用一個同步域將系統(tǒng)集成到全球鐘面時刻同步域中的方法技術方案

本發(fā)明專利技術涉及一種使自動化網絡的一個下級域（236）的工作節(jié)拍-和時間節(jié)拍同步的方法，自動化網絡包括多個時間上要協(xié)調一致的同步-輔機（218，224，230），它們由上級域的上級時間-同步-主機（200）參照時間節(jié)拍（204）實現(xiàn)同步，其中同步-輔機（218，224，230）由節(jié)拍-同步-主機（206）參照工作節(jié)拍（216）實現(xiàn)同步，其中節(jié)拍-同步-主機（206）是下級域的一部分（200），其中單個的同步信息用于使同步-輔機（218，224，230）參照其工作節(jié)拍（216）和時間節(jié)拍（204）實現(xiàn)同步，其中該方法在利用同步信息（212）的情況下，傳達在時間節(jié)拍（204）和工作節(jié)拍（216）之間的差值（214），其中這個差值（214）作為附加信息接收到同步信息（212）中。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
用一個同步域將系統(tǒng)集成到全球鐘面時刻同步域中的方法
本專利技術涉及一種用于使自動化網絡的下級域的工作節(jié)拍-和時間節(jié)拍同步的方法、一種使自動化網絡的下級域的工作節(jié)拍-和時間節(jié)拍同步的裝置以及一種計算機程序產品。
技術介紹
至今為了使自動化網絡的部件參照工作節(jié)拍和時間節(jié)拍實現(xiàn)同步，至少使用兩個不同的同步域。至今涉及網絡部件的工作節(jié)拍和時間節(jié)拍的現(xiàn)有技術可以由標準化的網絡-時間-協(xié)議IETFSMTP，IEEE1588v2，IEEE802.1AS，IETFRFC，，(S)NTP“，IEC61158TYPE10–PTCP得出。Rehnmann,M.和Gentzell,T.，SynchronizationinaForceMeasurementSystemUsingEtherCAT,EmergingTechnologiesandFactoryAutomation,2008,EFTA2008,IEEEInternationalConferenceon,IEEE,Piscataway,NJ,USA,15.September2008(2008-09-15),1023-1030頁,XP031344736,ISBN:978-1-4244-1505-2，公開了一種如何能在測力系統(tǒng)中利用EtherCAT使主機和輔機實現(xiàn)同步的方法。JasperneiteJ.etal.，EnhancementstothetimesynchronizationstandardIEEE-15888forasystemofcascadedbridges,FactoryCommunicationSystems,2004.Proceedings.2004IEEEInternationalNALWorkshoponVienna,AustriaSept.22-24,2004,Piscataway,NJ,USA,IEEE,22.September2004(2004-09-22),239-244頁,XP010756406,DOI:10.1109/WFCS.2004.1377716,ISBN:978-0-7803-8734-8，公開了一種方法，用于改進IEEE-15888標準方法，使得PTP輔機在利用“旁路時鐘”的情況下實現(xiàn)同步。PaoloFerraraetal.,OntheSeamlessInterconnectionofIEEE15888-BasedDevicesUsingaPROFINETIOInfrastructure,IEEETRANSACTIONSONINDUSTRIALINFORMATICS,IEEESERVICECENTER,NewYork,NY,US,Bd.6,Nr.3,1.August2010(2010-08-01),381-392頁,XP011312327,ISSN:1551-3203，公開了一種方法，利用一種使“邊界時鐘(BoundaryClock)”旁路的“同步轉化器(Synchronisations-Konverters)”，使不同類型的工業(yè)實時以太網絡實現(xiàn)同步。DE102005039771B3(HalangWolfgangA[DE]；SkambrasMartin[DE])在2006年12月28日公開了一種用于無非同步中斷地管理實時過程的單元。DE10345231A1(SiemensAG[DE])在2004年6月24日公開了一種方法，用于使至少一個輔機控制單元與一個主機控制單元協(xié)調協(xié)調一致。
技術實現(xiàn)思路
為此本專利技術的目的在于，提出一種用于使自動化網絡的下級域的同步-輔機既實現(xiàn)工作節(jié)拍-又實現(xiàn)時間節(jié)拍同步的改進方法、一種使自動化網絡的下級域的同步-輔機同時實現(xiàn)工作節(jié)拍-和時間節(jié)拍同步的改進裝置以及一種改進的計算機程序產品。在此提出了一種用于使自動化網絡的下級域的工作節(jié)拍-和時間節(jié)拍同步的方法，自動化網絡包括多個時間上要協(xié)調一致的同步-輔機，其通過上級域的上級時間-同步-主機參照時間節(jié)拍實現(xiàn)同步，其中節(jié)拍-同步-主機是下級域的一部分，其中單個的同步信息用于使同步-輔機在其工作節(jié)拍和時間節(jié)拍方面實現(xiàn)同步，其中該方法包括了在利用同步信息的情況下，傳達在時間節(jié)拍和工作節(jié)拍之間的一個差值，其中這個差值和同步信息作為附加信息被接收。換句話說，通過自動化網絡的上級域的時間-同步-主機，借助于同步信息使通用的鐘面時刻、例如國際原子時間(TAI)傳輸給自動化網絡的下級域的節(jié)拍-同步-主機。自動化網絡的下級域的節(jié)拍-同步-主機接收上級域的時間-同步-主機的鐘面時刻或者說時間節(jié)拍，并同時求出在下級域的節(jié)拍-同步-主機的時間節(jié)拍和工作節(jié)拍之間的差值。這個差值作為附加信息集成在同步信息中，同步信息然后被節(jié)拍-同步-主機分配給下級域內的所有下級的同步-輔機。下級域內的每個同步-輔機識別關于時間節(jié)拍和工作節(jié)拍之間差值的這種附加信息，并由其計算出本地系統(tǒng)時間。理論上可以用該方法使任意多的時間節(jié)拍，或者說各種具有不同時間的任意多的邏輯時鐘，在一個由多個獨立子域組成的網絡系統(tǒng)中實現(xiàn)同步。這種方法的優(yōu)點在于，只是需要一個唯一的同步信息。由于借助于僅僅一個唯一的同步信息，使工作節(jié)拍以及時間節(jié)拍同時地同步，作為另外一個優(yōu)點是降低了聯(lián)網度的和減少了對附加硬件的需要。所謂自動化網絡的域是指一組自動化部部件，在本文中稱之為同步-輔機，其工作節(jié)拍由一個在域內布置在同步-輔機上級的節(jié)拍-同步-主機來預定，并在時間上實現(xiàn)同步。節(jié)拍-同步-主機屬于在分級等級中較高的“全球”域，并且例如給各個不同下級域的單個的節(jié)拍-同步-主機提供通用的時間。自動化網絡例如可以設計成工業(yè)自動化網絡。這樣的工業(yè)自動化網絡例如可以設計、設置和/或規(guī)定用于控制和/或調節(jié)工業(yè)設備(例如生產設備，輸送設備等等)、機器和/或裝置。自動化網絡或者說工業(yè)自動化網絡尤其可以具有實時-通信協(xié)議(例如Profinet，Profibus，Real-Time-Ethernet)，用于至少在參與控制-和/或調節(jié)任務的部件之間(例如在控制單元和所要控制的設備和/或機器之間)實現(xiàn)通信。同樣也通過存儲介質可以可靠地傳輸數據。但是此外除了一種實時通信協(xié)議之外，也還可以在自動化網絡或者說工業(yè)自動化網絡中規(guī)定至少另外一種通信協(xié)議(其例如并不需要是能夠實時的)，例如用于對自動化網絡中的一個或者多個控制單元進行監(jiān)測、設置、修改編程和/或修改參數化。自動化網絡例如可以包括具有有線通信部件和/或無線通信部件。此外自動化網絡可以包括至少一個自動化裝置。自動化裝置例如可以是計算機、PC機和/或具有控制任務或者說控制能力的控制器。自動化裝置尤其例如可以是工業(yè)自動化裝置，其例如可以設計、設置和/或規(guī)定專門用于控制和/或調節(jié)工業(yè)設備。這樣的自動化裝置或工業(yè)自動化裝置尤其可以是實時的，也就是說，可以實現(xiàn)實時的控制或調節(jié)。為此自動化裝置或工業(yè)自動化裝置例如包括實時工作系統(tǒng)，和/或至少還有一個實時通信協(xié)議來支持通信(例如Profinet，Profibus，Real-Time-Ethernet)。自動化網絡包括多個傳感器和執(zhí)行部件。執(zhí)行部件和傳感器由至少一個控制裝置來控制。執(zhí)行部件、傳感器和至少一個控制裝置相互交換數據。為了交換數據而應用自動化協(xié)議。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種使自動化網絡的下級域（236）的工作節(jié)拍？和時間節(jié)拍同步的方法，所述自動化網絡包括所述下級域（236）的多個時間上要協(xié)調協(xié)調一致的同步？輔機（206，218，224，230），其中上級域的上級時間？同步？主機（200）使所述下級域（236）的這些所述同步？輔機（206，218，224，230）參照時間節(jié)拍（204）實現(xiàn)同步，其中所述時間？同步？主機（200）將第一同步信息（202）發(fā)送給所述下級域（236）的所述節(jié)拍？同步？主機（206），其中所述第一同步信息（202）具有關于所述上級時間？同步？主機（200）的鐘面時刻（203）的第一信息（204），其中所述節(jié)拍？同步？主機（206）接受所述鐘面時刻（203）作為其固有的系統(tǒng)時間（208），其中在所述節(jié)拍？同步？主機（206）的情況下，所述系統(tǒng)時間（208）與所述時間節(jié)拍（204）相同，其中借助于所述時間節(jié)拍和差值對所述同步？輔機（206，218，224，230）進行時間上的協(xié)調，其中同步？輔機（218，224，230）通過所述節(jié)拍？同步？主機（206）還參照所述工作節(jié)拍（216）實現(xiàn)同步，其中單個的域內同步信息（212）用于使所述同步？輔機（218，224，230）參照其所述工作節(jié)拍（216）和時間節(jié)拍（204）實現(xiàn)同步，其中所述方法包括了在利用所述域內同步信息（212）的情況下，傳達在所述時間節(jié)拍（204）和工作節(jié)拍（216）之間的差值（214），其中所述差值（214）作為附加信息被接收到所述域內同步信息（212）中，其中所述方法包括以下步驟：？通過所述節(jié)拍？同步？主機（206），借助于單個的所述域內同步信息（212），通知所述同步？輔機（218，224，230）的第一同步？輔機（218）關于所述工作節(jié)拍和所述時間節(jié)拍與工作節(jié)拍之間的所述差值的信息，和？通過所述同步？輔機（218，224，230）的相應的先前的同步？輔機，借助于唯一的所述域內同步信息，將關于所述工作節(jié)拍和所述時間節(jié)拍與工作節(jié)拍之間的所述差值的信息相應地轉發(fā)給所述同步？輔機（218，224，230）的下一個同步？輔機，其中在單個的所述域內同步信息（212）中提供的關于所述工作節(jié)拍（216）的信息相應地確定了所述同步？輔機的所述工作節(jié)拍，其中所述同步？輔機的所述工作節(jié)拍能相應地表示為所述同步？輔機（218，224，230）的系統(tǒng)固有的工作時鐘（222），其中當所述下級域（236）集成在所述上級域中時，所述下級域（236）的所述工作節(jié)拍（216）保持不變。...

