[发明专利]一种工业控制网络中的冗余校时系统及方法

权利要求书

1.一种工业控制网络中的冗余校时系统，其特征在于：所述系统由卫星接收器、主时间判决器、冗余时间判决器、时间从设备和以太网组成，其中主时间判决器、冗余时间判决器通过以太网相连，时间从设备位于处在工业控制网络的设备上，卫星接收器通过无线方式将时间信息发送给主时间判决器和冗余时间判决器，主时间判决器和冗余时间判决器将经过处理的时间信息发送至时间从设备。

2.一种使用权利要求1所述工业控制网络中的冗余校时系统的工业控制网络中的冗余校时方法，其特征在于：所述方法包括以下过程：

A：主时间判决器MTD运行过程；

B: 冗余时间判决器RTD运行过程；

C：时间从设备TSD运行过程；

其中：主时间判决器MTD运行过程包括下列步骤：

   A-1：开始；

A-2：设置T、Terror，0→A_Terror_c，0→A_r_role； 其中A_Terror_c为主时间判决器错误计数器；A_r_role为主时间判决器角色帧次数；Terror为限值，T为更新周期；

A-3：接收来自卫星接收器SR的时钟信号，得到t1，并使用t1更新t3的值；

A-4：判断是否接收到冗余时间判决器RTD来的时钟信号t2，如果接收到t2，则转到A-5；如果没有接收到，则转到A-6；

A-5：取t1、t2的平均值并用该值更新t3的值；

A-6：判断是否已到发布时间，若已经到达，则转到A-7，若没有到达则返回A-3；

A-7：向时间从设备TSD分发t3；

A-8：判断是否接收到误差超限错误帧，若收到则转到A-9，若没有则转到A-10；

A-9：进行主时间判决器MTD错误处理；

A-10：判断是否退出，若是则转到A-11，若不是则返回A-3；

A-11：退出；

主时间判决器MTD的错误处理过程：

AA-1：判断是否收到来自时间从设备TSD的错误报告帧，若是则转到AA-2，否则转到AA-4；

AA-2：A_Terror_c加1；

AA-3：判断误差次数是否大于3，若是则转到AA-4，否则转到AA-5；

AA-4：通知管理员有系统错误，0→A_Terror_c；

AA-5：判断是否收到冗余时间判决器RTD的请求主时间判决器MTD的角色帧，若是转到AA-6，否则转到AA-7；

AA-6：A_r_role加1；

AA-7：判断A_r_role是否大于3，若是则转到AA-8，否则转到AA-9；

AA-8：切换自身的角色为冗余时间判决器RTD，发出允许角色状态切换帧，0→A_r_role，

AA-9：退出MTD错误处理；

冗余时间判决器RTD运行过程包括下列步骤：

B-1：开始；

B-2： 0→B_Terror_c，0→B_c_role；其中B_Terror_c为冗余时间判决器的错误计数器；B_c_role为冗余时间判决器的角色帧次数；

B-3：接收来自卫星接收器SR的时钟信号，得到t2，并使用t2更新本身存储的上一次得到的t3的值；

B-4：将自身的时钟信息t2发送给主时间判决器MTD；

B-5：监听主时间判决器MTD发出的t3；

B-6：判断是否收到主时间判决器MTD分发的时间信息t3，若收到，则转到B-7，若没有则转到B-8；

B-7：将错误计数器B_Terror_c置为0，转到B-11；

B-8：将错误计数器B_Terror_c加1；

B-9：判断B_Terror_c是否大于3，若是则转到B-10，若不是则转到B-11；

B-10：进行RTD错误处理；

B-11：判断是否退出，若是则转到B-12，若不是则返回B-2；

B-12：退出；

冗余时间判决器RTD的错误处理过程：

BB-1：发出请求切换为主时间判决器MTD的请求帧；

BB-2：判断是否收到允许切换的应答帧，若没有收到，转到BB-3，否则转到BB-6；

BB-3：B_c_role加1；

BB-4：判断B_c_role是否大于3，若大于则转到BB-7，否则转到BB-8；

BB-5：发出强制时间信息t_force，转到BB-8；

BB-6：切换角色为主时间判决器MTD，接替主时间判决器MTD的工作；

BB-7：0→B_c_role；

BB-8：退出RTD错误处理；

时间从设备TSD运行过程包括下列步骤：

C-1：开始；

C-2：设置0→c_local； c_loca为本地错误计数器；

C-3：估算主时间判决器MTD到本设备的传送时延tdelay；

C-4：接收来自主时间判决器MTD的时钟信息t3；

C-5：判断|t3+t_delay-t_local|>Terror，若大于则转到C-6，否则转到C-9；

C-6：本地错误计数器c_local加1；

C-7：判断c_local是否大于3，若大于则转到C-8，否则转到C-9；

C-8：发送误差超限错误帧到主时间判决器MTD；

C-9：使用t3更新本地时钟t_local；

C-10：0→c_local；

C-11：判断是否接收到来自冗余时间判决器RTD的t_force，若是则转到C-12，否则转到C-13；

C-12：使用t_force更新本地时钟t_local；

C-13：判断是否退出，若是则转到C-14，若不是则返回C-3；

C-14：退出。