專利名稱：分布式工業(yè)監(jiān)控裝置校時系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及工業(yè)監(jiān)控裝置的校時系統(tǒng)，具體地說，是涉及分布式工業(yè)監(jiān)控裝
置的校時系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在分布式工業(yè)監(jiān)控裝置中，由于存在多個帶有獨立CPU的工業(yè)監(jiān)控裝置，而各工 業(yè)監(jiān)控裝置在運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)時間不同步的問題，因此需要對各個工業(yè)監(jiān)控裝置進行 校時同步，以便保持各個工業(yè)監(jiān)控裝置在時間上的一致性，從而保證監(jiān)控裝置的數(shù)據(jù)采樣 和控制的準確性。 目前，各個工業(yè)監(jiān)控裝置的時鐘主要依靠主工業(yè)監(jiān)控裝置發(fā)出的通信報文對其進 行校時同步，由于通信報文校時存在不確定性，且在通信報文校時時很難準確進行傳輸過 程的時延誤差補償，同時各工業(yè)監(jiān)控裝置自身的負載能力也各不相同，從而大大降低了報 文校時的準確性。上述諸多的不確定因數(shù)使得現(xiàn)有分布式工業(yè)監(jiān)控裝置間的校時系統(tǒng)時鐘 誤差較大。而且，由于現(xiàn)有的軟件計算補償算法十分復(fù)雜，即使在報文校時時對傳輸過程進 行補償，也會額外占用很大的CPU資源，造成CPU開銷增大，使得在報文校時時對傳輸過程 進行補償以提高校時準確性的方法并不適合分布式工業(yè)監(jiān)控裝置的校時。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種分布式工業(yè)監(jiān)控裝置校時系統(tǒng)，在不增加CPU資
源開銷的前提下，解決各工業(yè)監(jiān)控裝置時鐘的同步問題，并提高校時系統(tǒng)的準確性，以保證
各工業(yè)監(jiān)控裝置信息時標的邏輯一致性，提高工業(yè)監(jiān)控裝置的監(jiān)控精度。 為了實現(xiàn)上述目的，考慮到分布式工業(yè)監(jiān)控裝置涉及到帶GPS和不帶GPS兩個情
況，本實用新型針對這兩種情況分別提出了以下兩種技術(shù)方案 方案一 (不帶GPS) 分布式工業(yè)監(jiān)控裝置校時系統(tǒng)，包括一個主工業(yè)監(jiān)控裝置和至少一個從工業(yè)監(jiān)控 裝置，其特征在于，所述分布式工業(yè)監(jiān)控裝置校時系統(tǒng)還設(shè)有秒脈沖發(fā)送器、從工業(yè)監(jiān)控裝 置秒脈沖接收器和光隔離裝置，每一個從工業(yè)監(jiān)控裝置CPU通過一個光隔離裝置與一個從 工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收器連接，主工業(yè)監(jiān)控裝置CPU通過系統(tǒng)現(xiàn)場總線分別與每一個從 工業(yè)監(jiān)控裝置CPU相連，且主工業(yè)監(jiān)控裝置CPU還直接與秒脈沖發(fā)送器相連，秒脈沖發(fā)送器 通過秒脈沖總線與每一個從工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收器連接。 方案二 (帶GPS) 分布式工業(yè)監(jiān)控裝置校時系統(tǒng)，包括GPS天線、GPS接收器、一個主工業(yè)監(jiān)控裝置 和至少一個從工業(yè)監(jiān)控裝置，其特征在于，所述分布式工業(yè)監(jiān)控裝置校時系統(tǒng)還設(shè)有一個 秒脈沖發(fā)送器、一個主工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收器、至少一個從工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收 器、一個第一光隔離裝置、一個第二光隔離裝置和至少一個第三光隔離裝置，每一個從工業(yè) 監(jiān)控裝置CPU通過一個第三光隔離裝置與一個從工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收器連接，主工業(yè)監(jiān)控裝置CPU通過第二光隔離裝置與主工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收器相連，主工業(yè)監(jiān)控裝置
CPU通過系統(tǒng)現(xiàn)場總線還分別與每一個從工業(yè)監(jiān)控裝置CPU相連，GPS天線、GPS接收器、第
一光隔離裝置、秒脈沖發(fā)送器依次連接，秒脈沖發(fā)送器又通過秒脈沖總線分別與主工業(yè)監(jiān)
控裝置秒脈沖接收器、每一個從工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收器相連。 所謂秒脈沖總線是指專用于傳輸秒脈沖信號的系統(tǒng)現(xiàn)場總線。 本實用新型的設(shè)計原理在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，保持各個工業(yè)監(jiān)控裝置時鐘在年、
月、日、時、分、秒的校時方式不變，通過增加秒脈沖總線來傳輸秒脈沖信號，各個工業(yè)監(jiān)控
裝置CPU在收到秒脈沖信號后，根據(jù)秒脈沖信號了來修改自身CPU時鐘的毫秒，使所有工業(yè)
