FM197 系统硬件对时集线器使用说明书
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FM197 MACS 系统硬件对时集线器
硬件产品手册
北京和利时系统工程股份有限公司
11/25/2005
目录
1 基本说明 ................................................................. 1 1.1 简介................................................................. 1 1.2 组成................................................................. 1
4 集线器接收设置，默认设置为 RS485，为防止误操作，接收设置跳线器置于机壳内部！
HollySys
5
MACSTM系统硬件对时集线器
FM197
3.4.2 主对时器与服务器的连接
FM197 对时集线器作为“主”对时集线器时，必须使用 RS485-RS232 转换器，才可以通过 时钟脉冲输出口（3-16）与服务器进行对时。因此，FM197 对时集线器与 RS485-RS232 转换器 之间的连接电缆为 RS485 通讯电缆。以 Model 2485FM 型 RS485-232 转换器为例，电缆的连接 关系，如表 3-2 所示：（表中针脚定义以 DB9 连接器为准）NC 表示不接线。
表 3-2
针脚定义
FM197（主）
1、3-16 号通讯接口
RS485-RS232 转换器
服务器（RS232）
1
NC
2
RS485 通讯正端
3
RS485 通讯负端
RS485 通讯负端 RS485 通讯正端 NC
NC RS232 (T) RS232 (R)
NC RS232 (R) RS232 (T)
4
NC
5
时钟信号地
NC 时钟信号地
NC 时钟信号地
NC 时钟信号地
6
NC
7
时钟脉冲输出
NC 时钟脉冲输入
NC 时钟脉冲输出
注意：1 为使系统的时间统一，只有主对时器在不外接 GPS 的情况下允许进行时间的设定与调整，对从对时器进 行时间设定，系统不会响应。
2 按下“SET”键进入设定状态，完成设定后，需再按一次“SET”键，才能确认并退出设定状态，否则， 系统会一直等待。
3 由于设定的时间单元只到“秒”，因此当设定生效后，系统会立刻将“秒”以下的时间清零。 4 可设定“年”的范围：2000～2099，其他的时间单元在设定过程中，也只在正确的范围内变动。
4 工程应用举例 ............................................................. 8
5 GPS 的设置 .............................................................. 12
6 技术指标 ................................................................ 17
1.2 组成
FM197 对时集线器是由硬件对时模板 FB197、对时集线器显示模板 FB199 和外壳结构件组成。其 外观如图 1-1 所示：
SEL SET
DOWN UP
秒 分 时 日 月 年
对时FM集19线7 器
图 1-1 FM197 对时集线器外观图示
1 外接 GPS 的型号，选用北斗星通 BD-I 型。
2 工作原理 ................................................................. 3
3 使用说明 ................................................................. 4 3.1 主从状态的设定 ....................................................... 4 3.2 标准时钟源的设定 ..................................................... 4 3.3 时间的设定与调整 ..................................................... 4 3.4 工作方式............................................................. 5
2 RS485-RS232 转换器采用 Model 2485FM 2
HollySys
FM197
MACSTM系统硬件对时集线器
FM197 对时集线器的后面板提供了 16 个串行通讯接口（RS485）和一个供电电源输入端子。 FM197 对时集线器后面板外观如图 1-3 所示：
电源开关 电源插座
1
3
5
表 3-1
针脚 FM197（主） 定义 2 号通讯接口
1 NC 2 RS232 (T) 3 RS232 (R)
GPS（RS232） 交叉电缆
NC RS232 (T) RS232 (R)
2
FM197(主) 9针D型 3 连接器 5
2
3
GPS(RS232) 9针D型
连接器 5
4 NC 5 时钟信号地
NC 时钟信号地
3 主从状态及标准时钟源一经设定不再改变，为防止误操作，拨码开关 S1 置于机壳内部！
4
HollySys
FM197
3.4 工作方式
MACSTM系统硬件对时集线器
3.4.1 主对时器外接 GPS 标准时钟源
仅在 FM197 对时集线器作为“主”对时集线器时, 后面板的 2 号通讯接口才可作为外接 GPS 标准时钟源的输入口。
7
9
11
13
15
2
4
6
Leabharlann Baidu
8
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12
14
16
串行通讯接口 图 1-3 FM197 对时集线器后面板外观
保险管
2 工作原理
FM197 对时集线器加电后，微控制器读取拨码开关的设置值，判断模块的工作状态和标准时钟 来源。通过本地时钟电路或外接 GPS，由内部计数产生时钟信息，并由微控制器读取或写入，同时 内部逻辑输出对时分脉冲，对时分脉冲作为对时时钟信息，经过脉冲驱动和光电隔离形成多路输出， 微控制器以此时钟信息作为对时信息发送的时间基准；对时分脉冲同时用于级联输出，“从”对时 器读取此对时分脉冲的时钟信息作为接收、发送标准时钟信息的时间基准。
FM197 对时集线器的工作原理如图 2-1 所示。
图 2-1 FM197 对时集线器工作原理
HollySys
3
MACSTM系统硬件对时集线器
FM197
3 使用说明
3.1 主从状态的设定
FM197 对时集线器的主从设定，需通过 FB197 板上的拨码开关 S13的第 1 位来设定，拨到“OFF” 状态表示“主”，拨到“ON”状态表示“从”。当只有 1 个 FM197 时，必须设为“主”，级联使用时， 第一级设为“主”，其余的设为“从”。
以 FM197 对时集线器前面板上的主从指示灯（红色）作为状态显示。模块加电后，灯亮表示 此 FM197 为外接 GPS 的主对时器，灯闪表示此 FM197 为采用本地时钟源的主对时器，灯灭表示此 FM197 为从对时器。
3.2 标准时钟源的设定
FM197 对时集线器作为主对时集线器时，其标准时钟可由本地时钟电路产生，也可通过外接 GPS 产生，需通过 FB197 板上的拨码开关 S1 的第 2 位来设定，拨到“OFF”状态表示外接 GPS， 拨 到“ON”状态表示由本地时钟电路产生；FM197 对时集线器作为从对时集线器时，对该位设定无 效。
7(9)
9
6 NC
NC
7 时钟脉冲输入 NC
交叉型连接电缆
8 NC
NC
9 (时钟脉冲输入) 时钟脉冲输出
注：1 只有 FM197 主对时集线器外接 GPS 时，第 2 号通讯接口才可以设置为 RS232 功能。
2 FM197 对时集线器的 2 号 D 型通讯接口的 7、9 脚内部短接。
3 连接时应该将针脚 2、3 用一对双绞线互连，5、9 用一对双绞线互连。
3.3 时间的设定与调整
如果主对时集线器不外接 GPS，而通过本地时钟建立标准时钟源时，可以通过前面板上的时间 调整按键来完成系统时间的设定。时间设定方法如下：
按下“SET”键，进入设定状态后，通过“SEL”键进行时间单元的选择，每按下一次“SEL” 键，数码显示管的闪动时间单元就会向右移动一个单元；当选定要设定的时间单元后，通过 “UP” 或“DOWN”键的增减调整，来输入恰当的设定置；全部时间单元设定完后，再次按下“SET”键， 此时设定的时间生效，并退出设定状态，数码显示管恢复到正常的时间显示状态。
HollySys
FM197 MACSTM 系统硬件对时集线器
块式I/O
1 基本说明
1.1 简介
FM197 对时集线器是 MACSTM 系统硬件时钟对时设备，用于校对 MACSTM 系统中服务器、 操作站、控制站 I/O 模块之间的相对时钟偏差。FM197 对时集线器的标准时钟可以通过本地时钟电 路产生，也可以通过外接 GPS1标准时钟源产生。FM197 对时集线器配置 RS485 串行通信接口，采 用 19”机架安装结构，可以实现实时时间的显示和调整。FM197 对时集线器可以多重级联，用于扩 展对时系统。
说明: 1 GPS 与对时集线器级联的距离不超过 1.5 米，由于使用分脉冲来对齐时间,所以整个 对时系统在 1 分钟内对齐；
2 标准时钟通过外接 GPS 产生时，4 秒内接收不到时钟脉冲，主集线器会自动复位，前 面板时钟数码显示管闪烁；
一般 GPS 设备提供 RS232 通讯标准，因此需要调整集线器内部接收设置4， 将三针跳线器 JP4、 JP5、JP6、JP7 的 1、2 脚短接，设置为 RS232 通讯标准（默认设置为 RS485, 即三针跳线器 JP4、 JP5、JP6、JP7 的 2、3 脚短接），然后依据 GPS 的针脚定义，选择交叉型连接电缆，2 个 DB9 连接 器通过 8 芯的 UTP 电缆进行连接的连接关系，分别如表 3-1 所示：（表中针脚定义以 DB9 连接器为 准）NC 表示不接线。
HollySys
1
MACSTM系统硬件对时集线器
FM197
