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

 


Jak zoptymalizować sieci produkcyjne i sterujące »

Czy znasz, ekologiczną alternatywę dla agregatów »

drukarka etykiet systemy zasilania
Czujniki inteligentne działają coraz lepiej ze względu na dostępność coraz mniejszych i atrakcyjniejszych cenowo mikrokontrolerów. Dzięki nim nasze czujniki są w stanie (...) czytam więcej » W połączeniu z elektroniką prezentuje ona szczyt nowoczesnej technologii agregatów prądotwórczych (...) czytam dalej »

 


Szukasz  producenta komponentów przemysłowych? Sprawdź ich »

Kamery termowizyjne Dzięki wykorzystaniu innowacyjnych rozwiązań stosowanych w sektorze opieki zdrowotnej, zastosowaniach konsumenckich i przemysłowych, te podstawowe (...) czytam dalej »

 


 


Oznaczniki kabli i przewodów - jakie wybrać »

Gdzie znajdziesz systemy zasilania dla każdej dziedziny przemysłu »

drukarka etykiet systemy zasilania
Sposoby oznaczania kabli i przewodów w elektrycznych są różne.Jedne mniej trwałe, a inne (...) czytam więcej » Oferują zaawansowane usługi badawczo-rozwojowe obejmujące elektronikę, wbudowane oprogramowanie, mechanikę systemu zasilania (...) czytam dalej »

 


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

Kamery termowizyjne Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można (...) czytam dalej »

 


Jak odwzorować światło dzienne przy użyciu opraw oświetleniowych »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

Ośiwetlenie - jakie wybrać? bezpanelowa energia słoneczna
Rodzaj oświetlenia ma również fundamentalny wpływ na nasz wzrok oraz bezpośrednio wpływa na nasze ciało, umysł i (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Jaką drukarkę do oznaczeń elektrycznych wybrać»

etykietowanie kabli i przewodów Priorytetem przy oznaczaniu sieci i jej poszczególnych elementów czy kolejnych aparatur w szafach rozdzielczych, kilometrów kabli, dziesiątek przełączników czy kolejnych aparatur w szafach rozdzielczych jest ...... czytam dalej »


Automatyka i czujniki - dlaczego to takie ważne »

Poznaj tajemnicę elektryków - złączki bezszynowe »

Czujniki i automatyka złączki bezszynowe
Zarówno w sektorze energetyki tradycyjnej jak i odnawialnej, czujniki oraz automatyka muszą być odporne na oddziaływaniu warunków środowiskowych. Ekstremalne ... czytam więcej » Czy wiesz jak wykonać montaż i jak można łączyć ze sobą złączki bez użycia szyn ... czytam dalej »

Zasilacze a odporność na zwarcia - dlaczego to takie ważne?

Promocje na kamery termowizyjne W sieciach zasilających obiekty przemysłowe i użyteczności publicznej powszechnie stosuje się zasilacze bezprzerwowe UPS w celu ochrony ważnych urządzeń odbiorczych, wrażliwyc ... 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 ... czytam dalej »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Kable i przewody - dobierz odpowiednie do swojego projektu »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Właściwie wykonana i dostosowana do konkretnych zagrożeń środowiskowych instalacja elektryczna powinna do minimum ograniczać zagrożenia... czytam dalej »


Jak odwzorować światło dzienne przy użyciu opraw oświetleniowych »

Uwaga konkurs! Znasz "elektrycznych" producentów? Zagraj i wygraj atrakcyjne nagrody »

Oświetlenie jakie wybrać aby przypominało światło dzienne Konkurs
Rodzaj oświetlenia ma również fundamentalny wpływ na nasz wzrok oraz bezpośrednio wpływa na nasze ciało, umysł i ... czytam dalej » Weź udział w letnim konkursie i zgarnij nagrody. Co tydzien nowa gra i nowa szansa na wygraną. Sprawdź się i zawalcz o wygraną! chcę zagrać »

Co jeszcze potrafią enkodery Ethernet?

UPS zasilacze Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów (...) czytam dalej »


Jak komunikować urządzenia w środowisku przemysłowym?

Urządzenia przeciwprzepięciowe (SPD) - jakie wybrać ?

Switche zarządzalne spd ograniczniki przepięć
Switche niezarządzalne to urządzenia, które mają za zadanie przekazywanie danych między urządzeniami w wymagającym środowisku przemysłowym. Ich zadaniem jest zapewnienie przede wszystkim stabilnej, jak również wydajnej komunikacji.(...) czytam dalej » Ochronniki przepięciowe odpowiednie do zastosowań w instalacjach 230 V lub 400 V, systemy jedno- lub trójfazowe, wymienny moduł warystora i zamknięty moduł iskiernika, wizualna i zdalna sygnalizacja stanu warystora oraz ... 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 »
6/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 6/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Wpływ stacji szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych na sieć elektroenergetyczną
  • - Projekt zasilania oświetlenia terenu bazy logistycznej
Zobacz szczegóły

Międzynarodowe Targi „Instal System 2019”

W dniach 27-29 września 2019 roku odbędą się Międzynarodowe Targi w Bielsku-Białej (21 Targi Technik Grzewczych i Oszczędności Energii „Instal System 2019” oraz 56 Międzynarodowe Targi...
Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów komunikacji. Wydajność standardu Fast Ethernet,...
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
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