時(shí)鐘同步在中煤榆林聚丙烯裝置控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

項(xiàng)目概況中煤陜西榆林能源化工有限公司Ⅰ期項(xiàng)目規(guī)模為180萬(wàn)t/a煤制甲醇、60萬(wàn)t/aMTO、30萬(wàn)t/a聚乙烯以及30萬(wàn)t/a聚丙烯，于2014年7月建成投產(chǎn)。主要由氣化、凈化、硫回收、甲醇合成、MTO、烯烴分離、聚丙烯以及C4綜合利用等裝置組成。聚丙烯裝置采用美國(guó)UnionCarbid公司Unipol工藝技術(shù)生產(chǎn)均聚物和無(wú)規(guī)共聚物。物料流程由前到后依次為反應(yīng)器生成粉料、粉料輸送、粉料與添加劑摻混、擠壓造粒、粒料輸送以及粒料包裝等。其中SIEMENSS7-300PLC系統(tǒng)控制粉料輸送，SIEMENSS7-400PLC系統(tǒng)控制粉料與添加劑摻混，SIEMENSPCS7系統(tǒng)控制擠壓造粒以及SIEMENSPCS7系統(tǒng)控制粒料輸送。問(wèn)題影響由于物料流程控制系統(tǒng)分屬不同設(shè)備供應(yīng)商成套集成，系統(tǒng)類(lèi)型不同，網(wǎng)絡(luò)相互獨(dú)立。每個(gè)控制系統(tǒng)都有自己的時(shí)鐘，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，控制系統(tǒng)間的時(shí)間就會(huì)產(chǎn)生很大不同?？刂葡到y(tǒng)的時(shí)間標(biāo)簽不統(tǒng)一，一是對(duì)于工藝生產(chǎn)的操作監(jiān)控、歷史數(shù)據(jù)查詢很不方便；二是設(shè)備停車(chē)事件發(fā)生后，比對(duì)數(shù)據(jù)曲線、分析事件原因極為困難。因此，裝置各控制系統(tǒng)時(shí)鐘必須一致才能保證整套裝置的高效運(yùn)行。解決方案上述設(shè)備控制系的時(shí)鐘同步支持SIMATIC模式和NTP兩種模式。SIMATIC模式較簡(jiǎn)單，但其要求時(shí)鐘源及控制系統(tǒng)均為SIEMENS產(chǎn)品，而我們有可利舊的第三方GPS衛(wèi)星同步時(shí)鐘，因此采用NTP模式。GPS衛(wèi)星同步時(shí)鐘作為NTP時(shí)鐘主站。網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議（NTP，NetworkTimeProtocol）是基于數(shù)據(jù)包網(wǎng)絡(luò)通信的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘同步標(biāo)準(zhǔn)，NTP是局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)中同步系統(tǒng)時(shí)鐘的通用模式。通過(guò)建立NTP時(shí)間服務(wù)器和NTP客戶端體系實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步，通常以AS站、CP和OS客戶機(jī)作為時(shí)鐘從站，OS服務(wù)器或者外部時(shí)鐘源作為時(shí)鐘主站。在NTP模式中，PLC或CP以固定時(shí)間間隔向子網(wǎng)（LAN）中的PCNTP服務(wù)器發(fā)送時(shí)鐘請(qǐng)求（客戶端模式）。根據(jù)服務(wù)器的應(yīng)答，確定最可靠和最精確的時(shí)鐘，并同步站時(shí)鐘。這一模式的優(yōu)點(diǎn)是使時(shí)鐘的同步超越了子網(wǎng)限制。其精確度取決于所使用NTP服務(wù)器的品質(zhì)。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。圖

1

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)配置步驟1.配置NTP主站。NTP的時(shí)鐘主站負(fù)責(zé)接收從站的時(shí)鐘同步請(qǐng)求并返回時(shí)間同步信息給從站，如圖2所示。圖

2NTP

主站配置模式1）將GPS衛(wèi)星時(shí)鐘NW10模塊網(wǎng)口與交換機(jī)A用網(wǎng)線相連，采用568B直連方式。2）設(shè)置GPS衛(wèi)星時(shí)鐘MW10模塊IP地址。其IP地址需與擠壓機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)處于同一網(wǎng)段。2.配置NTP從站。（1）設(shè)置AS為NTP從站。AS站點(diǎn)作為NTP時(shí)鐘從站，通過(guò)連接主站的通信接口發(fā)送NTP同步請(qǐng)求，本方案中以CPU41×集成PN接口為例進(jìn)行說(shuō)明。如果使用CP443-1連接服務(wù)器，則下列配置在CP443-1的屬性中設(shè)置。1）打開(kāi)AS站硬件組態(tài)，在PN口屬性標(biāo)簽頁(yè)“Time-of-DaySynchronization”，配置CPUPN接口時(shí)間模式，如圖3所示。CPU41×含有兩個(gè)PN接口，做時(shí)鐘同步時(shí)僅需配置連接NTP時(shí)鐘主站的接口。圖

