[發(fā)明專利]一種基于工業(yè)環(huán)網(wǎng)的時間同步系統(tǒng)及其工作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710207235.1
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106953708A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 唐漢釗;曹猛;國慶利;陳江
• 申請（專利權）人: 山東超越數(shù)控電子有限公司
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06;H04L12/42
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 楊樹云

1.一種基于工業(yè)環(huán)網(wǎng)的時間同步系統(tǒng)，包括若干臺工作站，其特征在于，還包括：

數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡模塊，用于為若干臺所述工作站提供網(wǎng)絡連接，并設定若干臺工作站中的任一臺工作站為網(wǎng)絡管理控制設備，即主工作站，其它剩余工作站為從工作站，還用于搭建主環(huán)路、備環(huán)路，主環(huán)路從主工作站開始，按照順時針方向依次連接各個從工作站并最終環(huán)形連接返回到所述主工作站，備環(huán)路從主工作站開始，按照逆時針方向依次連接各個從工作站并最終環(huán)形連接返回到所述主工作站；和

若干個時間計數(shù)模塊，分別設置在每個工作站中。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于工業(yè)環(huán)網(wǎng)的時間同步系統(tǒng)，其特征在于，主工作站通過主環(huán)路發(fā)送時間戳獲取命令，并記錄下發(fā)送命令時的主工作站本地時間；從工作站在收到時間戳獲取命令后，以從工作站時間計數(shù)模塊為參考在指定位置打入時間戳，并通過主環(huán)路發(fā)送至下一從工作站，該命令遍歷所有從工作站后返回主工作站；

主工作站則立刻通過備環(huán)路再次發(fā)送時間戳獲取命令，該命令經(jīng)歷與先前同樣的過程后再次回到主工作站，主工作站根據(jù)本地時間計數(shù)模塊及命令中的各時間戳計算出主工作站數(shù)據(jù)沿主環(huán)路發(fā)送到每一個從工作站的路徑延時；

并將該路徑延時及主工作站的當前時間信息沿主環(huán)路發(fā)送至每一從工作站，從工作站獲取信息后更新本地時間計數(shù)模塊，完成時間同步。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于工業(yè)環(huán)網(wǎng)的時間同步系統(tǒng)，其特征在于，所述時間計數(shù)模塊為時間計數(shù)器。

4.權利要求1-3任一所述的時間同步系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，主工作站周期性或非周期性的重復步驟(1)至步驟(4)實時修正計時誤差，步驟(1)至步驟(4)包括：

(1)主工作站沿主環(huán)路發(fā)送時間戳獲取命令，并記錄下發(fā)送命令時的主工作站本地時間；從工作站在收到時間戳獲取命令后，以從工作站時間計數(shù)模塊為參考在指定位置打入時間戳并通過主環(huán)路發(fā)送至下一從工作站，該命令遍歷所有從工作站后返回主工作站；

(2)主工作站則立刻沿備環(huán)路再次發(fā)送時間戳獲取命令，從工作站在收到時間戳獲取命令后，以從工作站時間計數(shù)模塊為參考在指定位置打入時間戳并通過備環(huán)路發(fā)送至下一從工作站，該命令遍歷所有從工作站后返回主工作站；

(3)主工作站根據(jù)本地時間計數(shù)模塊及命令中的各時間戳，計算出主工作站數(shù)據(jù)沿主環(huán)路發(fā)送到每一個從工作站的路徑延時；

(4)主工作站將步驟(3)計算出的路徑延時及主工作站的當前時間信息沿主環(huán)路發(fā)送至每一從工作站，從工作站獲取后更新本地時間計數(shù)模塊，完成時間同步。

5.根據(jù)權利要求4所述的時間同步系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，所述步驟(1)，包括：

A、時間同步系統(tǒng)上電啟動后，所有工作站的時間計數(shù)模塊在本地晶振的驅動下，按照相同的計數(shù)方式進行計時；

B、待所有工作站開始工作后，主工作站沿主環(huán)路發(fā)送時間戳獲取命令，同時記錄下本地時間計數(shù)模塊的當前數(shù)值Tm1，所述時間戳獲取命令包括多個從工作站地址字段以及與各個從工作站地址字段對應的主環(huán)路時間戳字段、備環(huán)路時間戳字段；

C、從工作站通過主環(huán)路獲取該時間戳獲取命令后，查找該時間戳獲取命令中所有的從工作站地址字段，并與本工作站匹配，如果與本工作站地址一致時，則在該從工作站地址字段對應的主環(huán)路時間戳字段中寫入本工作站時間計數(shù)模塊的當前數(shù)值，并通過主環(huán)路將時間戳獲取命令轉發(fā)至下一從工作站，重新執(zhí)行步驟C直至遍歷所有從工作站返回主工作站，否則，直接通過主環(huán)路將時間戳獲取命令轉發(fā)至下一從工作站，重新執(zhí)行步驟C直至遍歷所有從工作站返回主工作站。

6.根據(jù)權利要求5所述的時間同步系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，所述步驟(2)，包括：

D、主工作站沿備環(huán)路發(fā)送時間戳獲取命令；

E、從工作站通過備環(huán)路獲取該時間戳獲取命令后，查找該時間戳獲取命令中所有的從工作站地址字段，并與本工作站匹配，如果與本工作站地址一致時，則在該從工作站地址字段對應的備環(huán)路時間戳字段中寫入本工作站時間計數(shù)模塊的當前數(shù)值，并通過備環(huán)路將時間戳獲取命令轉發(fā)至下一從工作站，重新執(zhí)行步驟E直至遍歷所有從工作站返回主工作站，否則，直接通過備環(huán)路將時間戳獲取命令轉發(fā)至下一從工作站，重新執(zhí)行步驟E直至遍歷所有從工作站返回主工作站；

F、主工作站記錄下本工作站時間計數(shù)模塊的當前數(shù)值Tm2，一次完整的時間戳獲取過程就此完成。