FM197 对时集线器前面板的对时时钟采用 1４位数码管显示实时时间，显示格式为年（4 位）， 月（2 位），日（2 位），时（2 位），分（2 位），秒（2 位）。依据主从指示灯的状态，可以判断 FM197 对时集线器的主从工作方式。当主对时集线器不外接 GPS 时，可以使用 SET，SELECT，UP，DOWN 等按钮来实时调整对时时钟。FM197 对时集线器前面板外观如图 1-2 所示：
年月 日时分 秒
SET SEL UP DOWN
FM197 对时集线器
数码显示管
主从显示灯
时钟调整键
图 1-2 FM197 对时集线器前面板外观
1 号通讯接口是级联对时脉冲输出接口。 当 FM197 对时集线器级联使用时，后面板的 1 号通讯接口为“主”对时器的级联分脉冲输 出口，用于向“从”对时器的 2 号通讯接口发送对时分脉冲。 1 号通讯接口只能作为级联对时分脉冲输出接口来使用，不能用于时钟对时信号输出。 2 号通讯接口是时钟脉冲输入接口。 当 FM197 对时集线器作为“主”对时器时，可通过 2 号通讯接口接收 GPS 发送的对时秒脉 冲，产生标准时钟源； 当多个 FM197 对时集线器级联使用时，“从”对时器的 2 号通讯接口用于接收“主”对时 器发送的对时分脉冲。 3-16 号通讯接口是时钟对时信号和对时分脉冲输出接口。 当 FM197 对时集线器级联使用时， 3-16 号通讯接口和 1 号通讯接口具有相同的级联功能。 当 FM197 对时集线器作为“主”对时器与服务器通讯时，需要通过外接 RS485-RS2322转换 器向服务器发送时钟信息包和对时分脉冲； 当 FM197 对时集线器与现场 SOE 设备连接使用时，通过对时电缆（双绞线）发送时钟信息 包和对时分脉冲； 除了第 2 号通讯接口外，其余通讯接口都发送 RS485 通讯标准的时间信息。时间信息每 1 秒钟 发送 1 次，格式为：0XAA 年 月 日 时 分 秒 年～秒的异或和 0XBB，所有的数据都是 1 字节的十六进制数，共 9 个字节。其中年的范围是：0～99，表示 2000～2099 年。
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北京和利时系统工程股份有限公司
11/25/2005
目录
1 基本说明 ................................................................. 1 1.1 简介................................................................. 1 1.2 组成................................................................. 1
4 集线器接收设置，默认设置为 RS485，为防止误操作，接收设置跳线器置于机壳内部！
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MACSTM系统硬件对时集线器
FM197
3.4.2 主对时器与服务器的连接
FM197 对时集线器作为“主”对时集线器时，必须使用 RS485-RS232 转换器，才可以通过 时钟脉冲输出口（3-16）与服务器进行对时。因此，FM197 对时集线器与 RS485-RS232 转换器 之间的连接电缆为 RS485 通讯电缆。以 Model 2485FM 型 RS485-232 转换器为例，电缆的连接 关系，如表 3-2 所示：（表中针脚定义以 DB9 连接器为准）NC 表示不接线。
表 3-2
针脚定义
FM197（主）
1、3-16 号通讯接口
RS485-RS232 转换器
服务器（RS232）
1
NC
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RS485 通讯正端
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RS485 通讯负端
RS485 通讯负端 RS485 通讯正端 NC
NC RS232 (T) RS232 (R)
NC RS232 (R) RS232 (T)
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NC
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时钟信号地
NC 时钟信号地
NC 时钟信号地
NC 时钟信号地
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时钟脉冲输出
NC 时钟脉冲输入
NC 时钟脉冲输出
注意：1 为使系统的时间统一，只有主对时器在不外接 GPS 的情况下允许进行时间的设定与调整，对从对时器进 行时间设定，系统不会响应。
2 按下“SET”键进入设定状态，完成设定后，需再按一次“SET”键，才能确认并退出设定状态，否则， 系统会一直等待。
3 由于设定的时间单元只到“秒”，因此当设定生效后，系统会立刻将“秒”以下的时间清零。 4 可设定“年”的范围：2000～2099，其他的时间单元在设定过程中，也只在正确的范围内变动。
