[發明專利]實現控制站之間時鐘同步的控制系統和方法

有效

• 申請號: 200710046057.5
• 申請日: 2007-09-17
• 公開（公告）號: CN101145896A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 聶浩;劉志勇;胡一智
• 申請（專利權）人: 浙江中控技術有限公司
• 主分類號: H04L7/00
• 分類號: H04L7/00;H04L12/28
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及一種控制系統中控制站之間的時間同步方法，特別涉及一種實現控制站之間毫秒級時間同步精度的控制系統和方法。

背景技術

在大中型控制系統中，往往涉及對各個控制站的狀態和數據進行監控。請參閱圖1，其為現有的控制系統的一結構原理圖。它包括上位機11和若干控制站12。上位機11包括操作站、組態服務器、數據服務器等，而控制站12主要是在上位機11的監控下通過與之相連的IO設備(圖中未繪示)來控制現場設備的操作。操作站在監控時，需要在同一時刻各個控制站上送的數據的時間信息應該是一致的，這個便于數據的處理。同時，在大中型控制系統中還涉及到對大量設備狀態的監控，有些設備會在不同的控制站下，并且這些設備的狀態發生改變相互間是有關聯的，所以需要對這些狀態發生改變事件發生的時間進行檢測。而這些時間信息往往都涉及到控制站的時間。因此控制系統中各個控制站之間的時間同步是控制系統大規模運用中需要解決的問題。

尤為重要的是，在現有的控制系統中，對控制站時間同步的時間精準要求非常高。比如，以SOE(sequence?of?Event)事件順序記錄為例，它可以是根據數據量輸入電平變化的記錄時間(精度要求可以達到某一毫秒級別)來判斷被監控設備的開關動作的時序，進而可以用于事故的事后分析或其它控制分析。各個控制站事件觸發式地上報本端被監控設備的情況，若各個控制站的時間同步精度沒有達到要求，則控制系統的上位機獲得這些事件信息也是不精確的，甚至是錯誤的，從而導致據此分析的事后分析或控制分析是不準確的。

然而，傳統的控制站之間的時間同步通常采用以下兩種方法：

第一種方法為：使用一臺操作站作為時間基準站，該基準站每隔一段時間通過廣播發送絕對時間信息，控制站通過接受該信息來校對自身的時間。

第二種方法為：使用GPS設備。所有控制站都與GPS對時，大多是使用NTP/SNTP對時，沒有使用其他信號對時。

第一種方法在廣播發送絕對時間信息的傳播路徑上會出現延時以及各種誤差，因此其無法實現很高的時間同步精度。隨著對時間同步精度要求的不斷提高，采用第二種方法比第一種方法的精度高，但是無法到達毫秒級的精度。

國家專利局專利號為01104016.5的發明專利也公開了一種時間同步方方法。其同步過程包括：接收器從GPS接收時間信號，輸出與UTC(協調世界時)同步的時間修正用基準信號和表示絕對時間的時間串行信號；時間分配器從上述基準信號和時間串行信號合成與UTC同步的時間同步信號，并對構成系統的多個終端裝置分配發送時間同步信號，取得終端裝置間的統一時間同步。該方法雖然具有專業性強的特點，但由于需配備GPS硬件設備，同時還需租用GPS衛星，因此需要很高的硬件成本，而且也無法保證終端裝置之間的時鐘精度能達到毫秒級別。因此，這種方法也不適用控制站之間的時間同步。

綜上所述，現有的時間同步方案并不能適用控制站之間時間同步的精度要求。

發明內容

本發明的第一目的是提供一種實現控制站之間時鐘同步的控制系統，以解決現有技術中精度要求不高，不能滿足控制站之間的時間同步精度要求的技術問題。

本發明的第二目的在于提供一種實現控制站之間時鐘同步的方法，以解決現有技術中精度要求不高，不能滿足控制站之間的時間同步精度要求的技術問題。

為了達到上述目的，本發明提供了一種實現控制站之間時鐘同步的控制系統，在所述系統中增設授時系統，所述授時系統包括：

第一接口，通過網絡鏈接至需要時鐘同步的所有控制站；

第二接口，通過硬接線鏈接至需要時鐘同步的所有控制站；

授時器，進一步包括：

基準時間處理單元：用于通過第一接口向所述控制站提供秒級以上精度的基準時間；

標準時間處理單元：用于通過第二接口向所述控制站提供秒級以下精度的精確時間；

所述系統的控制站包括：

時間標志信號接口，用于獲取所述基準時間；

精確時間信號接口，用于獲取精確時間；

處理器，進一步包括：

時間標志信息處理單元：用于獲取基準時間，校對本控制站秒級以上的時間；

精確時間信號處理單元，用于接收到精確時間信號時，利用中斷方式進行秒級以下精度的精確時間的對時操作。

需要時鐘同步的所有控制站利用網絡連接各自的時間標志信號接口，利用硬接線級連或直接連接各自的精確時間信號接口。