專利名稱：實現(xiàn)控制站之間時鐘同步的控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)中控制站之間的時間同步方法，特別涉及一種 實現(xiàn)控制站之間毫秒級時間同步精度的控制系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在大中型控制系統(tǒng)中，往往涉及對各個控制站的狀態(tài)和數(shù)據(jù)進行監(jiān)控。 請參閱圖1,其為現(xiàn)有的控制系統(tǒng)的一結(jié)構(gòu)原理圖。它包括上位機ll和若干控制站12。上位機11包括操作站、組態(tài)服務器、數(shù)據(jù)服務器等，而控制站 12主要是在上位機11的監(jiān)控下通過與之相連的IO設備(圖中未繪示)來控 制現(xiàn)場設備的操作。操作站在監(jiān)控時，需要在同一時刻各個控制站上送的數(shù) 據(jù)的時間信息應該是一致的，這個便于數(shù)據(jù)的處理。同時，在大中型控制系 統(tǒng)中還涉及到對大量設備狀態(tài)的監(jiān)控，有些設備會在不同的控制站下，并且 這些設備的狀態(tài)發(fā)生改變相互間是有關(guān)聯(lián)的，所以需要對這些狀態(tài)發(fā)生改變 事件發(fā)生的時間進行;險測。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(tǒng)中各個控制站之間的時間同步是控制系統(tǒng)大規(guī)模運用中需要解決 的問題。尤為重要的是，在現(xiàn)有的控制系統(tǒng)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(jù)數(shù)據(jù)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(jiān)控設備的開關(guān)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(fā)式地上報本端被監(jiān)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(tǒng)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?lián)朔治龅氖潞蠓治龌蚩刂品治鍪遣粶?確的。然而，傳統(tǒng)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(fā)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(fā)送絕對時間信息的傳播路徑上會出現(xiàn)延時以及各種 誤差，因此其無法實現(xiàn)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，^f旦是無法到達毫秒級的精 度。國家專利局專利號為01104016.5的發(fā)明專利也7>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(xié)調(diào)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(gòu) 成系統(tǒng)的多個終端裝置分配發(fā)送時間同步信號，取得終端裝置間的統(tǒng)一時間 同步。該方法雖然具有專業(yè)性強的特點，但由于需配備GPS硬件設備，同時 還需租用GPS衛(wèi)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(xiàn)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(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的第一目的是提供一種實現(xiàn)控制站之間時鐘同步的控制系統(tǒng)，以 解決現(xiàn)有技術(shù)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(shù)問題。