[发明专利]测定通信网络中的频率偏差的位置的方法和设备

说明书

例如在PROFINET标准或精密透明时钟协议上进行构造地，在每个网络节点中检查是否存在与相邻的相邻节点的突出的同步偏差，或者网络节点连同相邻节点是否显示出相对于参考时钟的突出的同步偏差。在前者情况下推断出网络节点的频率偏差，在后者情况下推断出参考时钟的频率偏差。这样，在通信网络中的强烈的频率偏差可以直接被识别出并且被测定位置。造成频率偏差的外部干扰可以归因于系统故障或者到通信网络中的侵入。准确地测定所涉及的网络节点的位置辅助对系统故障或者侵入的迅速的确定和克服。

技术领域

在多个技术领域中，通信网络被用于分散地控制工作流程。尤其是在工业自动化设备中特别重要的是使自动化的工作过程彼此准确地相协调。这通过如下方式被实现：通信网络中的各个彼此进行通信的网络节点分别具有内部时钟并且为了使所有内部时钟同步而传输同步消息。在这种情况下，相应的网络节点的内部时钟以相对应的节点时控频率（Knotentaktfrequenz）工作，所述相对应的节点时控频率对于各个网络节点来说必要时可以是不同的。时钟的同步基于预先给定的参考时钟（英文名称：“Grandmaster Clock（最高级时钟）”）或其参考时控频率来进行，其中同步消息根据参考时控频率被传输。这意味着，同步消息以按照参考时控频率的固定的时控间距被传送。各个在通信网络中被传输的同步消息包含参考时钟的时控计数状态（Taktzaehlzustand）。每个网络节点针对自身需求更新该时控计数状态，其方式是该网络节点估计在前面的网络节点中发出同步消息与在相应的网络节点中接收同步消息之间的参考时钟时控的数目（英文名称：“line delay（线延迟）”）。此外，每个网络节点都还针对紧接着的节点更新该时控计数状态，其方式是该网络节点也估计在它接收同步消息与它发出同步消息之间的参考时钟时控的数目（英文名称：“bridge delay（桥延迟）”）。此外，该估计通常还通过如下方式进行：在参考时控频率与相应的网络节点的节点时控频率之间的时控比（在英文中也称作“Rate CompensationFactor（速率补偿因子）”（RCF））被估计。接着，利用被估计的时控比可以在每个所希望的时间区间（Zeitspanne）内执行将节点时控频率的时控的数目换算到参考时控频率的相对应的数目。由此，例如可以执行将在前面的网络节点处发出同步消息与在相应的网络节点处发出同步消息之间的（以节点时控频率的时控被测量的）时间区间换算到参考时控频率的时控。接着，由其得出的时控数目被加到所接收到的同步消息的时控并且相对应地被更新的同步消息又由相对应的网络节点发出。

背景技术

根据现有技术，在工业自动化技术领域中，标准IEC 61158类型10（称为PROFINET）是公知的，其中涉及满足工业规定的以太网。该PROFINET标准根据上面所陈述的原理工作，据此，在网络节点中，在同步消息中的时控计数状态被更新。基于PROFINET的系统通常将按照IEC 61158类型10 PTCP的精密透明时钟协议（Precision Transparent ClockProtocol，PTCP）用于使网络节点的内部时钟同步，所述精密透明时钟协议也在标准IEEE1588 V2中作为规范（Profil）被参考。

该精密透明时钟协议根据上面所陈述的原理更新了同步消息的时控计数状态。按照该标准，同步消息按逻辑顺序或者以树状结构相继地从一个网络节点被传输到紧接着的网络节点。同步消息来自参考节点或主元件，所述主元件是在该序列中或在树状结构中的第一元件。如果同步消息已经被传输，那么同步消息最初包含参考节点中的参考时钟的计数器的时间戳（Zeitstempel）。在该序列或树状结构中的网络节点（也称为从节点（Slave））处理该信息并且将其转发。在这种情况下，网络节点将在由前面的网络节点发出同步消息到其自身发出同步消息之间的所有被估计的时间延迟添加为同步消息的内容。