工业控制系统的控制器时间同步方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种时间同步方法，尤其涉及一种工业控制系统的控制器时间同步方法。
【背景技术】
[0002]在工业控制系统中，需要多个控制器对工业过程等进行控制，为了保证控制的准确性，需要对工业控制系统中的各个控制器进行时间同步，现有的时间同步主要有GPS时间同步或者NTP协议时间同步等方式，但是现有技术中存在如下缺点:GPS时间同步虽然能够能够实现准确定时和准确同步，但是其信号的接收受环境的影响大，因此，GPS时间同步是基于信号稳定的基础之上，但是现在的电磁环境干扰等环境因素能严重影响到GPS信号的稳定性；而NTP协议时间同步易于组网，但是NTP协议时间同步的稳定性以及同步精度低。
[0003]因此，需要提出一种新的时间同步方法，既能够方便组网，有效避免环境因素的影响，又能够有效保证时间同步的精度以及工作的稳定性。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的是提供一种工业控制系统中的控制器时间同步方法，既能够方便组网，有效避免环境因素的影响，又能够有效保证时间同步的精度以及工作的稳定性。
[0005]本发明提供的一种工业控制系统中的控制器时间同步方法，包括如下步骤:
[0006]时间同步基准源向节点控制器发送同步脉冲，并且时间同步基准源发送同步时间信息；
[0007]节点控制器接收到同步脉冲的同时，触发节点控制器的同步计时器，当节点控制器接收到同步时间信息后，将计时器的计时时间和同步时间信息中的同步时间之和作为节点控制器的校准时间并进行时间同步校准。
[0008]进一步，在发送同步脉冲之间，设定时间同步基准源:
[0009]将工业控制系统中的各控制器连接，并设定控制器中任一控制器为时间同步基准源，除设定为时间同步基准源的控制器外，其他控制器设定为节点控制器。
[0010]进一步，工业控制系统中的各控制器通过两路信号线路连接，其中一路为脉冲信号线，另一路为同步时间信息通信线，脉冲信号线通过GP1接口与控制器连接，同步时间信息通信线与控制器的通信端口连接。
[0011]进一步，在节点控制器侦听到同步脉冲的脉冲信号的下降沿时，触发节点控制器的同步计时器。
[0012]进一步，所述时间同步基准源按照设定的同步时间周期发送同步脉冲以及同步时间?目息。
[0013]进一步，若同步计时器的计时时间值小于设定的同步时间周期值，则将计时器的计时时间和同步时间信息中的同步时间之和作为节点控制器的校准时间并进行时间同步校准。
[0014]本发明的有益效果:本发明的工业控制系统的控制器时间同步方法，由控制系统中的控制器来实现本地时间的同步，能够有效避免外界因素的影响，从而保证时间同步的稳定性，又能够有效保证时间同步的精度；而且组网方便，使用成本低廉。
【附图说明】
[0015]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
[0016]图1为本发明的流程图。
[0017]图2为本发明的控制器的连接示意图。
[0018]图3为本发明工作的时序图。
【具体实施方式】
[0019]图1为本发明的流程图，图2为本发明的控制器的连接示意图，如图所示，
[0020]本发明提供的一种工业控制系统的控制器时间同步方法，包括如下步骤:
[0021]S1.工业控制系统中的各控制器通过两路信号线路连接，其中一路为脉冲信号线，另一路为同步时间信息通信线，脉冲信号线通过GP1接口与控制器连接，同步时间信息通信线与控制器的通信端口连接，其中，同步时间信息通信线通过RS485等接口与控制器的通信端口连接，也就是说，同步脉冲信号通过脉冲信号线发送，而同步时间信息由同步时间信息通信线发送，这样同步脉冲信号的传送时不会对同步时间信息的传送造成影响，其连接结构示意图如图2所示，当然同步时间信息也不会影响同步脉冲信号，同步脉冲信号能够快速的传输到各个控制器节点，并触发同步计时器，虽然同步脉冲信号有延迟，但是该延迟时间处于微秒甚至纳秒级，对于时间同步的精度并不影响。
[0022]S2.在发送同步脉冲之间，设定时间同步基准源:
[0023]设定控制器中任一控制器为时间同步基准源，除设定为时间同步基准源的控制器夕卜，其他控制器设定为节点控制器，也就是说:系统中的任一控制器均可设置为时间同步基准源，通过这种方式，实现工业控制系统内部不同控制器的时间同步，保证不同控制器的时间的一致性。
[0024]S3.时间同步基准源向节点控制器发送同步脉冲，并且时间同步基准源发送同步时间信息，并且所述时间同步基准源按照设定的同步时间周期发送同步脉冲以及同步时间信息，其中，每一个同步脉冲发送后，时间同步基准源立即将同步时间信息发送到节点控制器，其中，同步时间信息为同步脉冲触发的时刻，如图3所述，在时间同步周期内，时间同步基准源发送一个脉冲信号，同步脉冲的触发时刻为Tl，并且该触发时刻Tl为脉冲信号的下降沿的触发时刻，并且在脉冲信号的下降沿触发的同时，时间同步基准源立即将触发时刻Tl作为同步时间信息发送到各节点控制器。
[0025]S4.节点控制器接收到同步脉冲的同时，触发节点控制器的同步计时器，当节点控制器接收到同步时间信息后，若同步计时器的计时时间小于设定的同步时间周期，则计时器的计时时间和同步时间信息中的同步时间之和作为节点控制器的校准时间并进行时间同步校准；其中，在节点控制器侦听到同步脉冲的脉冲信号的下降沿时，触发节点控制器的同步计时器，这是由于时间同步基准源的GP1 口在常态下为高电平状态，在某个时刻，如Tl时刻，时间同步基准源的GP1 口的高电平降低形成低电平脉冲，并且该低电平脉冲发送到节点控制器，此时，通过捕捉同步脉冲的下降沿作为节点控制器的计时器的触发信号，而且由于脉冲信号的下降沿的动作时延小，能够保证时间同步的准确性；
[0026]若同步计时器的计时时间值小于设定的同步时间周期值，则将计时器的计时时间和同步时间信息中的同步时间之和作为节点控制器的校准时间并进行时间同步校准
[0027]其中，设定的同步时间周期为Tsyn，同步时间为同步时间信息中提取的时间为Tst,节点控制器的同步计时器的计时时间为Tct，校准时间为Tset，若同步计时器的值Tct小于同步时间周期的值Tsyn，则校准时间为Tset = Tst+Tct，并将该校准时间用于校准节点控制器的的自身时间，且关闭同步计时器，准备下一次的时间同步动作，比如:同步时间周期设定为100ms，当然，同步时间周期根据不同的系统硬件以及网络状况设置为不同的值。
[0028]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种工业控制系统的控制器时间同步方法，其特征在于:包括如下步骤: 时间同步基准源向节点控制器发送同步脉冲，并且时间同步基准源发送同步时间信息; 节点控制器接收到同步脉冲的同时，触发节点控制器的同步计时器，当节点控制器接收到同步时间信息后，将计时器的计时时间和同步时间信息中的同步时间之和作为节点控制器的校准时间并进行时间同步校准。
2.根据权利要求1所述工业控制系统的控制器时间同步方法，其特征在于:在发送同步脉冲之间，设定时间同步基准源: 将工业控制系统中的各控制器连接，并设定控制器中任一控制器为时间同步基准源，除设定为时间同步基准源的控制器外，其他控制器设定为节点控制器。
3.根据权利要求2所述工业控制系统的控制器时间同步方法，其特征在于:工业控制系统中的各控制器通过两路信号线路连接，其中一路为脉冲信号线，另一路为同步时间信息通信线，脉冲信号线通过GP1接口与控制器连接，同步时间信息通信线与控制器的通信端口连接。
4.根据权利要求1所述工业控制系统的控制器时间同步方法，其特征在于:在节点控制器侦听到同步脉冲的脉冲信号的下降沿时，触发节点控制器的同步计时器。
5.根据权利要求1所述工业控制系统的控制器时间同步方法，其特征在于:所述时间同步基准源按照设定的同步时间周期发送同步脉冲以及同步时间信息。
6.根据权利要求5所述工业控制系统的控制器时间同步方法，其特征在于:若同步计时器的计时时间值小于设定的同步时间周期值，则将计时器的计时时间和同步时间信息中的同步时间之和作为节点控制器的校准时间并进行时间同步校准。
【专利摘要】本发明提供的一种工业控制系统中的控制器时间同步方法，包括如下步骤：时间同步基准源向节点控制器发送同步脉冲，并且时间同步基准源发送同步时间信息；节点控制器接收到同步脉冲的同时，触发节点控制器的同步计时器，当节点控制器接收到同步时间信息后，将计时器的计时时间和同步时间信息中的同步时间之和作为节点控制器的校准时间并进行时间同步校准；既能够方便组网，有效避免环境因素的影响，又能够有效保证时间同步的精度以及工作的稳定性。
【IPC分类】G05B19-418
【公开号】CN104597878
【申请号】CN201410848839
【发明人】裴文龙, 裘宏波, 刘渝新, 程海栗
【申请人】重庆川仪自动化股份有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月31日