本發(fā)明的第二目的在于提供一種實現(xiàn)控制站之間時鐘同步的方法，以解 決現(xiàn)有技術(shù)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(shù)問題。為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)控制站之間時鐘同步的控制系統(tǒng)，在所述系統(tǒng)中增設授時系統(tǒng)，所述授時系統(tǒng)包括 第一接口 ，通過網(wǎng)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(tǒng)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(wǎng)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 。所述處理器還包括精確時間信號發(fā)生處理單元，用于在授時系統(tǒng)無法 提供精確時間信號時，確定網(wǎng)絡中的其中 一控制站為提供秒級以下精度精確 時間的精確時間信號發(fā)生器，若所述精確時間信號發(fā)生器為本控制站，則向 其它控制站提供所述精確時鐘。一種實現(xiàn)控制站之間時鐘同步的控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)需要時鐘同步的所 有控制站包括時間標志信號接口和精確時間信號接口 ，所述該些控制站利用 網(wǎng)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，所述控制站的處理器還包括
精確時間信號發(fā)生處理單元，用于確定網(wǎng)絡中的其中 一控制站為提供秒 級以下精度精確時間的精確時間信號發(fā)生器，若所述精確時間信號發(fā)生器為本控制站，則向其它控制站提供所述精確時鐘；精確時間信號處理單元，用于本控制站不是精確時間信號發(fā)生器時，接 收到精確時間信號時，利用中斷方式進行秒級以上精度的精確時間對時操作；時間標志信息處理單元用于獲取基準時間，校對本控制站的基準時間。所述控制系統(tǒng)的上位機上設置一基準時間處理單元用于向所有需要時 間同步的控制站提供秒級以上精度的基準時間。所述處理器進一步包括基準時間信號發(fā)生處理單元若所述控制站為 精確時間信號發(fā)生器時，可以向其它控制站提供所述秒級以上精度的基準時 間。一種實現(xiàn)控制站之間時鐘同步的方法，用于控制系統(tǒng)的控制站之間的時 鐘同步，所述控制站上設置授時系統(tǒng)，所述授時系統(tǒng)通過網(wǎng)絡鏈接至需要時 鐘同步的所有控制站和通過硬接線鏈接至需要時鐘同步的所有控制站，包括 以下步驟(1) 控制站獲得授時系統(tǒng)提供的秒級以上精度的基準時間，獲得本次對時 的時間差來同步秒級以上的時間；(2) 控制站是否獲得包含秒級以下精度的精確時間的信號時，若是，則利 用中斷方式完成本站秒級以下精確時間的對時操作。本發(fā)明還包括當授時系統(tǒng)無法提供精確時間信號時，從該些控制站中 選擇其中 一控制站作為精確時間信號發(fā)生器，由所述精確時間信號發(fā)生器向其它控制站發(fā)送^"確時間信號。步驟(l)具體包括每一控制站先向授時系統(tǒng)申請對時，隨后根據(jù)接收到 授時系統(tǒng)的回應信息來計算出與本站的時間差，或者步驟(l)具體為每一控制站定期接收授時系統(tǒng)定期發(fā)送的基準時間信號， 計算出與本站的時間差。步驟(2)還包括控制站還判斷計算所得的時間差的絕對值是否大于1秒,
若大于l秒，則用時間差才交對控制站自身的時間。一種實現(xiàn)控制站之間時鐘同步的方法，用于控制系統(tǒng)的控制站之間的時鐘同步，包括確定網(wǎng)絡中的其中一控制站為提供秒級以下精度精確時間的 精確時間信號發(fā)生器；精確時間信號發(fā)生器定期或事件觸發(fā)式發(fā)送精確時間 信號；控制站接收包含秒級以下精度的精確時間信號時，利用中斷方式完成 本站精確時間的對時才喿作。本發(fā)明還包括控制系統(tǒng)的上位機提供秒級以上精度的基準時間，控制 站獲得所述基準時間，同步本站秒級以上精度的時間；或者精確時間信號 發(fā)生器提供秒級以上精度的基準時間，其它控制站獲得所述基準時間，同步 本站秒級以上4青度的時間。