一种核电站数字化仪控系统校时方法

摘要

本发明提供一种核电站数字化仪控系统校时方法，外部时钟源对核电站数字化仪控系统的服务器和控制站分别进行校时,外部时钟源对服务器进行秒级校时，对控制站进行毫秒级校时；控制站时钟取秒级时钟的分钟及以上数据，取毫秒级时钟的秒级和毫秒级数据合成控制站系统时间。由于服务器发送的秒级时间在控制站中只使用到分钟及以上时间，因此任意两个控制站之间产生时钟误差的来源为控制站进行毫秒级校时所产生，产生的误差为1毫秒。

说明书

技术领域

本发明涉及数字化仪控系统技术领域，特别是指一种核电站数字化仪控系统校时方法。

背景技术

核电站数字化仪控系统：是为了满足核电站非安全级领域及保护系统中可使用非安全级平台实现的领域的仪控需求。核电站数字化仪控系统将为核电站安全稳定运行生产过程中的各种性能参数监测分析、安全稳发、机组经济运行、高效节能、机组核岛和常规岛功率监测、事故分析、故障录波、瞬变分析、故障监测，为各种试验数据分析等提供高可靠、高可用率的完整系统解决方案和系统平台。

服务器：主要用于进行数据集中处理、记录、提供数据服务的高可靠计算机。

控制站：指Level1包含控制器、各种板卡、机笼机箱的所有设备。

目前，核电站控制系统的校时方案一般都是外部时钟源对服务器进行校时，然后服务器通过NTP对控制站进行校时，由于完全使用网络进行校时，受网络带宽、通讯流量等因素的影响较大，其控制站间的时钟误差在10毫秒左右，因此同样的数字量变位信息，其站间的时标误差在10毫秒左右。

站间的时标误差大对控制站间数字量的变位时间先后顺序产生影响，导致核电站操作人员无法分辨出哪一个数字量是先变化，哪一个数字量是后变化，这种先后顺序的差异会使核电站操作人员对故障产生的原因产生误判。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术的状况，提出了一种核电站数字化仪控系统校时方法，用以解决现有核电站控制系统只对服务器进行校时，导致站间的时标误差在10毫秒左右，不利于控制站在站间进行数字量变位顺序的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种核电站数字化仪控系统校时方法,外部时钟源对核电站数字化仪控系统的服务器和控制站分别进行校时,所述方法包括：

秒级校时：外部时钟源对服务器进行秒级校时；

毫秒级校时：外部时钟源对控制站进行毫秒级校时；

时间合成：控制站的时钟取所述秒级校时时钟的分钟及以上数据，取所述毫秒级校时时钟的秒级和毫秒级数据合成控制站系统时间。

进一步地，所述秒级校时具体包括：外部时钟源向服务器提供秒级校时，时间信息精确到秒，包括“年月日时分秒”；

主服务器和从服务器同时部署校时服务端和校时客户端，主服务器的校时服务端响应校时客户端请求，与外部时钟源进行校时通讯，对本机进行校时后发送时钟信号给控制站；

从服务器的校时客户端负责向主服务器校时服务端请求时钟信号，对本机进行校时。

进一步地,所述秒级校时的外部时钟源为每整秒钟发送一次秒级时钟给主服务器，校时服务端通过串口以100毫秒为周期进行秒级时钟的读取，当主服务器时间与外部时钟源时间相差≤100毫秒时主服务器不进行校时，当主服务器时间与外部时钟源时间相差＞100毫秒时，校时服务端将本机时钟校为同秒数，并将毫秒置零。

进一步地，所述毫秒级校时具体包括：外部时钟源每整分钟对所有的控制站发送毫秒脉冲，接收到所述毫秒脉冲后，控制站的计数器从0开始计数，收到中断后加1，加到6万后接收到下一次毫秒脉冲，然后将计数清0。

本发明的有益效果是：对于核电站数字化仪控系统时钟采用服务器和控制站分别校时的方式，在控制站中进行毫秒级脉冲记录毫秒数，来达到控制站间时钟误差1毫秒以内的要求。为不同控制站间开关量变位信息的先后顺序不超过1毫秒奠定了基础，为核电站操作人员分辨开关量变位信息的先后顺序提供了便利。

