Přesný čas a synchronizace procesů v průmyslových distribuovaných systémech
Typ dokumentu
disertační práceAutor
Vigner, Vojtěch
Vedoucí práce
Roztočil, Jaroslav
Studijní obor
Měřicí technikaStudijní program
Elektrotechnika a informatikaInstituce přidělující hodnost
České vysoké učení technické v Praze. Fakulta elektrotechnická. Katedra měřeníMetadata
Zobrazit celý záznamAbstrakt
Cílem této práce je zlepšení přesnosti synchronizace v distribuovaných průmyslových
systémech s využitím levných GNSS přijímačů. Tyto přijímače mají nižší krátkodobou stabilitu
a horší přesnost generování časové stupnice oproti specializovaným high-end zařízením. Práce
se zabývá synchronizací zejména v rozsáhlých distribuovaných systémech, kde je finančně
náročné nebo nemožné využít synchronizace pomocí metalických či optických spojů.
V rámci této práce byla navržena a realizována metoda pro distribuci a přesné měření času a
časových intervalů pomocí GPS. Tato metoda staví na použití levného GPS přijímače LEA-6T od
firmy uBlox. Výsledky měření získaných pomocí této metody byly použity pro návrh
specializovaného zařízení umožňujícího distribuci časové stupnice GPS, resp. UTC. Toto
zařízení dále umožňuje záznam událostí v podobě časových značek synchronních se stupnicí
GPS. Součástí zařízení je i software pro jeho konfiguraci a sběr dat. Zařízení bylo dlouhodobě
testováno a v rámci ověření přesnosti bylo provedeno porovnání s komerčním metrologickým
GNSS přijímačem, a to v několika laboratořích času a frekvence v ČR.
Dále bylo provedeno ověření metody měřením s využitím přenosu času pomocí optických
vláken. Zde bylo pro měření použito výše popsaných zařízení založených na přijímači LEA-6T a
paralelně bylo prováděno srovnávací měření pomocí metrologických GNSS přijímačů GTR 50
a GTR 51 metodou Common View. Tato metoda se často využívá pro stanovení odchylky
lokálních časových stupnic. Byly vytvořeny nástroje pro automatizovaný sběr dat potřebné pro
vyhodnocení odchylky touto metodou. Tyto nástroje umožňují automatizovanou centralizaci
měřených dat.
Přijímač LEA-6T byl spolu s rubidiovým časovým normálem FS725 využit pro generování
časové stupnice synchronizované na stupnici GPS. Tato stupnice byla porovnána se stupnicí
UTC(TP). Toto měření ukázalo, že takto konstruovanou časovou stupnici je možné použít pro
průmyslové systémy. Díky kombinaci dlouhodobě stabilního GPS přijímače a krátkodobě
stabilního rubidiového normálu je výsledný systém přesný a je schopen překlenout
krátkodobé výpadky GPS signálu.
Byly navrženy a implementovány metody pro měření stability interních časových základen
měřicích přístrojů, zejména pak digitalizátorů. Tyto metody umožňují měření parametrů
časové základny přístroje bez nutnosti externího hodinového výstupu. Metody byly
otestovány na digitalizátorech LXI, PXI a osciloskopu LeCroy.
Pro potřeby zpracování dat z metrologických GNSS přijímačů používaných pro ověření
funkčnosti navrženého zařízení byly navrženy a implementovány metody zpracování dat a byl
proveden odhad nejistoty měření s těmito přijímači.
Kolekce
- Disertační práce - 13000 [713]
K tomuto záznamu jsou přiřazeny následující licenční soubory: