[发明专利]一种多重化网络中时钟同步的方法、设备和系统

说明书

技术领域

本发明涉及工业通信技术领域，特别是指一种多重化网络中时钟同步的方法、设备和系统。

背景技术

在社会不断进步、发展的过程中，对于人身安全的保护受到越来越多的关注，尤其是对于工业控制系统中，系统稍有差错就会造成对人身的伤害，因此对于工业控制系统的可靠性要求越来越高。如，在大型的石油化工、电力、冶金等行业中，紧急制动系统作为保护生命财产安全的一种重要手段而广泛应用。作为系统本身，其可靠性的要求不断增高。因此，多重化网络冗余就成为一种选择，多重化网络是各个设备的各个端口连接在不同协议标准的网络中，在多重化的网络中，能够通过各种网络的特点，提高网络冗余，有效的增加系统的安全性。

在多重化网络中，由于对网络响应时间的要求非常严格，并且对于网络中系统组成的各个部分的协同工作的同步要求也非常严格，在这种情况下，时钟同步对系统的作用就越来越重要。在系统的可靠性要求增高的情况下，多重化网络被越来越多的研究。

用于工业控制系统中的多重化网络，其特点是实时性强，实时数据量多，强调实时性，在各种通信协议中，提供了各种手段进行时钟同步。多重化网络的发展是要达到异构冗余，会导致网络中的系统在几个网段中选择不同的总线，或者选择不同的同步协议。目前同步的方式是通过外部的时钟源，为整个多重化网络提供时钟同步，这样的时钟同步方式较单一，冗余效果差。依靠目前的外部时钟源的同步方式，影响多重化网络的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明在于提供一种多重化网络中时钟同步的方法设备、和系统，以解决上述目前在多重化网络中的时钟同步方式较单一，冗余效果差的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种多重化网络中时钟同步的方法，包括：

当多重化网络中的设备判断出其端口所在总线上没有主时钟时，所述总线上的各个设备通过自身端口的优先级确定出唯一的主时钟端口设备，所述主时钟端口设备通过所述主时钟端口在所述总线上发送同步报文；

所述总线上非主时钟端口的设备通过自身的从时钟端口接收所述同步报文，利用所述同步报文与所述主时钟进行时钟同步。

其中，所述确定出唯一主时钟端口的过程包括：

比较所述总线上各个端口的优先级，将优先级最高的端口确定为主时钟端口；

如果比较出两个以上、优先级最高且相同的端口，则比较端口所在设备的IP地址和/或MAC地址的大小，确定出唯一的主时钟端口。

其中，利用所述同步报文与所述主时钟进行时钟同步的过程包括：

通过所述同步报文计算自身设备的时钟与所述主时钟的时间差，利用所述时间差调整自身的时钟与所述主时钟同步。

其中，该方法之前进一步包括：

所述多重化网络中的各个设备在初始化后，检测自身的各个端口，并设置各个端口的优先级。

其中，在所述初始化后，首次确定出主时钟端口后，该方法进一步包括：

首次确定为主时钟端口的设备，将首次确定的主时钟端口的优先级升高，将自身在各总线上的端口优先级设置为与首次确定的主时钟端口优先级相同，非主时钟端口的设备将自身在各总线上的端口中，设置出一个从时钟端口和至少一个辅助从时钟端口。

其中，所述设置出一个从时钟端口和至少一个辅助从时钟端口的过程包括：

在各个端口所属网络中，选择时钟精度最高的端口或将预先指定的端口设置为从时钟端口，将其余的端口设置为辅助从时钟端口。

其中，非主时钟端口的设备通过自身的从时钟端口接收所述同步报文，利用所述同步报文与所述主时钟进行时钟同步后，进一步包括：

所述辅助从时钟端口通过其所在总线上接收到的同步报文计算并记录其自身设备的时钟与该总线上主时钟之间的时间差。

其中，通过所述同步报文计算并记录与所述主时钟端口之间的时间差为：

辅助从时钟端口接收网络中主时钟端口所发送的同步报文，计算并记录与所述主时钟端口之间的时间差；

或辅助从时钟端口向主时钟端口发送同步请求，主时钟端口回复同步报文，所述辅助从时钟端口计算并记录与所述主时钟端口之间的时间差。

其中，该方法进一步包括：

所述从时钟端口出现故障后，在所述从时钟端口所在设备的各个辅助从时钟端口中，选择时钟精度最高的端口或将预先指定的端口设置为从时钟端口，成为从时钟的端口利用所述记录的与所述主时钟端口之间的时间差，调整自身与主时钟之间的同步。

本发明提供一种多重化网络时钟同步的设备，包括：

判断单元，用于判断出其端口所在总线上没有主时钟时，通知比较单元；