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過授時系統(tǒng)完成對控制站的同步， 一方便利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡完成 秒級別以上的時間的同步，另一方面利用硬接線連接至控制站，通過中斷方 式完成秒級別以下精度的時間同步，由此提高控制站同步的精度要求。本發(fā) 明還可以在授時系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下，選擇網(wǎng)絡中的某中 一控制站進行秒 級別以下精度的準確時間的提供，由此具有更好的實用性。


圖1為現(xiàn)有的自動控制系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明實現(xiàn)控制站之間時鐘同步的控制系統(tǒng)的第一原理結(jié)構(gòu)圖； 圖3為本發(fā)明實現(xiàn)控制站之間時鐘同步的控制系統(tǒng)的第二原理結(jié)構(gòu)圖； 圖4為本發(fā)明實現(xiàn)控制站之間時鐘同步的方法流程圖； 圖5是本發(fā)明同步的一實施流程圖； 圖6為本發(fā)明時間同步方法計算時間差的一實施例流程圖； 圖7為本發(fā)明時間同步方法校對控制站時間一實施例流程圖； 圖8為本發(fā)明時間同步方法控制站接收到精確時間信號時對時的一實施 例流程圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，具體說明本發(fā)明。請參閱圖2,其為本發(fā)明實現(xiàn)控制站之間時鐘同步的控制系統(tǒng)的第一個原 理結(jié)構(gòu)示意圖。在所述系統(tǒng)中增設授時系統(tǒng)21,所述授時系統(tǒng)21包括第一接口 211，通過網(wǎng)絡鏈接至需要時鐘同步的所有控制站22。本發(fā)明 的第一接口 211通常是利用現(xiàn)有的以太網(wǎng)接口。該第一接口 211鏈接至現(xiàn)有 的以太網(wǎng)即可實現(xiàn)鏈接所有的控制站22的目的。第二接口 212,通過硬接線鏈接至需要時鐘同步的所有控制站22。該第 二接口 212也可以是現(xiàn)有的以太網(wǎng)接口，也可以是其它4妄口，如串行接口。 第二接口 212通過硬接線級連接或直接連接各個控制站22。授時器213，進一步包括基準時間處理單元214:用于通過第一接口 211向所述控制站22提供秒 級以上精度的基準時間；標準時間處理單元215:用于通過第二接口 212向所述控制站22提供秒 級以下精度的精確時間。需要說明的是，授時器213可以是一軟件，授時系統(tǒng)21可以是加載該軟 件的某一上位機，也可是加載該軟件的單獨設備，該單獨設備可以位置系統(tǒng) 內(nèi)，比如設置在上位機這一塊，也可以是位于系統(tǒng)外，需要和系統(tǒng)進行連接 即可。授時器213也可是一卡件，卡接在某一設備上組成授時系統(tǒng)，該設備 可以是上位機上的 一現(xiàn)有設備，也可以是外加的 一單獨設備。所述系統(tǒng)的控制站22包括時間標志信號接口 221,用于獲取所述基準時間；精確時間信號接口 222，用于獲取精確時間。需要時鐘同步的所有控制站22利用網(wǎng)絡連接各自的時間標志信號接口 221，利用硬接線級連或直接連接各自的精確時間信號接口 222。時間標志信 號接口 221可以是控制站22上現(xiàn)有的以太網(wǎng)冗余接口。精確時間信號接口 222 和第二接口 212對應，通常都是利用本控制站現(xiàn)有的接口，來進行硬接線的 連接。處理器223,進一步包括時間標志信息處理單元224:用于獲取基準時間，同步本控制站的秒級以 上的時間；精確時間信號處理單元225，用于接收到包含精確時間的信號時，利用中 斷方式進行精確時間的對時操作，同步本站秒級以下的時間。通過上述的系統(tǒng)設置，就能實現(xiàn)控制站之間毫秒級別精度的時間同步?？紤]到授時系統(tǒng)21發(fā)生故障無法提供精確時間信號時，本發(fā)明還可以從 現(xiàn)有的網(wǎng)絡中選擇其中 一控制站來提供秒級以下精度精確時間的精確時間信 號發(fā)生器。