監(jiān)控裝置CPU時鐘在毫秒位上保持一致，并保證毫秒始終在100毫秒到900毫秒之間，從而
避開毫秒到秒的進位問題，以便解決因進位算法復(fù)雜帶來的時鐘誤差。 在上述設(shè)計原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合本技術(shù)涉及的兩種情況，在不帶GPS的工業(yè)監(jiān)控
裝置中，秒脈沖信號由主工業(yè)監(jiān)控裝置CPU發(fā)出；在帶GPS的工業(yè)監(jiān)控裝置中，秒脈沖信號
由GPS天線通過GPS接收器發(fā)出。 本實用新型設(shè)計巧妙，結(jié)構(gòu)簡單，校時準確，能夠有效地確保各個工業(yè)監(jiān)控裝置信 息時標的邏輯一致性，為系統(tǒng)分析提供方便。本實用新型主要應(yīng)用于工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)中，具有 很高的實用價值。

圖1為本實用新型中不帶GPS時的系統(tǒng)框圖。 圖2為本實用新型中帶GPS時的系統(tǒng)框圖。
具體實施方式下面通過舉例來對本實用新型作進一步說明。 實施例一 如圖1所示，無GPS的分布式工業(yè)監(jiān)控裝置校時系統(tǒng)，包括一個主工業(yè)監(jiān)控裝置 CPU、秒脈沖發(fā)送器，以及至少一個從工業(yè)監(jiān)控裝置CPU、至少一個光隔離裝置和至少一個從 工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收器，每一個從工業(yè)監(jiān)控裝置CPU均通過一個光隔離裝置與一個從 工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收器連接。主工業(yè)監(jiān)控裝置CPU與從工業(yè)監(jiān)控裝置CPU的連接通 過以下兩線實現(xiàn)一 .主工業(yè)監(jiān)控裝置CPU直接通過系統(tǒng)現(xiàn)場總線與每一個從工業(yè)監(jiān)控裝 置CPU連通，從而使主工業(yè)監(jiān)控裝置CPU發(fā)出的通信報文經(jīng)過系統(tǒng)現(xiàn)場總線到達從工業(yè)監(jiān) 控裝置CPU,實現(xiàn)所有工業(yè)監(jiān)控裝置CPU在年、月、日、時、分、秒上的同步；二 .主工業(yè)監(jiān)控 裝置CPU與秒脈沖發(fā)送器連接后，通過秒脈沖總線與每一個從工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收器 連通，在這一路上，主工業(yè)監(jiān)控裝置CPU利用秒脈沖發(fā)送器發(fā)出秒脈沖信號，并通過從工業(yè)
監(jiān)控裝置秒脈沖接收器、光隔離裝置到達所有從工業(yè)監(jiān)控裝置CPU,實現(xiàn)所有工業(yè)監(jiān)控裝置
CPU在毫秒上的同步。在整個系統(tǒng)中，利用各個工業(yè)監(jiān)控裝置CPU的一個中斷信號管腳做 為系統(tǒng)的秒脈沖總線，當主工業(yè)監(jiān)控裝置CPU時鐘毫秒位于100-900ms時，由主工業(yè)監(jiān)控裝 置CPU通過秒脈沖發(fā)送器發(fā)出秒脈沖信號，各從工業(yè)監(jiān)控裝置CPU在收到秒脈沖中斷信號 后修改自己時鐘的毫秒，使各個從工業(yè)監(jiān)控裝置CPU時鐘的毫秒與主工業(yè)監(jiān)控裝置CPU[0019] 在系統(tǒng)主工業(yè)監(jiān)控裝置CPU時鐘發(fā)出的時間毫秒走到100-900ms之間的同時通過 通信口發(fā)出用于校時的通信報文，各從工業(yè)監(jiān)控裝置CPU在收到通信報文后修改自己時鐘 的年、月、日、時、分、秒，但不修改毫秒，毫秒的修改由系統(tǒng)的秒脈沖信號決定。 實施例二 如圖2所示，帶GPS的分布式工業(yè)監(jiān)控裝置校時系統(tǒng)，包括GPS天線、GPS接收器、 秒脈沖發(fā)送器、主工業(yè)監(jiān)控裝置CPU、主工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收器、第一光隔離裝置、第二 光隔離裝置，以及至少一個從工業(yè)監(jiān)控裝置CPU、至少一個第三光隔離裝置和至少一個從工 業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收器。GPS天線、GPS接收器、第一光隔離裝置、秒脈沖發(fā)送器依次連 接，秒脈沖發(fā)送器通過秒脈沖總線分別與主工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收器、每一個從工業(yè)監(jiān) 控裝置秒脈沖接收器相連，而主工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收器則通過第二光隔離裝置與主工 業(yè)監(jiān)控裝置CPU連接，每一個從工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收器分別通過一個第三光隔離裝置 與一個從工業(yè)監(jiān)控裝置CPU連接，主工業(yè)監(jiān)控裝置CPU還通過系統(tǒng)現(xiàn)場總線與每一個從工 業(yè)監(jiān)控裝置CPU相連。 