طراحی و پیاده سازی یک سیستم همزمان کننده ساعت شبکه های صنعتی با ساعت جهانی gps جهت استفاده در شبکه های صنعتی dcs

چکیده بسیاری از سیستم های اتوماسیون امروزی از تعدادی کامپیوتر و کنترلر و plc تشکیل شده اند. هر یک از این اجزاء خود یک ساعت محلی دارند. این ساعت ها نسبت به یکدیگر دارای خطا هستند و با گذر زمان این خطا انباشته شده و اختلاف آن نسبت به بقیه زیر سیستم ها بیشتر می گردد. از این رو همزمان کردن این ساعت ها از طریق یک منبع همزمانی ضروری می گردد. از سوی دیگر در بسیاری موارد نیاز به ارتباط چند سیستم با هم و پردازش اطلاعات به شکل سریع وجود دارد که نیازمند همزمان بودن ساعت در سیستم های در حال ارتباط است. از دیگر موارد مهمی که نیاز به همزمان بودن ساعت در یک شبکه صنعتی را روشن تر می کند عیب یابی و بررسی وقایع حادث شده در این سیستم ها است. این عیب یابی به کمک بررسی و تحلیل وقایع ثبت شده در سیستم های اتوماسیون که توسط سیستم های ثبت وقایع با برچسب دقیق زمانی ذخیره می شوند، صورت می گیرد. در راستای پاسخ به نیاز همزمان سازی محصولات، همزمان کننده های ساعت متنوعی توسط شرکت های بزرگ به تولید رسیده اند. ساختار های داخلی به کار گرفته شده در این سیستم ها محرمانه بوده و از سیستم های پیچیده و گران قیمت استفاده می کنند. هدف اصلی این پایان نامه طراحی، پیاده سازی و ساخت عملی یک همزمان کننده ساعت است. در این راستا ابتدا یک ساختار کلی برای ساخت همزمان ساز ساعت طراحی و پیشنهاد می شود. سپس به انتخاب قطعات برای پیاده سازی بخش های مختلف این ساختار و طراحی یک نرم افزار پرداخته می شود. در ادامه نقشه های مداری لازم، طراحی و ارایه می شوند. در گام بعدی همزمان کننده مذکور به شکل یک برد سخت افزاری مدار چاپی ساخته و مونتاژ و در نهایت این محصول در یک شبکه صنعتی dcs sppa-t2000 با موفقیت آزمایش می گردد. همزمان کننده ساعت مورد طرح از یک میکروکنترلر خانواده avr به عنوان پردازنده اصلی، نمایشگر گرافیکی و صفحه لمسی برای واحد ارتباط با کاربر، مدار واسط شبکه برای ارتباط با شبکه اترنت و یک گیرنده gps برای دریافت سیگنال های زمانی از ماهواره، تشکیل شده است. همزمان کننده ساعت ساخته شده دارای قابلیت افزونگی دوگانه نیز است، بدین ترتیب دو نمونه از این همزمان کننده می توانند به شکل تابع و متبوع در کنار هم به کار بپردازد. کلمات کلیدی: همزمان سازی ساعت، منبع همزمان سازی ساعت، پروتکل همزمانی ساعت، gps ، شبکه اترنت