用一个同步域将系统集成到全球钟面时刻同步域中的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种使自动化网络的一个下级域（236）的工作节拍-和时间节拍同步的方法，自动化网络包括多个时间上要协调一致的同步-辅机（218，224，230），它们由上级域的上级时间-同步-主机（200）参照时间节拍（204）实现同步，其中同步-辅机（218，224，230）由节拍-同步-主机（206）参照工作节拍（216）实现同步，其中节拍-同步-主机（206）是下级域的一部分（200），其中单个的同步信息用于使同步-辅机（218，224，230）参照其工作节拍（216）和时间节拍（204）实现同步，其中该方法在利用同步信息（212）的情况下，传达在时间节拍（204）和工作节拍（216）之间的差值（214），其中这个差值（214）作为附加信息接收到同步信息（212）中。

【技术实现步骤摘要】
用一个同步域将系统集成到全球钟面时刻同步域中的方法
本专利技术涉及一种用于使自动化网络的下级域的工作节拍-和时间节拍同步的方法、一种使自动化网络的下级域的工作节拍-和时间节拍同步的装置以及一种计算机程序产品。
技术介绍
至今为了使自动化网络的部件参照工作节拍和时间节拍实现同步，至少使用两个不同的同步域。至今涉及网络部件的工作节拍和时间节拍的现有技术可以由标准化的网络-时间-协议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页,XP031344736,ISBN:978-1-4244-1505-2，公开了一种如何能在测力系统中利用EtherCAT使主机和辅机实现同步的方法。JasperneiteJ.etal.，EnhancementstothetimesynchronizationstandardIEEE-15888forasystemofcascadedbridges,FactoryCommunicationSystems,2004.Proceedings.2004IEEEInternationalNALWorkshoponVienna,AustriaSept.22-24,2004,Piscataway,NJ,USA,IEEE,22.September2004(2004-09-22),239-244页,XP010756406,DOI:10.1109/WFCS.2004.1377716,ISBN:978-0-7803-8734-8，公开了一种方法，用于改进IEEE-15888标准方法，使得PTP辅机在利用“旁路时钟”的情况下实现同步。PaoloFerraraetal.,OntheSeamlessInterconnectionofIEEE15888-BasedDevicesUsingaPROFINETIOInfrastructure,IEEETRANSACTIONSONINDUSTRIALINFORMATICS,IEEESERVICECENTER,NewYork,NY,US,Bd.6,Nr.3,1.August2010(2010-08-01),381-392页,XP011312327,ISSN:1551-3203，公开了一种方法，利用一种使“边界时钟(BoundaryClock)”旁路的“同步转化器(Synchronisations-Konverters)”，使不同类型的工业实时以太网络实现同步。DE102005039771B3(HalangWolfgangA[DE]；SkambrasMartin[DE])在2006年12月28日公开了一种用于无非同步中断地管理实时过程的单元。DE10345231A1(SiemensAG[DE])在2004年6月24日公开了一种方法，用于使至少一个辅机控制单元与一个主机控制单元协调协调一致。
技术实现思路
为此本专利技术的目的在于，提出一种用于使自动化网络的下级域的同步-辅机既实现工作节拍-又实现时间节拍同步的改进方法、一种使自动化网络的下级域的同步-辅机同时实现工作节拍-和时间节拍同步的改进装置以及一种改进的计算机程序产品。在此提出了一种用于使自动化网络的下级域的工作节拍-和时间节拍同步的方法，自动化网络包括多个时间上要协调一致的同步-辅机，其通过上级域的上级时间-同步-主机参照时间节拍实现同步，其中节拍-同步-主机是下级域的一部分，其中单个的同步信息用于使同步-辅机在其工作节拍和时间节拍方面实现同步，其中该方法包括了在利用同步信息的情况下，传达在时间节拍和工作节拍之间的一个差值，其中这个差值和同步信息作为附加信息被接收。换句话说，通过自动化网络的上级域的时间-同步-主机，借助于同步信息使通用的钟面时刻、例如国际原子时间(TAI)传输给自动化网络的下级域的节拍-同步-主机。自动化网络的下级域的节拍-同步-主机接收上级域的时间-同步-主机的钟面时刻或者说时间节拍，并同时求出在下级域的节拍-同步-主机的时间节拍和工作节拍之间的差值。这个差值作为附加信息集成在同步信息中，同步信息然后被节拍-同步-主机分配给下级域内的所有下级的同步-辅机。下级域内的每个同步-辅机识别关于时间节拍和工作节拍之间差值的这种附加信息，并由其计算出本地系统时间。理论上可以用该方法使任意多的时间节拍，或者说各种具有不同时间的任意多的逻辑时钟，在一个由多个独立子域组成的网络系统中实现同步。这种方法的优点在于，只是需要一个唯一的同步信息。由于借助于仅仅一个唯一的同步信息，使工作节拍以及时间节拍同时地同步，作为另外一个优点是降低了联网度的和减少了对附加硬件的需要。所谓自动化网络的域是指一组自动化部部件，在本文中称之为同步-辅机，其工作节拍由一个在域内布置在同步-辅机上级的节拍-同步-主机来预定，并在时间上实现同步。节拍-同步-主机属于在分级等级中较高的“全球”域，并且例如给各个不同下级域的单个的节拍-同步-主机提供通用的时间。自动化网络例如可以设计成工业自动化网络。这样的工业自动化网络例如可以设计、设置和/或规定用于控制和/或调节工业设备(例如生产设备，输送设备等等)、机器和/或装置。自动化网络或者说工业自动化网络尤其可以具有实时-通信协议(例如Profinet，Profibus，Real-Time-Ethernet)，用于至少在参与控制-和/或调节任务的部件之间(例如在控制单元和所要控制的设备和/或机器之间)实现通信。同样也通过存储介质可以可靠地传输数据。但是此外除了一种实时通信协议之外，也还可以在自动化网络或者说工业自动化网络中规定至少另外一种通信协议(其例如并不需要是能够实时的)，例如用于对自动化网络中的一个或者多个控制单元进行监测、设置、修改编程和/或修改参数化。自动化网络例如可以包括具有有线通信部件和/或无线通信部件。此外自动化网络可以包括至少一个自动化装置。自动化装置例如可以是计算机、PC机和/或具有控制任务或者说控制能力的控制器。自动化装置尤其例如可以是工业自动化装置，其例如可以设计、设置和/或规定专门用于控制和/或调节工业设备。这样的自动化装置或工业自动化装置尤其可以是实时的，也就是说，可以实现实时的控制或调节。为此自动化装置或工业自动化装置例如包括实时工作系统，和/或至少还有一个实时通信协议来支持通信(例如Profinet，Profibus，Real-Time-Ethernet)。自动化网络包括多个传感器和执行部件。执行部件和传感器由至少一个控制装置来控制。执行部件、传感器和至少一个控制装置相互交换数据。为了交换数据而应用自动化协议。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使自动化网络的下级域（236）的工作节拍？和时间节拍同步的方法，所述自动化网络包括所述下级域（236）的多个时间上要协调协调一致的同步？辅机（206，218，224，230），其中上级域的上级时间？同步？主机（200）使所述下级域（236）的这些所述同步？辅机（206，218，224，230）参照时间节拍（204）实现同步，其中所述时间？同步？主机（200）将第一同步信息（202）发送给所述下级域（236）的所述节拍？同步？主机（206），其中所述第一同步信息（202）具有关于所述上级时间？同步？主机（200）的钟面时刻（203）的第一信息（204），其中所述节拍？同步？主机（206）接受所述钟面时刻（203）作为其固有的系统时间（208），其中在所述节拍？同步？主机（206）的情况下，所述系统时间（208）与所述时间节拍（204）相同，其中借助于所述时间节拍和差值对所述同步？辅机（206，218，224，230）进行时间上的协调，其中同步？辅机（218，224，230）通过所述节拍？同步？主机（206）还参照所述工作节拍（216）实现同步，其中单个的域内同步信息（212）用于使所述同步？辅机（218，224，230）参照其所述工作节拍（216）和时间节拍（204）实现同步，其中所述方法包括了在利用所述域内同步信息（212）的情况下，传达在所述时间节拍（204）和工作节拍（216）之间的差值（214），其中所述差值（214）作为附加信息被接收到所述域内同步信息（212）中，其中所述方法包括以下步骤：？通过所述节拍？同步？主机（206），借助于单个的所述域内同步信息（212），通知所述同步？辅机（218，224，230）的第一同步？辅机（218）关于所述工作节拍和所述时间节拍与工作节拍之间的所述差值的信息，和？通过所述同步？辅机（218，224，230）的相应的先前的同步？辅机，借助于唯一的所述域内同步信息，将关于所述工作节拍和所述时间节拍与工作节拍之间的所述差值的信息相应地转发给所述同步？辅机（218，224，230）的下一个同步？辅机，其中在单个的所述域内同步信息（212）中提供的关于所述工作节拍（216）的信息相应地确定了所述同步？辅机的所述工作节拍，其中所述同步？辅机的所述工作节拍能相应地表示为所述同步？辅机（218，224，230）的系统固有的工作时钟（222），其中当所述下级域（236）集成在所述上级域中时，所述下级域（236）的所述工作节拍（216）保持不变。...