4 工程应用举例 ............................................................. 8
5 GPS 的设置 .............................................................. 12
6 技术指标 ................................................................ 17
1.2 组成
FM197 对时集线器是由硬件对时模板 FB197、对时集线器显示模板 FB199 和外壳结构件组成。其 外观如图 1-1 所示：
SEL SET
DOWN UP
秒 分 时 日 月 年
对时FM集19线7 器
图 1-1 FM197 对时集线器外观图示
1 外接 GPS 的型号，选用北斗星通 BD-I 型。
2 工作原理 ................................................................. 3
3 使用说明 ................................................................. 4 3.1 主从状态的设定 ....................................................... 4 3.2 标准时钟源的设定 ..................................................... 4 3.3 时间的设定与调整 ..................................................... 4 3.4 工作方式............................................................. 5
2 RS485-RS232 转换器采用 Model 2485FM 2
HollySys
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MACSTM系统硬件对时集线器
FM197 对时集线器的后面板提供了 16 个串行通讯接口（RS485）和一个供电电源输入端子。 FM197 对时集线器后面板外观如图 1-3 所示：
电源开关 电源插座
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表 3-1
针脚 FM197（主） 定义 2 号通讯接口
1 NC 2 RS232 (T) 3 RS232 (R)
GPS（RS232） 交叉电缆
NC RS232 (T) RS232 (R)
2
FM197(主) 9针D型 3 连接器 5
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3
GPS(RS232) 9针D型
连接器 5
4 NC 5 时钟信号地
NC 时钟信号地
3 主从状态及标准时钟源一经设定不再改变，为防止误操作，拨码开关 S1 置于机壳内部！
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HollySys
FM197
3.4 工作方式
MACSTM系统硬件对时集线器
3.4.1 主对时器外接 GPS 标准时钟源
仅在 FM197 对时集线器作为“主”对时集线器时, 后面板的 2 号通讯接口才可作为外接 GPS 标准时钟源的输入口。
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串行通讯接口 图 1-3 FM197 对时集线器后面板外观
保险管
2 工作原理
FM197 对时集线器加电后，微控制器读取拨码开关的设置值，判断模块的工作状态和标准时钟 来源。通过本地时钟电路或外接 GPS，由内部计数产生时钟信息，并由微控制器读取或写入，同时 内部逻辑输出对时分脉冲，对时分脉冲作为对时时钟信息，经过脉冲驱动和光电隔离形成多路输出， 微控制器以此时钟信息作为对时信息发送的时间基准；对时分脉冲同时用于级联输出，“从”对时 器读取此对时分脉冲的时钟信息作为接收、发送标准时钟信息的时间基准。
FM197 对时集线器的工作原理如图 2-1 所示。
图 2-1 FM197 对时集线器工作原理
HollySys
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MACSTM系统硬件对时集线器
FM197
3 使用说明
3.1 主从状态的设定
FM197 对时集线器的主从设定，需通过 FB197 板上的拨码开关 S13的第 1 位来设定，拨到“OFF” 状态表示“主”，拨到“ON”状态表示“从”。当只有 1 个 FM197 时，必须设为“主”，级联使用时， 第一级设为“主”，其余的设为“从”。
以 FM197 对时集线器前面板上的主从指示灯（红色）作为状态显示。模块加电后，灯亮表示 此 FM197 为外接 GPS 的主对时器，灯闪表示此 FM197 为采用本地时钟源的主对时器，灯灭表示此 FM197 为从对时器。
3.2 标准时钟源的设定