3

配置

CPUPN

接口時(shí)間模式2）勾選“Enabletime-of-daysynchronizationinNTPmode”使能NTP模式，在“NTPserveraddress”中點(diǎn)擊“Add”，填入NTP主站的IP地址，如圖4所示。圖

4

填入

NTP

主站的

IP

地址3）設(shè)置“Timezone”為東八區(qū)（GMT+08:00）時(shí)區(qū)，北京、重慶、香港時(shí)區(qū)，如圖5所示。圖

5

設(shè)置“Timezone”為東八區(qū)（GMT+08:00）時(shí)區(qū)4）“Updateinterval”為從站時(shí)間更新周期，從站會(huì)按照這個(gè)頻率向NTP主站發(fā)送時(shí)間同步請(qǐng)求，默認(rèn)周期為10s。5）同樣方式設(shè)置機(jī)架1（Rack1）上的CPUPN接口。6）設(shè)置CPU的時(shí)鐘同步選項(xiàng)，選擇Diagnose/Clock標(biāo)簽頁(yè)，將Clock中的時(shí)間同步類(lèi)型設(shè)置為“none”，如圖6所示。圖

6

設(shè)置

CPU

的時(shí)鐘同步選項(xiàng)7）保存并編譯，修改CPU時(shí)鐘同步選項(xiàng)后，冗余CPU需要停機(jī)下載。（2）設(shè)置OS站、ES站為NTP從站。NTP模式下作為時(shí)鐘從站的ES站和OS站也需要配置NTP從站功能，它們通過(guò)終端總線（TerminalBus）向NTP主站發(fā)送同步請(qǐng)求，方法如下。1）雙擊打開(kāi)Windows的時(shí)鐘設(shè)置，如圖7所示。圖7Windows的時(shí)鐘設(shè)置2）選擇“InternetTime”標(biāo)簽頁(yè)，點(diǎn)擊“ChangeSetting”按鈕，在彈出對(duì)話框中，勾選“SynchronizationInternettime?setting”,在“Server”中輸入從站可以訪問(wèn)到的NTP主站的IP地址，如圖8所示。圖8在“Server”中輸入從站可以訪問(wèn)到的NTP主站的IP地址3）配置完成后，點(diǎn)擊“Updatenow”，開(kāi)始向NTP主站發(fā)送時(shí)鐘同步請(qǐng)求，同步成功后出現(xiàn)提示：“Theclockwassuccessfullysynchronizedwith<主站地址>on<同步成功時(shí)間>”。這表示從站已經(jīng)可以正常地同步主站時(shí)鐘。4）修改NTP從站的時(shí)鐘同步頻率。可以通過(guò)點(diǎn)擊“Updatenow”方法手動(dòng)激活NTP從站和NTP主站的時(shí)鐘同步，也可以修改注冊(cè)表中的從站同步周期設(shè)置，讓NTP從站定期的發(fā)送時(shí)鐘同步請(qǐng)求。在“運(yùn)行”中輸入“regedit”打開(kāi)注冊(cè)表，找到注冊(cè)表子項(xiàng)：“HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\W32Time\TimeProviders\NtpClient”，在右側(cè)窗口中找到SpecialPollInterval，打開(kāi)修改窗口，修改成十進(jìn)制43200(單位為s，43200s為12h，該值為更新時(shí)間間隔)，如圖9所示。圖9修改成十進(jìn)制43200保存后，關(guān)閉注冊(cè)表編輯器。重啟Windows時(shí)鐘同步服務(wù)器。然后，在開(kāi)始菜單的運(yùn)行欄中輸入CMD，打開(kāi)DOS命令窗口。先輸入ntpstopw32time回車(chē)，先停止對(duì)時(shí)服務(wù)；再輸入netstartw32time回車(chē)，最后再啟動(dòng)對(duì)時(shí)服務(wù)。即無(wú)需重啟計(jì)算機(jī)，即可激活對(duì)時(shí)服務(wù)，并使修改的參數(shù)生效。異常處理NTP模式可以實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的時(shí)鐘同步，但如果要實(shí)現(xiàn)跨子網(wǎng)或廣域網(wǎng)的時(shí)鐘同步，必須配置路由。如果沒(méi)有路由，需要確認(rèn)NTP主站和NTP從站在同一網(wǎng)段并且互相可以PING通。檢查防火墻是否開(kāi)啟，如果開(kāi)啟，請(qǐng)?jiān)黾覰TP服務(wù)的規(guī)則，NTP使用Port123。在PCS7封閉的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，關(guān)閉計(jì)算機(jī)的防火墻和