時鐘同步是指在一個系統(tǒng)中所有設備的時鐘保持一致，以確保數據的準確性和實時性。在 DCS、SIS和GDS 中，時鐘同步的偏差可能會導致數據不一致、事件順序混亂以及系統(tǒng)故障。因此，對于這些系統(tǒng)來說，時鐘同步的精確性是至關重要的。
在現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)中，DCS(分布式控制系統(tǒng))、SIS(安全儀表系統(tǒng))和GDS(數據采集系統(tǒng))扮演著重要的角色，它們的協(xié)同運行對于工業(yè)生產的安全和效率至關重要。然而， 由于各個系統(tǒng)的獨立運行和不同設備之間的差異，時鐘同步的偏差問題可能會出現(xiàn)。
DCS是用于監(jiān)控和控制工業(yè)過程的系統(tǒng)，它通常由分布在整個工廠的各個控制器組成。在DCS中，各個控制器的時鐘需要保持同步，以確保它們能夠按照預定的時間序列執(zhí)行任務。如果時鐘同步的偏差過大，可能會導致控制器之間的數據傳輸出現(xiàn)錯誤，從而對工藝過程的控制產生不良影響。
與DCS相似，SIS是用于監(jiān)測和控制工業(yè)過程中的安全相關功 能的系統(tǒng)。在SIS中，時鐘同步的偏差可能會導致安全儀表的觸發(fā)時間計算錯誤，從而無法及時檢測到潛在的危險情況。例如，在一個需要緊急停機的情況下，如果SIS中的時鐘同步存在偏差，可能導致安全儀表無法在規(guī)定的時間內觸發(fā)，從而延誤緊急停機的執(zhí)行。
GDS是用于采集和存儲工業(yè)過程數據的系統(tǒng)。在GDS中，時鐘同步的偏差可能會導致數據采集的時間戳不準確，從而無法準確地記錄數據的時間順序。這將對后續(xù)的數據分析和故障診斷產生不利影響。特別是在需要對不同設備的數據進行關聯(lián)分析時，時鐘同步的偏差可能會導致數據不一致，難以得出準確的結論。
為了解決DCS、SIS和GDS時鐘同步的偏差問題，通常會采用網絡時間協(xié)議(Network Time Protocol ，NTP)或精確時間協(xié)議(Precision Time Protocol，PTP)來進行時鐘同步。NTP是一種用于在計算機網絡中同步時鐘的協(xié)議，通過參考國際原子時標準來 確保各個設備的時鐘保持一致。而PTP是一種適用于工業(yè)控制系統(tǒng) 的時鐘同步協(xié)議，它具有更高的精確度和可靠性，能夠滿足工業(yè)應用對時鐘同步的更高要求。
除了采用時鐘同步協(xié)議，還可以通過硬件設備來改善時鐘同步的精確性。例如，一些高精度的時鐘模塊和時鐘同步器可以提供更穩(wěn)定和準確的時鐘信號，從而減小時鐘同步的偏差。此外，定期的時鐘校準和維護也是確保時鐘同步精確性的重要措施。
DCS、SIS和GDS時鐘同步的偏差可能會對工業(yè)系統(tǒng)的安全和效率產生不利影響。為了解決這一問題，采用合適的時鐘同步協(xié)議和硬件設備是必要的。通過確保時鐘同步的精確性，可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，從而更好地實現(xiàn)工業(yè)生產的目標。
網絡中節(jié)點數量大于50的網絡宜設置時鐘同步器，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。
在《石油化工分散控制系統(tǒng)設計規(guī)范》(SH/T3092-2013)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無線網絡中要求DCS嚴禁采用無線網絡，采用無線網絡的控制系統(tǒng)及儀表設備不得接DCS網絡，這是對控制系統(tǒng)安全的考慮。
《分散型控制系統(tǒng)工程設計規(guī)范》(HG/T20573-2012)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。
《石油化工儀表遠程監(jiān)控及數據采集系統(tǒng)設計規(guī)范》(SH/T3181-2016)6.5節(jié)要求SCADA應在調度控制中心配置GPS時鐘，SCADA網絡中各個節(jié)點宜通過時鐘同步軟件實現(xiàn)。
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，滿足生產監(jiān)控的要求即可。
新建項目時鐘同步一般由企業(yè)提出要求或設計單位提出建議，雙方共同確定方案，由設計單位在各個控制系統(tǒng)規(guī)格書提出要求，由DCS集成商完成。
在役裝置控制系統(tǒng)沒有進行時鐘同步的宜在裝置檢修時，與原控制系統(tǒng)供應商溝通，對控制系統(tǒng)增加時鐘同步功能，保證生產順利進行。
時鐘同步的目的是使系統(tǒng)內部和系統(tǒng)之間的時間標記數據一致，實際上并不需要絕對時間，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內部本來就有時間同步功能。在實際應用中，當需要具有時間標記記錄數據的第三方計算機設備與DCS同步時，宜采用由DCS發(fā)布同步信號的方式。對于不用時間標記記錄數據的第三方設備，不必設置時鐘同步。
《石油化工安全儀表系統(tǒng)設計規(guī)范》(GB/T 50770-2013)條文解釋中，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。邏輯控制器與基本控制系統(tǒng)時鐘同步的目的是，當發(fā)生事故后，通過對兩個系統(tǒng)各自記錄的事件的對比和追溯，協(xié)助查找事故原因。
《分散型控制系統(tǒng)工程設計規(guī)范》(HG/T20573-2012)中，9.2.2 DCS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。
《危險化學品重大危險源安全監(jiān)控通用技術規(guī)范》(AQ 3035-2010)中，系統(tǒng)應有時間校準功能，系統(tǒng)的時鐘誤差應≤5秒/24小時。存在多個子系統(tǒng)及遠程設備時，宜使用全球時鐘同步設備統(tǒng)一時鐘。
系統(tǒng)內和系統(tǒng)間實現(xiàn)時鐘同步有如下幾種方法：
1、系統(tǒng)內部時鐘同步
同一個網絡里面的計算機、控制系統(tǒng)，軟件設置其中一個作為時間同步的主站，其他設備為從站，從而保持整個網絡內的節(jié)點時間同步。
2、系統(tǒng)間通訊同步
如DCS與SIS，DCS與PLC之間或者不同DCS品牌之間，可以通過MODUBS、OPC等進行時鐘同步。采用通訊的方式設置時鐘同步，優(yōu)點是經濟簡單，缺點是通訊傳輸滯后等。
以PLC為例，PLC系統(tǒng)通過MODBUS識別DCS傳輸過來的時間參數，重新設定PLC的時鐘，使PLC時間與DCS保持一致。
3、時鐘同步器同步
時鐘源連接GPS，通過NTP(network time protocol網絡時間協(xié)議)對計算機及控制系統(tǒng)進行對時。這種方法時鐘同步精確度高，缺點是資金投入較大且改造起來有點小工作量。