為此，在現(xiàn)有的控制站22的處理器223中提供一精確時間信號發(fā) 生處理單元226,其用于在授時系統(tǒng)21無法提供精確時間信號時，確定網(wǎng)絡 中的其中一控制站22為提供秒級以下精度精確時間的精確時間信號發(fā)生器， 若所述精確時間信號發(fā)生器為本控制站，則向其它控制站提供所述精確時鐘。在現(xiàn)有的網(wǎng)絡中確定其中 一控制站22為提供秒級以下精度精確時間的精 確時間信號發(fā)生器的方式非常多，本發(fā)明就一個實現(xiàn)方式來說明確定精確時 間信號發(fā)生器的過程若授時系統(tǒng)21每隔1秒發(fā)送一精確時間信號，當控制 站在若干時間內(nèi)(如IO秒)未收到任何的精確時間信號，則控制站認為授時 系統(tǒng)21發(fā)生故障，各個控制站通過廣播在網(wǎng)絡上發(fā)送查詢精確時間信號數(shù)據(jù) 包。每個控制站接收所有的查詢精確時間信號數(shù)據(jù)，確定IP地址最小的這個 控制站即為精確時鐘信號發(fā)生器，若本控制站的IP地址最小，則纟艮據(jù)預先的 設定的方式向其它控制站發(fā)送精確時間信號，若本控制站的IP地址不是最,J、， 則根據(jù)接收到的精確時間信號來同步本端的精確時間。上述公開的確定精確 時間信號發(fā)生器的方式僅是本發(fā)明的 一 實施例，并非用于限定本發(fā)明。另外需要說明的是，控制站的時間標志信號接口和精確時間信號接口通 常是利用控制站現(xiàn)有的物理接口，而處理器的劃分是指邏輯上的劃分，而不 是指嚴格意義上的物理上的劃分，換句話說，時間標志信息處理單元、精確 時間信號處理單元和精確時間信號發(fā)生處理單元都是通過軟件編程來實現(xiàn) 的。從這個意義上來說，實現(xiàn)控制站之間時間同步的控制系統(tǒng)除了增加相應 的硬接線之外，更多的是軟件意義上的改進。請參閱圖3，其為本發(fā)明實現(xiàn)控制站之間時鐘同步的控制系統(tǒng)的第二個原 理結(jié)構(gòu)示意圖。所述系統(tǒng)中需要時鐘同步的所有控制站31包括時間標志信號 接口 311和精確時間信號接口 312，所述該些控制站利用網(wǎng)絡連接各自的時間 標志信號接口 311，利用硬接線級連或直接連接各自的精確時間信號接口 312, 所述控制站的處理器313還包括精確時間信號發(fā)生處理單元314，用于確定網(wǎng)絡中的其中一控制站31為 提供秒級以下精度精確時間的精確時間信號發(fā)生器，若所述精確時間信號發(fā) 生器為本控制站31，則向其它控制站31提供所述精確時鐘；精確時間信號處理單元315,用于本控制站31不是精確時間信號發(fā)生器 時，接收到包含精確時間的信號時，利用中斷方式進行精確時間的對時操作； 時間標志信息處理單元316,用于獲取基準時間，校對本控制站的基準時間。所述控制系統(tǒng)的上位機32上設置一基準時間處理單元321:用于向所有 需要時間同步的控制站31提供秒級以上精度的基準時間?；鶞蕰r間處理單元 321可以是設置在某一上位機32的設備上的一軟件。當然，基準時間處理單元321也可以是設置在控制站31上，比如是設置 在作為精確時間信號發(fā)生器的控制站31上。假設本實例中以IP地址最小作為 精確時間信號發(fā)生器，則開機后，可以通過上位機預先設定最小IP地址的控 制站的時間，后將其控制站作為精確時間信號發(fā)生器。精確時間信號發(fā)生器 不僅向其它控制站提供秒級別的基準時間，也向其它控制站提供秒以下級別 (如毫秒)的精確時鐘。以上提供幾種實現(xiàn)控制站之間時鐘同步的控制系統(tǒng)，這些控制系統(tǒng)通常 是通過軟件來實現(xiàn)控制站之間的時鐘同步，又由于還給控制站提供秒以下級 別的精確時鐘，控制站通過中斷的方式來處理，同步本站的秒級以下級別的 時間，從而使精度達到預先設定的要求?；趫D2提供的控制系統(tǒng)，本發(fā)明提供一種實現(xiàn)控制站之間時鐘同步的 方法。請參閱圖4，其為本發(fā)明的控制站之間時鐘同步方法的一種流程圖。S110:控制站獲得授時系統(tǒng)提供的秒級以上精度的基準時間，同步本站秒 級以上的時間；S120:控制站獲得包含秒級以下精度的精確時間的信號時，利用中斷方式 完成本站秒級以下精確時間的對時操作。以下具體說明每一步驟。一、 步驟SllO步驟S110具體包括每一控制站先向授時系統(tǒng)申請對時，隨后根據(jù)接收 到授時系統(tǒng)的回應信息來計算出與本站的時間差，最后同步本站時間，或者步驟S110具體為每一控制站定期接收授時系統(tǒng)定期發(fā)送的基準時間信 號，計算出與本站的時間差，后同步本站秒級以上的時間。也就是說，控制站可以是以主動的方式向授時系統(tǒng)提出申請對時，也可 以是被動的方式接收授時系統(tǒng)發(fā)出的基準時間信號，同步本站秒級以上的時 間。在此需要說明的是，本發(fā)明提到的秒級以上的時間包括秒級時間。二、 步驟S120精確時間信號發(fā)生器可以是授時系統(tǒng)，當授時系統(tǒng)不工作時，可以按照 某 一規(guī)則選擇一控制站作為精確時間信號發(fā)生器。精確時間信號發(fā)生器按照預先設定的時間周期發(fā)送精確時間信號，控制 站接收到所述精確時間信號后，采用中斷處理該精確時間信號。由于控制站 和精確時間信號發(fā)生器是采用硬接件連接，并且處理它是采用中斷方式，因 此速度非?？欤軡M足精度的要求。請參見圖5,其為本發(fā)明時間同步方法的一實施例流程圖。S201:控制站請求對時。控制站每隔 一段時間通過工業(yè)以太網(wǎng)向授時設備發(fā)送請求對時數(shù)據(jù)包， 并且每次請求對時時，控制站會發(fā)送多包請求對時數(shù)據(jù)包，以避免數(shù)據(jù)包丟 失導致對時請求失敗。S202:控制站接收對時回應信號。授時設備收到控制站發(fā)送的請求對時數(shù)據(jù)包后通過工業(yè)以太網(wǎng)向控制站 發(fā)送回應數(shù)據(jù)包，授時設備每收到一個請求對時數(shù)據(jù)包，則授時設備發(fā)送一 個回應數(shù)據(jù)包，回應數(shù)據(jù)包中包括時間標志信號。S203:計算出時間差?？刂普景l(fā)起對時請求后，就開始接受授時設備回應的數(shù)據(jù)包。在接收完 成后，控制站根據(jù)回應數(shù)據(jù)包內(nèi)的時間信息計算出控制站時間和授時系統(tǒng)時 間的時間差。S204:控制站同步自身時間。控制站同步本站秒級以上的時間，即，才艮據(jù)時間差修改本站秒級以上的 時間。請參見圖6，其為本發(fā)明時間同步方法計算時間差的一實施例流程圖。(即 圖5中步驟S203的詳細步驟，。)5301、 計算出對時請求包的數(shù)量和回應數(shù)據(jù)包數(shù)量的差值，判斷所得差 值是否大于預設值N。如果大于N，則認為本次對時失敗，結(jié)束本次對時處 理；否則進入下一步。對時請求包的數(shù)量和回應數(shù)據(jù)包數(shù)量的差值過大說明在信號傳輸過程中 數(shù)據(jù)丟失較多，因此會造成后續(xù)對求時間差平均值時數(shù)值不精確，也會影響 到時間同步的精度。所以在此設定一個預設值N排除回應數(shù)據(jù)包丟失過多的 情況。5302、 根據(jù)各個回應數(shù)據(jù)包計算出時間差。請求包和回應數(shù)據(jù)包中預先 設定固定格式來說明數(shù)據(jù)包的屬性。請求包和對應回來的回應數(shù)據(jù)包可以設 定相同的標識。這樣，當控制站接收到回應數(shù)據(jù)包時，即可獲得回應基準時 間，與請求包中的時間去比較，獲得時間差。5303、 判斷計算出的各時間差之間的差值是否大于預設值M。如果大于 M，則認為本次對時失敗，結(jié)束本次對時處理；否則進入下一步。 在數(shù)據(jù)傳輸過程中時間差應在一定范圍內(nèi)，若時間差過大，則可能數(shù)據(jù)-傳輸過程中出現(xiàn)了延遲或堵塞等狀況，若以此時間差來設定會造成時間不同步，因此設定一個預設值M，排除時間差過大的情況。S304、計算出各時間差的平均值?？刂普究梢詫⒂嬎闼玫钠骄底鳛?最終的時間差值，也可以是取其中幾個時間差來求平均值，比如給所有時間 差進行排序，去掉最小和最大的時間差，剩下部分來求平均值。控制站也可 以不是把平均值作為最終的時間差時，比如，給所有時間差排序，找中間的 時間差做為最終的時間差這些設置都是可行的，只需要預先進行設置即可。請參見圖7,其為本發(fā)明同步控制站秒級以上時間的一實施例流程圖。