在整個系統(tǒng)中，利用各個工業(yè)監(jiān)控裝置CPU的一個中斷信號管腳做為系統(tǒng)的秒脈 沖總線，當主工業(yè)監(jiān)控裝置CPU時鐘毫秒位于100 900ms時，系統(tǒng)由GPS天線通過秒脈沖 發(fā)送器發(fā)出秒脈沖信號，并將秒脈沖信號通過秒脈沖總線分別傳輸至主工業(yè)監(jiān)控裝置CPU 和所有從工業(yè)監(jiān)控裝置CPU，主工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收器和從工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收 器在收到秒脈沖信號后，經(jīng)過光隔離裝置再裝換成TTL電平并分別送進主工業(yè)監(jiān)控裝置 CPU和從工業(yè)監(jiān)控裝置CPU，所有工業(yè)監(jiān)控裝置CPU在收到秒脈沖中斷信號后修改自己時鐘 的毫秒，使各個工業(yè)監(jiān)控裝置CPU時鐘的毫秒實現(xiàn)同步。由于所有工業(yè)監(jiān)控裝置CPU始終 保持在毫秒位上，因此避開毫秒到秒的進位問題，從而解決了因進位算法復(fù)雜而造成時鐘 誤差的問題。 在系統(tǒng)主工業(yè)監(jiān)控裝置CPU時鐘的毫秒位位于100-900ms之間時，主工業(yè)監(jiān)控裝 置CPU通過通信口發(fā)出用于校時的通信報文，各從工業(yè)監(jiān)控裝置CPU在收到通信報文后修 改自己時鐘的年、月、日、時、分、秒，但不修改毫秒，毫秒的修改由系統(tǒng)的秒脈沖信號決定。
權(quán)利要求分布式工業(yè)監(jiān)控裝置校時系統(tǒng)，包括一個主工業(yè)監(jiān)控裝置和至少一個從工業(yè)監(jiān)控裝置，其特征在于，所述分布式工業(yè)監(jiān)控裝置校時系統(tǒng)還設(shè)有秒脈沖發(fā)送器、從工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收器和光隔離裝置，每一個從工業(yè)監(jiān)控裝置CPU通過一個光隔離裝置與一個從工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收器連接，主工業(yè)監(jiān)控裝置CPU通過系統(tǒng)現(xiàn)場總線分別與每一個從工業(yè)監(jiān)控裝置CPU相連，且主工業(yè)監(jiān)控裝置CPU還直接與秒脈沖發(fā)送器相連，秒脈沖發(fā)送器通過秒脈沖總線與每一個從工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收器連接。
2. 分布式工業(yè)監(jiān)控裝置校時系統(tǒng)，包括GPS天線、GPS接收器、一個主工業(yè)監(jiān)控裝置 和至少一個從工業(yè)監(jiān)控裝置，其特征在于，所述分布式工業(yè)監(jiān)控裝置校時系統(tǒng)還設(shè)有一個 秒脈沖發(fā)送器、一個主工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收器、至少一個從工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收 器、一個第一光隔離裝置、一個第二光隔離裝置和至少一個第三光隔離裝置，每一個從工業(yè) 監(jiān)控裝置CPU通過一個第三光隔離裝置與一個從工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收器連接，主工業(yè) 監(jiān)控裝置CPU通過第二光隔離裝置與主工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收器相連，主工業(yè)監(jiān)控裝置 CPU通過系統(tǒng)現(xiàn)場總線分別與每一個從工業(yè)監(jiān)控裝置CPU相連，GPS天線、GPS接收器、第一 光隔離裝置、秒脈沖發(fā)送器依次連接，秒脈沖發(fā)送器又通過秒脈沖總線分別與主工業(yè)監(jiān)控 裝置秒脈沖接收器、每一個從工業(yè)監(jiān)控裝置秒脈沖接收器相連。
專利摘要本實用公開了一種分布式工業(yè)監(jiān)控裝置校時系統(tǒng)，屬于工業(yè)監(jiān)控裝置的校時技術(shù)，主要解決了現(xiàn)有技術(shù)校時準確性差的問題。本實用新型主要是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過在主工業(yè)監(jiān)控裝置CPU與從工業(yè)監(jiān)控裝置CPU之間增加一路秒脈沖總線，用來傳輸秒脈沖信號，以解決各個工業(yè)監(jiān)控裝置CPU的毫秒位同步問題，而各個工業(yè)監(jiān)控裝置CPU時鐘的年、月、日、時、分、秒均采用現(xiàn)有技術(shù)進行校時，即通過通信報文來實現(xiàn)校時。在帶GPS的系統(tǒng)中，秒脈沖信號由GPS發(fā)出；在無GPS的系統(tǒng)中，秒脈沖信號由主工業(yè)監(jiān)控裝置CPU發(fā)出。通過本實用新型的改進，可以避開毫秒到秒的進位問題，避免因進位算法復(fù)雜而造成時鐘誤差，從而提高校時系統(tǒng)的準確性。
文檔編號G05B19/418GK201532575SQ200920243040
公開日2010年7月21日 申請日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者周云明, 周智廣, 毛晟竹, 王倩, 程勇, 范亞非, 鄧發(fā)均, 陳奇志 申請人:成都交大光芒實業(yè)有限公司