一种实现间开系统统一授时的方法与流程

本发明涉及油田开采，具体为一种实现间开系统统一授时的方法。

背景技术：

1、在油田数字化业务中，低产低效油井开展智能间开运行是实现油井提质增效、匹配油井供排关系、实现油井生产成本降低最为经济、最为直接有效的手段。

2、油井智能间开控制一是实现油井-抽油机自动化远程启停控制功能；二是建立抽油系统间歇抽油制度的优选方法，为间歇抽油制度制定提供理论依据，使间开制度具备智能性，广泛适应性，进一步提高油井的生产管理水平，在产量不降低的前提下实现节能减耗；

3、目前实际生产环境中采用的是可实施性强的制度型间开，即由rtu执行服务器端下发的间开控制制度，自主定时执行抽油机启停操作；制度型间开方案间开制度生成是系统的核心，但对前端(间开控制执行端)时钟的相对精确度要求较高，对前端(间开控制执行端)与后端(间开制度分发与效果评价端)时钟的绝对同步型要求较高，因此精确稳定的授时系统是间开有效运行的基础；

4、现有间开系统统一授时方法为自上而下的被动式授时，其结构原理图1所示：

5、11上级节点为上级节点(间开制度下发与间开效果评价端)，作为间开系统的起始节点，也作为守时节点；

6、21、22作为中级节点，对上接收11上级节点基于modbustcp的周期性写透传授时，对下基于modbusrtu按既定周期给31下级节点、32下级节点、33下级节点写透传授时；

7、31下级节点、32下级节点、33下级节点下级节点作为间开执行端，接收来自21中级节点或22中级节点的周期性授时，以保证时钟的相对精确性，从而保证油井能按计划制度正常运行；

8、上述间开系统统一授时方案存在的弊端包含以下三点：

9、一、固有周期授时方式使得被授时方时钟误差补偿不及时、例如因31/32/33任一设备重启或因调试其包含模拟时钟的基础参数发生变化，再次获取基准时钟就需要等到最多一个周期，授时时效性差；

10、二、自上而下的授时结构单调，未形成闭环，本层节点授时源需要依赖于上层节点，因此，在脱离与上层节点正常通信后，也存在无法授时的问题，授时可靠性较低；

11、三、现有的授时是与业务数据同次不同包向下写入的。例如，11上级节点向21中级节点/22中级节点下发写授时命令是伴随在常规数据采集前后；同样，21中级节点/22中级节点在给31下级节点/32下级节点/33下级节点(任一节点)写授时也是通过单独写指令完成的；若记录常规数据(油井状态、间开运行情况等)的报文序号为0、1…n,则授时命令包数为n+1，若21中级节点下所属k个节点，则统一授时至多需要额外k个数据包，在串行通信中，降低了通信效率。

12、为了解决上述问题，我们对此做出改进，提出一种实现间开系统统一授时的方法。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

2、本发明提供一种实现间开系统统一授时的方法，111上级节点作为间开系统的起始节点和守时节点；

3、221中级节点和222中级节点，用于接收111上级节点基于modbustcp的周期性写透传授时，221中级节点和222中级节点按照用户配置的周期t1基于ntp/sntp标准优先向111上级节点主动校时，以补偿自身时钟存在的误差；

4、331下级节点、332下级节点和333下级节点作为间开执行端，用于接收来自221中级节点或222中级节点的周期性授时，221中级节点在向331下级节点、332下级节点和333下级节点采集常规数据时，会携带时间戳，331下级节点、332下级节点和333下级节点在接收到指令后，会优先解析采集指令携带的时间值，以决定是否需要进行时钟修正，并将修正后的时间以时间戳格式与常规数据通过同一包响应给221中级节点，221中级节点在接收到向331下级节点、332下级节点和333下级节点响应的数据后，同样会判断返回的时间戳与当前系统时间是否存在偏差，以确定是否需要启动子程序向下写透传授时，以保证时钟的相对精确性。

5、作为本发明的一种优选技术方案，111上级节点、221中级节点和222中级节点在同一局域网内，具备网络校时基础。

6、作为本发明的一种优选技术方案，111上级节点具备守时职能，间开系统除111上级节点以外的节点与该系统时钟相对同步。

7、作为本发明的一种优选技术方案，221中级节点和222中级节点会按照用户配置的周期t2向本层节点任一相邻节点发起校时请求，相互作为备用服务端，最终形成手拉手校时结构，以保证该层所有正常通信节点能够稳定授时

8、本发明的有益效果是：该种实现间开系统统一授时的方法,通过221中级节点和222中级节点按照用户配置的周期t1基于ntp/sntp标准优先向111上级节点主动校时，以补偿自身时钟存在的误差，规范的授时协议和授时结构解决了中级节点与上级节点授时可靠性低的问题，并通过111上级节点、221中级节点和222中级节点在同一局域网内能够避免中级节点与上级节点断网时无法授时的问题；通过221中级节点向331下级节点、332下级节点和333下级节点采集常规数据携带时间戳，331下级节点、332下级节点和333下级节点在接收到指令后，会优先解析采集指令携带的时间值，以决定是否需要进行时钟修正，并将修正后的时间以时间戳格式与常规数据通过同一包响应给221中级节点，221中级节点在接收到向331下级节点、332下级节点和333下级节点响应的数据后，同样会判断返回的时间戳与当前系统时间是否存在偏差，以确定是否需要启动子程序向下写透传授时，以保证时钟的相对精确性，更改中级节点与下级节点校时方法降低了原有校时方案对通信效率的负面影响，方案中所增加的校验和反馈提高了授时的准确率。

技术特征：

1.一种实现间开系统统一授时的方法，其特征在于，111上级节点作为间开系统的起始节点和守时节点；

2.根据权利要求1所述的一种实现间开系统统一授时的方法，其特征在于，111上级节点、221中级节点和222中级节点在同一局域网内，具备网络校时基础。

3.根据权利要求1所述的一种实现间开系统统一授时的方法，其特征在于，111上级节点具备守时职能，间开系统除111上级节点以外的节点与该系统时钟相对同步。

4.根据权利要求1所述的一种实现间开系统统一授时的方法，其特征在于，221中级节点和222中级节点会按照用户配置的周期t2向本层节点任一相邻节点发起校时请求，相互作为备用服务端，最终形成手拉手校时结构，以保证该层所有正常通信节点能够稳定授时。

技术总结
本发明涉及油田开采技术领域，具体为一种实现间开系统统一授时的方法，111上级节点作为间开系统的起始节点和守时节点；221中级节点和222中级节点，用于接收111上级节点基于ModbusTCP的周期性写透传授时，221中级节点和222中级节点按照用户配置的周期T1基于NTP/SNTP标准优先向111上级节点主动校时，以补偿自身时钟存在的误差。该种实现间开系统统一授时的方法，通过规范的授时协议和授时结构解决了中级节点与上级节点授时可靠性，并且能够避免中级节点与上级节点断网时无法授时的问题；通过更改中级节点与下级节点校时方法降低了原有校时方案对通信效率的负面影响，方案中所增加的校验和反馈提高了授时的准确率。

技术研发人员：陈斌,庞盟,尚学元
受保护的技术使用者：陕西安控科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13