【技术特征摘要】
2011.07.08 EP 11173299.61.一种使自动化网络的下级域(236)的工作节拍-和时间节拍同步的方法，所述自动化网络包括所述下级域(236)的多个时间上要协调协调一致的同步-辅机(206，218，224，230)，其中上级域的上级时间-同步-主机(200)使所述下级域(236)的这些所述同步-辅机(218，224，230)参照时间节拍(204)实现同步，其中所述时间-同步-主机(200)将第一同步信息(202)发送给所述下级域(236)的节拍-同步-主机(206)，其中所述第一同步信息(202)具有关于所述上级时间-同步-主机(200)的钟面时刻(203)的第一信息，其中所述节拍-同步-主机(206)接受所述钟面时刻(203)作为其固有的系统时间(208)，其中在所述节拍-同步-主机(206)的情况下，所述系统时间(208)与所述时间节拍(204)相同，其中借助于所述时间节拍和差值对所述同步-辅机(218，224，230)进行时间上的协调，其中同步-辅机(218，224，230)通过所述节拍-同步-主机(206)还参照所述工作节拍(216)实现同步，其中单个的域内同步信息(212)用于使所述同步-辅机(218，224，230)参照其所述工作节拍(216)和时间节拍(204)实现同步，其中所述方法包括了在利用所述域内同步信息(212)的情况下，传达在所述时间节拍(204)和工作节拍(216)之间的差值(214)，其中所述差值(214)作为附加信息被接收到所述域内同步信息(212)中，其中所述方法包括以下步骤：-通过所述节拍-同步-主机(206)，借助于单个的所述域内同步信息(212)，通知所述同步-辅机(218，224，230)的第一同步-辅机(218)关于所述工作节拍和所述时间节拍与工作节拍之间的所述差值的信息，和-通过所述同步-辅机(218，224，230)的相应的先前的同步-辅机，借助于唯一的所述域内同步信息，将关于所述工作节拍和所述时间节拍与工作节拍之间的所述差值的信息相应地转发给所述同步-辅机(218，224，230)的下一个同步-辅机，其中在单个的所述域内同步信息(212)中提供的关于所述工作节拍(216)的信息相应地确定了所述同步-辅机的所述工作节拍，其中所述同步-辅机的所述工作节拍能相应地表示为所述同步-辅机(218，224，230)的系统固有的工作时钟(222)，其中当所述下级域(236)集成在所述上级域中时，所述下级域(236)的所述工作节拍(216)保持不变。2.根据权利要求1所述的方法，其中在将所述下级域(236)集成在所述上级域中时，所述下级域(236)的时间节拍(204)与所述上级域的时间节拍(204)直接同步。3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述工作节拍(216)和时间节拍(204)通过绝对时间规范(220，226，228，232，234)给定。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述下级域(236)的每个单个的所述同步-辅机(218，224，230)可以读取包含在所述域内同步信息(212)中的所述差值(214)，并且可以由所述差值(214)计算出所述同步-辅机的本地系统时间(208)。5.根据权利要求1所述的方法，其中当在所述下级域(236)和另一个下级域(242)之间实现时间节拍同步时，由所述工作节拍(216)和差值(214)计算出所...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗茨约瑟夫·格茨，京特·施泰因德尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：