekund dla implementacji w pełni sprzętowej opartej na układach FPGA [2]. W badaniach opisanych w artykule skupiono się na rozwiązaniu pośrednim, wykorzystującym procesor wspierający protokół IEEE 1588 w sposób sprzętowy. Polega ono na ostemplowaniu przychodzącej ramki ethernetowej sprzętowym licznikiem czasu. Stempel wykorzystywany jest następnie do obliczania czasu propagacji tprop sygnału, według wyrażenia (1), kompensując losowe opóźnienie w warstwie aplikacji systemu operacyjnego Linux. Stemplowanie jest możliwe w warstwie fizycznej lub warstwie MAC (ang. Media Access Control) łącza ethernetowego. Opisywane rozwiązanie umożliwia stemplowanie ramki w warstwie MAC:

(1)

gdzie:

tAB = t2 – t1 a tBA = t4 – t3.

Architektura systemu

Architektura systemu do synchronizacji zegarów za pomocą IEEE 1588 została przedstawiona na rys. 2. W skład testowanego systemu wchodzą:

  • dwa urządzenia z procesorami AM3358, działające pod nadzorem systemu operacyjnego Linux,
  • switch ethernetowy,
  • konwerter UART/RS-232,
  • odbiornik GPS-721-MRTU.
Rys. 2. Schemat blokowy systemu testowego
  Rys. 2. Schemat blokowy systemu testowego; rys. arch. autorów

Urządzenie nr 1 (rys. 2.) synchronizuje się do czasu UTC poprzez odbiornik GPS-721-MRTU.

Komunikacja poprzez RS-232 umożliwia odczytanie aktualnej daty i czasu z dokładnością sekundową. Ustalenie momentu rozpoczęcia kolejnej sekundy doprecyzowywane jest przy użyciu sygnału PPS pochodzącego z odbiornika GPS. Uzyskany w ten sposób czas rozpowszechniany jest poprzez sieć Ethernet z wykorzystaniem protokołu IEEE 1588.

 

Urządzenie nr 2 jest urządzeniem podrzędnym; synchronizuje się ono z czasem urządzenia nr 1.

Czytaj też: Przekaźnikowe elementy wykonawcze w systemach automatyki budynkowej – wskazówki doboru i zabezpieczenia >>>

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 9/2016

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania?

Oświetlenie zewnętrzne LED - dobór i zastosowanie»

Ranki łączniki gniazdka oswietlenie zewnętrzen LED
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia zewnętrznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Zobacz jakie oprawy zaprezentowano na Energetab 2019  »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

Samochody elektryczne i  mobilne stacje elektronika
Oświetlenie awaryjne ma zapewnić bezpieczne opuszczenie zajmowanych przestrzeni podczas awarii zasilania opraw oświetlenia podstawowego. Niejednokrotnie zanik oświetlenia podstawowego nie jest spowodowany zwykłą awarią zasilania czy wyłączeniem(...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Jak zapewnić bezprzerwowe zasilanie gwarantowane? »

Kolektor słoneczny – urządzenie do konwersji energii promieniowania słonecznego na ciepło »

zasilanie gwarantowane panele słoneczne
Co rusz znaczenie tego problemu uświadamiają nam przechodzące nad naszym krajem orkany i wichury oraz widmo blackoutu, wynikające z pojawiającego się latem ogromnego zapotrzebowania na ... czytam więcej » Udział energii słonecznej w Polsce jest bardzo niski i według urzędu statystycznego, pozyskanie energii z promieniowania słonecznego w porównaniu do innych źródeł odnawialnych w 2017 roku wyniósł niecałe 1%.... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

Małe, średnie i duże systemy sterowania »

Sterowniki plc Jeszcze kilka lat temu sterowniki PLC „tylko” wspierały pracowników przy wykonywaniu monotonnych zadań i zwiększaniu szybkości produkcji. Aktualnie każda produkcja ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Technologie robotyczne zgodne z koncepcją Industry 4.0 » »

wyświetlacze cyfrowe robotyka i automatyka
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Nowoczesne urządzenia mechaniczne nic nie znaczyłyby bez ukrytej w nich elektroniki, dizęki której ... czytam dalej »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać moc
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
10/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt zasilania pompowni pożarowej
  • - Przekładniki niekonwencjonalne wykorzystywane w automatyce elektroenergetycznej
Zobacz szczegóły
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Termomodernizacja

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl