Szakmai életemet végig kísérte az időmérés, az adatgyűjtő rendszerekben keletkező adatok pontos időbélyeggel való ellátása. Azt is mondhatnánk, folyton versenyt futottam az idővel és próbáltam elcsípni. Néhány történetet osztok meg veletek az ipari informatika és az időmérés témakörében.
Első találkozásom egy elektronikus órával
Amikor 1981-ben elkezdtem a VEIKI-ben, az Elektronikus Osztályon dolgozni, már nagyban folyt egy olyan, mikroszámítógépes adatgyűjtő által használható óra fejlesztése, melynek "agya" egy, az Intel cég által fejlesztett 8741 típusú UPI (univerzális programozható vezérlő) volt. Egy kollégám fejlesztette ki a programját és nagyon büszke volt magára, amikor a céghez kerültem, már lényegében kész volt. Napi időt mért (óra, perc, másodperc, ezredmásodperc). Amikor alkalmazni kezdtem, észrevettem, hogy brutálisan késik, egy nap alatt majdnem másfél percet. Reklamáltam a kollégámnál, aki egy nagy pontosságú frekvenciamérővel próbálta igazolni, hogy az óra teljesen pontos.
Egy kis statisztikát végeztem, és megállapítottam, hogy a hiba pontosan 1 ezrelék, azaz minden ezredik óraimpulzusnak nyoma vész. Mivel ezredmásodperc felbontású óráról volt szó, hamar rájöttem, hogy a másodperc-váltások környékén kell keresgélni. És valóban: a másodperc léptetése ennek a nem túl nagy teljesítményű processzornak annyi energiáját emésztette fel, hogy ilyenkor egy impulzus feldolgozására nem jutott idő. Csak érdekességként: a 8741-esnek mindössze 1 kbájt (!) programmemóriája volt. A kollégám a hibát kijavította, és a Dunamenti Erőmű adatgyűjtőjében a 2000-es évek elejéig működött több készülékben is, például ebben:
 |
| Meddőteljesítmény-szabályozó |
De hogyan járjanak együtt az órák?
Nem elég az adatgyűjtőket órákkal ellátni, ahhoz, hogy egy adott üzemben az összes eseményt idősorrendbe állíthassuk, össze kell szinkronizálni az órákat. A Dunamenti Erőműben volt egy szerkezet, melyet szintén egy VEIKI-s kollégám fejlesztett ki, a Központi Óra, amely percenként kiadott magából egy 24V-os impulzust, amire nemcsak az erőmű összes adatgyűjtője, de még a fali órák is rá voltak szinkronizálva. A '70-es években gyártott szerkezet quartz-oszcillátora egy klimatizált kazettában volt elhelyezve, és nixicsöves kijelzőjével ma igen retro hatást keltene.
 |
| kb. ilyen volt a kijelzője |
Kalandom a Budapesti Értéktőzsde világórájával
Amikor a Budapesti Értéktőzsde a Deák Ferenc utcába költözött, sógorom - kinek kiállítás-installációs cége volt - készített az ügyfélváróba egy díszfalat egy világtérképpel és négy digitális órával, melyek a New York-i, londoni, budapesti és tokiói időt mutatták. A villanyszerelők szépen bekötötték és beállították az órákat, de azokon nem egyszerre ugrott a percmutató és nem követték a téli/nyári óraátállítást. Sógorom engem kért meg, hogy oldjam meg az órák egymáshoz szinkronizálását és a téli/nyári váltást.
Az órák dokumentációjából kiderült, hogy egymáshoz lehet őket szinkronizálni, és egy évre előre beállítható rajtuk a téli/nyári átállítás időpontja is. Magam előtt látom a helyzetet, ahogyan a Gresham-palotából (a VEIKI akkori irodájából) átsétálok a Deák Ferenc utcába, de előtte még betérek a Dorottya utcai Malév-irodába megkérdezni, hogy mennyi most az idő New Yorkban, Londonban, Tokióban. Aztán ülök az üres tőzsdeteremben a nagy csengő alatt, és hívogatom telefonon az amerikai, angol és japán nagykövetségeket, hogy mondják meg nekem, országukban van-e nyári idő, és mikor van az átállítás dátuma.
Mivel az órákat évente újra meg újra be kellett állítani az aktuális dátumokra, ezt végül egy kollégám vállalta fel, évente ment a tőzsdére órát állítani.
 |
| A Budapesti Értéktőzsde egykori épülete |
De hogyan igazodjunk a valódi időhöz?
Igazából egy üzemben elegendő, ha az adatgyűjtők órái egyszerre járnak és időnként valaki beállítja őket, nincs szükség arra, hogy egész pontosan mutassák az abszolút időt. Előbb-utóbb azonban mégis előjött ez az igény is. Az internet- és GPS-korszak előtt alapvetően kétféle lehetőség volt az órák pontos beállítására:
- A Kossuth Rádióban minden délben elhangzó öt sípszó, ahol az utolsó jelezte a 12:00-t;
- A Frankfurt mellől sugárzott hosszú hullámú rádiójel, a DCF77 (77,5 kHz frekvencián), mely a közép-európai helyi időt sugározza.
Aztán valamikor a '90-es években rekonstrukcióra került a Master Calendar (a PROLAN Zrt. jóvoltából), áttértek a frankfurti rádiójelre való szinkronizálásra.
 |
| A frankfurti órajel hatótávolsága |
A DCF77 nagyon egyszerűen kódolja le az időt: egy perc alatt, másodpercenként mindössze egy bit információval perc-óra-naptári nap-a hét melyik napja-hónap-év sorrendben. Nagyon sok karóra és falióra is erre a hosszúhullámú jelre szinkronizál, amely követi a föld görbületét és pincehelyiségekben is vehető. A DCF77 kódolás annyira elterjedt, hogy a mai korszerű óraszervereket is ellátják DCF77 kimenettel.
A GPS mindent visz
A GPS, vagyis globális helyzetmeghatározó rendszer elterjedésével a GPS-vevők váltak az abszolút idő beállításának alapeszközévé. Hogyhogy, a GPS nem helyzetmeghatározásra szolgál? De igen, de a műholdas helyzetmeghatározás alapelve pont az, hogy a rendszerben lévő műholdak nemcsak a helyzetüket, hanem a pontos időt is lesugározzák. A vett rádiójelbe kódolt idők összehasonlításával megtudjuk az egyes műholdak relatív távolságát, mert a távolabbi műholdaktól később érkezik meg a jel, mint a közelebbiektől. Innentől egy hagyományos geodéziai feladattá válik a helyzetmeghatározás. Szóval az abszolút idő ismerete a helyzetmeghatározás "mellékterméke".
Első GPS-alapú óraszerverünket a Dunamenti Erőműben telepítettük valamikor 2000 környékén, a Meinberg cég termékét. A berendezés egy antennából és egy elektronikából állt, mely programozott impulzusokat tudott kiadni magából, így kiválthattuk az erőműben korábban használt egyperces szinkronimpulzusokat, de maga az idő is kiolvasható volt belőle különféle kódolt formában, többek között DCF77-es kimenete is van.
 |
| Az GPS-óra beépítve egy berendezésbe a Dunamenti Erőműben (a fényképen én is látható vagyok 😏) |
GPS helyett ma már helyesebb GNSS-t (Global Navigation Satellite System) mondani, mert az amerikai GPS rendszer (32 műhold) mellett ma már rendelkezésünkre áll az orosz GLONASS (24 műhold), az európai Galileo (24 műhold) és a kínai BeiDou (35 műhold). A korszerű óraszerverek ma már az összes fenti rendszer időadatát használják.
Posztom második részében megtudhatjátok majd, hogyan lehet a frankfurti időhöz szinkronizálni egy templom ingás toronyóráját, milyen feladatokat adott az Y2K probléma illetve nyári/téli váltás esetleges eltörlése. Stay tuned.
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése