如何解決各控制系統(tǒng)的時鐘同步問題？
目前大部分的石油化工企業(yè)均設置自動化控制系統(tǒng)，主要包括集散控制系統(tǒng)(DCS)、安全儀表系統(tǒng)(SIS)、可燃和有毒氣體檢測報警系統(tǒng)(GDS)，壓縮機控制系統(tǒng)(CCS)、成套設備自帶控制系(PLC)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)(CCTV)等。有些企業(yè)有多套裝置，每套裝置設置一套或幾套控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)可能分布在各裝置區(qū)內，雖然能通過相互通訊，把各個系統(tǒng)聯(lián)系起來，避免了自動化信息孤島，方便了統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調度、提高安全生產(chǎn)水平，增加了生產(chǎn)效益。
但是也帶來了一些問題，如各控制系統(tǒng)時鐘同步問題，時鐘同步目的是使系統(tǒng)內部和系統(tǒng)之間的時間標記數(shù)據(jù)一致。"
假如某一化工發(fā)生事故，由于集散控制系統(tǒng)、安全儀表系統(tǒng)、可燃和有毒氣體檢測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等系統(tǒng)時間不統(tǒng)一，對事故調查、分析事故原因帶來很多困難，需要花費了很大的人力物力找出事故發(fā)生第一起始點。
01、相關標準規(guī)范
1、SH/T 3092-2013《石油化工分散控制系統(tǒng)設計規(guī)范》5.3.7 時鐘同步5.3.7.1 DCS應具備使網(wǎng)絡中各個節(jié)點的時鐘同步的功能。5.3.7.2 宜由DCS向第三方應用計算機或網(wǎng)絡發(fā)布時鐘同步信號。5.3.7.3 節(jié)點數(shù)量大于50的網(wǎng)絡宜設置時鐘同步器。5.3.7.4 時鐘同步器的授時精度不應低于1ms，守時精度不應低于2μs/min。5.3.7.5 DCS不應采用無線通信方式的外部時鐘源。2、HG/T 20573-2012《分散型控制系統(tǒng)工程設計規(guī)范》9.2.2DCS通信系統(tǒng)宜包含一套裝置時鐘同步系統(tǒng)，以具有接收來自全球定位系統(tǒng)(GPS)的時鐘信號的能力。3、SH/T3181-2016《石油化工儀表遠程監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計規(guī)范》
6.5 時鐘同步
6.5.1 SCADA應在控制中心配置GPS時鐘，SCADA網(wǎng)絡中各個節(jié)點宜通過時鐘同步軟件實現(xiàn)時鐘同步，同時也可同第三方應用計算機或網(wǎng)絡發(fā)布時鐘同步信號。6.5.2 SCADA，各節(jié)點與時鐘源的同步精度要求：基于NTP/SNTP時鐘同步宜采用±50ms、不應超過±100ms；其他方式時鐘同步精度不應超過±100ms。4、GB/T 50770-2013 石油化工安全儀表系統(tǒng)設計規(guī)范5.0.20 安全儀表系統(tǒng)內的設備宜設置同一時鐘。02
設置的重要性時鐘同步的目的是使DCS系統(tǒng)內部和其它系統(tǒng)之間的時間標記數(shù)據(jù)一致，實際上并不需要絕對時間一致，只要相對時間就足夠了，也不需要與某個地域時間絕對一致。DCS具備使網(wǎng)絡中各個節(jié)點的時鐘同步的功能。在實際應用中，當需要與其它系統(tǒng)時鐘同步時，宜由DCS向第三方應用計算機或網(wǎng)絡發(fā)布時鐘同步信號，第三方計算機設備與DCS同步。對于不用時間標記記錄數(shù)據(jù)的第三方設備，不必設置時鐘同步。網(wǎng)絡中節(jié)點數(shù)量大于50的網(wǎng)絡宜設置時鐘同步器，時鐘同步器的授時精度不應低于lms，守時精度不應低于2μs/min。1. SH/T 3092-2013《石油化工分散控制系統(tǒng)設計規(guī)范》5.3.7節(jié)要求DCS不應采用無線通信方式的外部時鐘源。這是出于對控制系統(tǒng)安全的考慮，該規(guī)范6.2.2無線網(wǎng)絡中要求DCS嚴禁采用無線網(wǎng)絡，采用無線網(wǎng)絡的控制系統(tǒng)及儀表設備不得接入DCS網(wǎng)絡，這是對控制系統(tǒng)安全的考慮。2. HG/T 20573-2012《分散型控制系統(tǒng)工程設計規(guī)范》9.2節(jié)要求通信系統(tǒng)宜包含一套裝置時鐘同步系統(tǒng)，以具有接收來自全球定位系統(tǒng)(GPS)的時鐘信號的能力。3. SH/T 3181-2016《石油化工儀表遠程監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計規(guī)范》6.5節(jié)要求SCADA應在調度控制中心配置GPS時鐘，SCADA網(wǎng)絡中各個節(jié)點宜通過時鐘同步軟件實現(xiàn)。4.GB/T 50770-2013 石油化工安全儀表系統(tǒng)設計規(guī)范 5.0.20節(jié)要求安全儀表系統(tǒng)的邏輯控制器、工程師站、操作站等設備，可采用邏輯控制器的時鐘作為時鐘源，使安全儀表系統(tǒng)內設備的時鐘一致。大型石油化工工廠的安全儀表系統(tǒng)應與基本控制系統(tǒng)的時鐘同步。可采用時鐘同步系統(tǒng)作為時鐘源。
綜上所述，DCS、SIS、GDS、CCS和PLC等控制系統(tǒng)應采用網(wǎng)絡時間通信協(xié)議(Network Time Protocol-NTP)。NTP應使用標準的世界時間坐標（Universal time coordinated-UTC)，UTC應通過1個連接到DCS網(wǎng)絡的GPS服務器以確保DCS、SIS、GDS、CCS和 PLC等控制系統(tǒng)的時間同步。03
設置的必要性企業(yè)是否設置GPS時鐘服務器，與某時區(qū)時間一致需要企業(yè)根據(jù)性質和需求確定。如燃氣長輸管線的SCADA必須設置GPS時鐘服務器，與某時區(qū)時間一致，才能保證分布在整條管線上控制系統(tǒng)時間的一致，有利于保證管線的安全運行。一般化工企業(yè)做到各個控制系統(tǒng)的時鐘同步，滿足生產(chǎn)監(jiān)控的要求即可。