附图说明

图1为本发明一种核电站数字化仪控系统校时方法整体校时流程图；

图2为核电站数字化仪控系统结构图；

图3为服务器校时所用的校时服务程序流程图；

图4为毫秒级校时外部时钟脉冲的接线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种核电站数字化仪控系统校时方法做进一步描述：该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1、2所示，仪控系统包括操作员站、服务器和控制站三部分，外部时钟源不仅与服务器相连，还与每一个控制站相连。仪控系统接收来自外部时钟源的两方面校时：服务器校时和控制站校时。其中，服务器主机周期读取外部时钟源时间，当本机系统时间与读取到的时间相差大于100ms时，主服务器按照读取时间修改当前系统时间并在修改完系统时间后，将当前系统的秒级时间发送给控制站，另一方面控制站也接收外部时钟源的脉冲信号，根据脉冲信号更新本控制站的毫秒计数。最终控制站将接收到服务器的秒级时间和本控制站的毫秒计数合成系统时间。

所述方法具体包括：

秒级校时：外部时钟源对服务器进行秒级校时；

毫秒级校时：外部时钟源对控制站进行毫秒级校时；

时间合成：控制站的时钟取所述秒级校时时钟的分钟及以上数据，取所述毫秒级校时时钟的秒级和毫秒级数据合成控制站系统时间。

所述秒级校时具体包括：外部时钟源向主服务器和从服务器提供秒级校时，时间信息精确到秒，包括“年月日时分秒”；

主服务器和从服务器同时部署校时服务端和校时客户端，主服务器的校时服务端响应校时客户端请求，与外部时钟源进行校时通讯，对本机进行校时后发送时钟信号给控制站；

从服务器的校时客户端负责向主服务器校时服务端请求时钟信号，对本机进行校时。

所述秒级校时的外部时钟源为每整秒钟发送一次秒级时钟给主服务器，校时服务端通过串口以100毫秒为周期进行秒级时钟的读取，当主服务器时间与外部时钟源时间相差≤100毫秒时主服务器不进行校时，当主服务器时间与外部时钟源时间相差＞100毫秒时，校时服务端将本机时钟校为同秒数，并将毫秒置零。

由于控制站取的是服务器的分钟以上时钟，和控制站自己的秒级时钟组合成系统的时钟，因此服务器时间与外部时钟源时间相差不大于100毫秒不进行校时不会影响到系统整体的时钟。

所述毫秒级校时具体包括：

控制站的主控板卡上设有晶振，其周期为40纳秒，所述晶振的误差为1分钟400微秒，同时主控板卡上运行有实时的操作系统VxWorks，在VxWorks系统中创建一个优先级最高的高精度计数器任务，所述计数器任务通过中断来执行，当晶振执行到25000次时产生一次中断，外部时钟源每整分钟对所有的控制站发送毫秒脉冲(此脉冲信号消耗的时间接近0毫秒)，接收到这个毫秒脉冲后，计数器从0开始计数，收到中断后加1，加到6万左右接收到下一次毫秒脉冲，然后将计数清0，因此毫秒时间信息的计时能力能达到6万毫秒(1分钟)，同时任意两个控制站其时钟误差在800微秒之内。由于核电站数字化仪控系统时钟只需要精确到毫秒，因此任意两个控制站其时钟误差为1毫秒。毫秒级校时外部时钟脉冲的接线如图4所示。

所述时间合成：

控制站的系统时间由主服务器发送的秒级时间和控制站计数的毫秒级时间合成，控制站取秒级时间中的分钟及以上时间，加上高精度计数器的秒和毫秒时间，形成控制站系统时间。

图3是服务器校时所用的校时服务程序流程图,如图中所描述的，外部时钟源将时钟信号发送至服务器的串口缓冲区，校时服务程序创建定时器周期读取串口缓冲区的时钟数据，一旦发现本机时钟与外部时钟源时钟相差超过100ms，即对本机进行校时，同时校时服务程序创建校时线程，周期性的将本机时间发送给控制站。

由于主服务器发送的秒级时间在控制站中只使用到分钟及以上时间，因此任意两个控制站之间产生时钟误差的来源为控制站进行毫秒级校时所产生，因此核电仪控系统的误差为1毫秒。