[发明专利]一种工业控制网络中的冗余校时系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业控制和通信技术领域，具体为一种工业控制网络中的冗余校时系统及方法。

背景技术

在工业控制系统中，具有各种各样的控制装置、现场设备、计算机等设备。这些设备都有自己的本地时钟。操作人员和设备执行的各种操作都以该时钟为基准。因此，设备的时钟关系到操作是否能正确的执行，对于系统的正常运行非常关键。

目前工业控制系统常采用的校时方法为：以其中一个设备为时钟主设备，周期性地向网络发送时钟信号，其他设备利用收到的时钟信息更新本地时钟。该方法因为以指定的设备作为基准时间，而该时间可能和平常用的手表、手机等时间有较大误差，会给操作人员带来不便，也不易进行事故追踪。同时，当该方法使用的时钟主设备发生故障时，整个系统的时钟同步将失效，可靠性得不到保证。

发明内容

本发明的目的是提供一种工业控制网络中的冗余校时系统及方法，为工业控制系统中的各种设备提供统一的时钟信号，使各设备保持时钟同步。

   为了实现上述第一目的，采用以下技术方案：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。

 

为了实现上述第二目的，采用以下技术方案：一种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；