5401、 對控制站時間進行校對時，首先獲取本次對時的時間差信息。5402、 判斷自身的狀態(tài)，如果本站為精確時鐘信號發(fā)生器，即對自身來 說不能獲的精確時鐘信號，則進入S403;如果本站不是精確時鐘信號發(fā)生器， 即能夠獲得精確時鐘信號，則進入S404。5403、 判斷計算所得的時間差的絕對值是否大于預設值L,如果小于預設 值L，則結(jié)束本次對時處理，若大于預設值L則進入下一步。預設值L表示時間同步系統(tǒng)設定的同步精確度，如L設置為一秒，則時 間同步系統(tǒng)精確到1秒以內(nèi)。5404、 控制站用時間差校對控制站自身的時間。請參見圖8，其為本發(fā)明時間同步方法控制站接收到精確時鐘信號時對時 的一實施例流程圖?？刂普驹诮邮艿骄_時鐘信號時，觸發(fā)CPU中斷來進行精確時鐘信號對 時處理。5501、 獲取收到精確時鐘信號時控制站的時間，即控制站自身的當前時間。5502、 判斷控制站時間的秒以下值是否大于設定值K。5503、 秒以下值不大于設定值K，將秒以下值清零。5504、 秒以下值大于設定值K,將秒以上時間加上1秒，同Ht將秒以下
時間清零。為了消除授時設備傳輸精確時鐘信號所造成的誤差，因此設定一個K值， 從而使各個控制站同步到相同的時間。基于圖3公開的第二種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明提供了另一種實現(xiàn)控制 站之間時鐘同步的方法，用于控制系統(tǒng)的控制站之間的時鐘同步，包括確定網(wǎng)絡中的其中 一控制站為提供秒級以下精度精確時間的精確時間信 號發(fā)生器；精確時間信號發(fā)生器定期或事件觸發(fā)式發(fā)送精確時間信號； 控制站接收包含秒級以下精度的精確時間信號時，利用中斷方式完成本站精確時間的對時操作?？刂葡到y(tǒng)的上位機提供秒級以上精度的基準時間，控制站獲得所述基準時間，同步本站秒級以上精度的時間；或者精確時間信號發(fā)生器提供秒級以上精度的基準時間，其它控制站獲得所 述基準時間，同步本站秒級以上精度的時間。它的同步流程大體和第一種控制站之間時鐘同步流程類似，在此就不再 贅述.以上公開的僅為本發(fā)明的幾個具體實施例，但本發(fā)明并非局限于此，任 何本領域的技術(shù)人員能思之的變化，都應落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、 一種實現(xiàn)控制站之間時鐘同步的控制系統(tǒng)，其特征在于，在所述系統(tǒng)中增設授時系統(tǒng)，所述授時系統(tǒng)包括第一接口，通過網(wǎng)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(tǒng)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。
2、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，需要時鐘同步的所有控制站 利用網(wǎng)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。
3、 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器還包括精確時間信號發(fā)生處理單元，用于在授時系統(tǒng)無法提供精確時間信號時， 確定網(wǎng)絡中的其中 一控制站為提供秒級以下精度精確時間的精確時間信號發(fā) 生器，若所述精確時間信號發(fā)生器為本控制站，則向其它控制站提供所述精 確時鐘。
4、 一種實現(xiàn)控制站之間時鐘同步的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)需 要時鐘同步的所有控制站包括時間標志信號接口和精確時間信號接口 ，所述 該些控制站利用網(wǎng)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 ，所述控制站的處理器還包括精確時間信號發(fā)生處理單元，用于確定網(wǎng)絡中的其中 一控制站為提供秒 級以下精度精確時間的精確時間信號發(fā)生器，若所述精確時間信號發(fā)生器為 本控制站，則向其它控制站提供所述精確時鐘；精確時間信號處理單元，用于本控制站不是精確時間信號發(fā)生器時，接 收到精確時間信號時，利用中斷方式進行秒級以上精度的精確時間對時操作；時間標志信息處理單元用于獲取基準時間，校對本控制站的基準時間。