FM197 对时集线器作为主对时集线器时，其标准时钟可由本地时钟电路产生，也可通过外接 GPS 产生，需通过 FB197 板上的拨码开关 S1 的第 2 位来设定，拨到“OFF”状态表示外接 GPS， 拨 到“ON”状态表示由本地时钟电路产生；FM197 对时集线器作为从对时集线器时，对该位设定无 效。
7(9)
9
6 NC
NC
7 时钟脉冲输入 NC
交叉型连接电缆
8 NC
NC
9 (时钟脉冲输入) 时钟脉冲输出
注：1 只有 FM197 主对时集线器外接 GPS 时，第 2 号通讯接口才可以设置为 RS232 功能。
2 FM197 对时集线器的 2 号 D 型通讯接口的 7、9 脚内部短接。
3 连接时应该将针脚 2、3 用一对双绞线互连，5、9 用一对双绞线互连。
3.3 时间的设定与调整
如果主对时集线器不外接 GPS，而通过本地时钟建立标准时钟源时，可以通过前面板上的时间 调整按键来完成系统时间的设定。时间设定方法如下：
按下“SET”键，进入设定状态后，通过“SEL”键进行时间单元的选择，每按下一次“SEL” 键，数码显示管的闪动时间单元就会向右移动一个单元；当选定要设定的时间单元后，通过 “UP” 或“DOWN”键的增减调整，来输入恰当的设定置；全部时间单元设定完后，再次按下“SET”键， 此时设定的时间生效，并退出设定状态，数码显示管恢复到正常的时间显示状态。
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FM197 MACSTM 系统硬件对时集线器
块式I/O
1 基本说明
1.1 简介
FM197 对时集线器是 MACSTM 系统硬件时钟对时设备，用于校对 MACSTM 系统中服务器、 操作站、控制站 I/O 模块之间的相对时钟偏差。FM197 对时集线器的标准时钟可以通过本地时钟电 路产生，也可以通过外接 GPS1标准时钟源产生。FM197 对时集线器配置 RS485 串行通信接口，采 用 19”机架安装结构，可以实现实时时间的显示和调整。FM197 对时集线器可以多重级联，用于扩 展对时系统。
说明: 1 GPS 与对时集线器级联的距离不超过 1.5 米，由于使用分脉冲来对齐时间,所以整个 对时系统在 1 分钟内对齐；
2 标准时钟通过外接 GPS 产生时，4 秒内接收不到时钟脉冲，主集线器会自动复位，前 面板时钟数码显示管闪烁；
一般 GPS 设备提供 RS232 通讯标准，因此需要调整集线器内部接收设置4， 将三针跳线器 JP4、 JP5、JP6、JP7 的 1、2 脚短接，设置为 RS232 通讯标准（默认设置为 RS485, 即三针跳线器 JP4、 JP5、JP6、JP7 的 2、3 脚短接），然后依据 GPS 的针脚定义，选择交叉型连接电缆，2 个 DB9 连接 器通过 8 芯的 UTP 电缆进行连接的连接关系，分别如表 3-1 所示：（表中针脚定义以 DB9 连接器为 准）NC 表示不接线。
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FM197
FM197 对时集线器前面板的对时时钟采用 1４位数码管显示实时时间，显示格式为年（4 位）， 月（2 位），日（2 位），时（2 位），分（2 位），秒（2 位）。依据主从指示灯的状态，可以判断 FM197 对时集线器的主从工作方式。当主对时集线器不外接 GPS 时，可以使用 SET，SELECT，UP，DOWN 等按钮来实时调整对时时钟。FM197 对时集线器前面板外观如图 1-2 所示：
年月 日时分 秒
SET SEL UP DOWN
FM197 对时集线器
数码显示管
主从显示灯
时钟调整键
图 1-2 FM197 对时集线器前面板外观
1 号通讯接口是级联对时脉冲输出接口。 当 FM197 对时集线器级联使用时，后面板的 1 号通讯接口为“主”对时器的级联分脉冲输 出口，用于向“从”对时器的 2 号通讯接口发送对时分脉冲。 1 号通讯接口只能作为级联对时分脉冲输出接口来使用，不能用于时钟对时信号输出。 2 号通讯接口是时钟脉冲输入接口。 当 FM197 对时集线器作为“主”对时器时，可通过 2 号通讯接口接收 GPS 发送的对时秒脉 冲，产生标准时钟源； 当多个 FM197 对时集线器级联使用时，“从”对时器的 2 号通讯接口用于接收“主”对时 器发送的对时分脉冲。 3-16 号通讯接口是时钟对时信号和对时分脉冲输出接口。 当 FM197 对时集线器级联使用时， 3-16 号通讯接口和 1 号通讯接口具有相同的级联功能。 当 FM197 对时集线器作为“主”对时器与服务器通讯时，需要通过外接 RS485-RS2322转换 器向服务器发送时钟信息包和对时分脉冲； 当 FM197 对时集线器与现场 SOE 设备连接使用时，通过对时电缆（双绞线）发送时钟信息 包和对时分脉冲； 除了第 2 号通讯接口外，其余通讯接口都发送 RS485 通讯标准的时间信息。时间信息每 1 秒钟 发送 1 次，格式为：0XAA 年 月 日 时 分 秒 年～秒的异或和 0XBB，所有的数据都是 1 字节的十六进制数，共 9 个字节。其中年的范围是：0～99，表示 2000～2099 年。