【技術特征摘要】
2011.07.08 EP 11173299.61.一種使自動化網絡的下級域(236)的工作節(jié)拍-和時間節(jié)拍同步的方法，所述自動化網絡包括所述下級域(236)的多個時間上要協(xié)調協(xié)調一致的同步-輔機(206，218，224，230)，其中上級域的上級時間-同步-主機(200)使所述下級域(236)的這些所述同步-輔機(218，224，230)參照時間節(jié)拍(204)實現(xiàn)同步，其中所述時間-同步-主機(200)將第一同步信息(202)發(fā)送給所述下級域(236)的節(jié)拍-同步-主機(206)，其中所述第一同步信息(202)具有關于所述上級時間-同步-主機(200)的鐘面時刻(203)的第一信息，其中所述節(jié)拍-同步-主機(206)接受所述鐘面時刻(203)作為其固有的系統(tǒng)時間(208)，其中在所述節(jié)拍-同步-主機(206)的情況下，所述系統(tǒng)時間(208)與所述時間節(jié)拍(204)相同，其中借助于所述時間節(jié)拍和差值對所述同步-輔機(218，224，230)進行時間上的協(xié)調，其中同步-輔機(218，224，230)通過所述節(jié)拍-同步-主機(206)還參照所述工作節(jié)拍(216)實現(xiàn)同步，其中單個的域內同步信息(212)用于使所述同步-輔機(218，224，230)參照其所述工作節(jié)拍(216)和時間節(jié)拍(204)實現(xiàn)同步，其中所述方法包括了在利用所述域內同步信息(212)的情況下，傳達在所述時間節(jié)拍(204)和工作節(jié)拍(216)之間的差值(214)，其中所述差值(214)作為附加信息被接收到所述域內同步信息(212)中，其中所述方法包括以下步驟：-通過所述節(jié)拍-同步-主機(206)，借助于單個的所述域內同步信息(212)，通知所述同步-輔機(218，224，230)的第一同步-輔機(218)關于所述工作節(jié)拍和所述時間節(jié)拍與工作節(jié)拍之間的所述差值的信息，和-通過所述同步-輔機(218，224，230)的相應的先前的同步-輔機，借助于唯一的所述域內同步信息，將關于所述工作節(jié)拍和所述時間節(jié)拍與工作節(jié)拍之間的所述差值的信息相應地轉發(fā)給所述同步-輔機(218，224，230)的下一個同步-輔機，其中在單個的所述域內同步信息(212)中提供的關于所述工作節(jié)拍(216)的信息相應地確定了所述同步-輔機的所述工作節(jié)拍，其中所述同步-輔機的所述工作節(jié)拍能相應地表示為所述同步-輔機(218，224，230)的系統(tǒng)固有的工作時鐘(222)，其中當所述下級域(236)集成在所述上級域中時，所述下級域(236)的所述工作節(jié)拍(216)保持不變。2.根據權利要求1所述的方法，其中在將所述下級域(236)集成在所述上級域中時，所述下級域(236)的時間節(jié)拍(204)與所述上級域的時間節(jié)拍(204)直接同步。3.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其中所述工作節(jié)拍(216)和時間節(jié)拍(204)通過絕對時間規(guī)范(220，226，228，232，234)給定。4.根據權利要求3所述的方法，其中所述下級域(236)的每個單個的所述同步-輔機(218，224，230)可以讀取包含在所述域內同步信息(212)中的所述差值(214)，并且可以由所述差值(214)計算出所述同步-輔機的本地系統(tǒng)時間(208)。5.根據權利要求1所述的方法，其中當在所述下級域(236)和另一個下級域(242)之間實現(xiàn)時間節(jié)拍同步時，由所述工作節(jié)拍(216)和差值(214)計算出所...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：弗朗茨約瑟夫·格茨，京特·施泰因德爾，
申請(專利權)人：西門子公司，
類型：發(fā)明
國別省市：