5、 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)的上位機上設 置一基準時間處理單元用于向所有需要時間同步的控制站提供秒級以上精 度的基準時間。
6、 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器進一步包括基準時間信號發(fā)生處理單元若所述控制站為精確時間信號發(fā)生器時， 可以向其它控制站提供所述秒級以上精度的基準時間。
7、 一種實現(xiàn)控制站之間時鐘同步的方法，其特征在于，用于控制系統(tǒng)的 控制站之間的時鐘同步，所述控制站上設置授時系統(tǒng)，所述授時系統(tǒng)通過網(wǎng) 絡鏈接至需要時鐘同步的所有控制站和通過硬接線鏈接至需要時鐘同步的所 有控制站，包括以下步驟(1) 控制站獲得授時系統(tǒng)提供的秒級以上精度的基準時間，獲得本次對時 的時間差來同步秒級以上的時間；(2) 控制站是否獲得包含秒級以下精度的精確時間的信號時，若是，則利 用中斷方式完成本站秒級以下精確時間的對時操作。
8、 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括當授時系統(tǒng)無法提供精確時間信號時，從該些控制站中選擇其中 一控制 站作為精確時間信號發(fā)生器，由所述精確時間信號發(fā)生器向其它控制站發(fā)送精確時間信號。
9、 如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，步驟(l)具體包括每一控制站先向授時系統(tǒng)申請對時，隨后根據(jù)接收到 授時系統(tǒng)的回應信息來計算出與本站的時間差，或者步驟(l)具體為每一控制站定期接收授時系統(tǒng)定期發(fā)送的基準時間信號， 計算出與本站的時間差。
10、 如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，步驟(2)還包括控制 站還判斷計算所得的時間差的絕對值是否大于1秒，若大于1秒，則用時間 差校對控制站自身的時間。
11、 一種實現(xiàn)控制站之間時鐘同步的方法，用于控制系統(tǒng)的控制站之間 的時鐘同步，其特征在于，包括確定網(wǎng)絡中的其中 一控制站為提供秒級以下精度精確時間的精確時間信 號發(fā)生器；精確時間信號發(fā)生器定期或事件觸發(fā)式發(fā)送精確時間信號；控制站接收包含秒級以下精度的精確時間信號時，利用中斷方式完成本 站精確時間的對時操作。
12、 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包^":控制系統(tǒng)的上位機提供秒級以上精度的基準時間，控制站獲得所述基準 時間，同步本站秒級以上精度的時間；或者精確時間信號發(fā)生器提供秒級以上精度的基準時間，其它控制站獲得所 述基準時間，同步本站秒級以上精度的時間。
全文摘要
一種實現(xiàn)控制站之間時鐘同步的控制系統(tǒng)，通過授時系統(tǒng)完成對控制站的同步，一方面利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡完成秒級別以上的時間的同步，另一方面利用硬接線連接至控制站，通過中斷方式完成秒級別以下精度的時間同步，由此提高控制站同步的精度要求。本發(fā)明還可以在授時系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下，選擇網(wǎng)絡中的某中一控制站進行秒級別以下精度的準確時間的提供，由此具有更好的實用性。
文檔編號H04L7/00GK101145896SQ20071004605
公開日2008年3月19日 申請日期2007年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月17日
發(fā)明者劉志勇, 浩 聶, 胡一智 申請人:浙江中控技術(shù)有限公司