[发明专利]一种基于工业环网的时间同步系统及其工作方法

权利要求书

1.一种基于工业环网的时间同步系统，包括若干台工作站，其特征在于，还包括：

数据传输网络模块，用于为若干台所述工作站提供网络连接，并设定若干台工作站中的任一台工作站为网络管理控制设备，即主工作站，其它剩余工作站为从工作站，还用于搭建主环路、备环路，主环路从主工作站开始，按照顺时针方向依次连接各个从工作站并最终环形连接返回到所述主工作站，备环路从主工作站开始，按照逆时针方向依次连接各个从工作站并最终环形连接返回到所述主工作站；和

若干个时间计数模块，分别设置在每个工作站中。

2.根据权利要求1所述的一种基于工业环网的时间同步系统，其特征在于，主工作站通过主环路发送时间戳获取命令，并记录下发送命令时的主工作站本地时间；从工作站在收到时间戳获取命令后，以从工作站时间计数模块为参考在指定位置打入时间戳，并通过主环路发送至下一从工作站，该命令遍历所有从工作站后返回主工作站；

主工作站则立刻通过备环路再次发送时间戳获取命令，该命令经历与先前同样的过程后再次回到主工作站，主工作站根据本地时间计数模块及命令中的各时间戳计算出主工作站数据沿主环路发送到每一个从工作站的路径延时；

并将该路径延时及主工作站的当前时间信息沿主环路发送至每一从工作站，从工作站获取信息后更新本地时间计数模块，完成时间同步。

3.根据权利要求1所述的一种基于工业环网的时间同步系统，其特征在于，所述时间计数模块为时间计数器。

4.权利要求1-3任一所述的时间同步系统的工作方法，其特征在于，主工作站周期性或非周期性的重复步骤(1)至步骤(4)实时修正计时误差，步骤(1)至步骤(4)包括：

(1)主工作站沿主环路发送时间戳获取命令，并记录下发送命令时的主工作站本地时间；从工作站在收到时间戳获取命令后，以从工作站时间计数模块为参考在指定位置打入时间戳并通过主环路发送至下一从工作站，该命令遍历所有从工作站后返回主工作站；

(2)主工作站则立刻沿备环路再次发送时间戳获取命令，从工作站在收到时间戳获取命令后，以从工作站时间计数模块为参考在指定位置打入时间戳并通过备环路发送至下一从工作站，该命令遍历所有从工作站后返回主工作站；

(3)主工作站根据本地时间计数模块及命令中的各时间戳，计算出主工作站数据沿主环路发送到每一个从工作站的路径延时；

(4)主工作站将步骤(3)计算出的路径延时及主工作站的当前时间信息沿主环路发送至每一从工作站，从工作站获取后更新本地时间计数模块，完成时间同步。

5.根据权利要求4所述的时间同步系统的工作方法，其特征在于，所述步骤(1)，包括：

A、时间同步系统上电启动后，所有工作站的时间计数模块在本地晶振的驱动下，按照相同的计数方式进行计时；

B、待所有工作站开始工作后，主工作站沿主环路发送时间戳获取命令，同时记录下本地时间计数模块的当前数值Tm1，所述时间戳获取命令包括多个从工作站地址字段以及与各个从工作站地址字段对应的主环路时间戳字段、备环路时间戳字段；

C、从工作站通过主环路获取该时间戳获取命令后，查找该时间戳获取命令中所有的从工作站地址字段，并与本工作站匹配，如果与本工作站地址一致时，则在该从工作站地址字段对应的主环路时间戳字段中写入本工作站时间计数模块的当前数值，并通过主环路将时间戳获取命令转发至下一从工作站，重新执行步骤C直至遍历所有从工作站返回主工作站，否则，直接通过主环路将时间戳获取命令转发至下一从工作站，重新执行步骤C直至遍历所有从工作站返回主工作站。

6.根据权利要求5所述的时间同步系统的工作方法，其特征在于，所述步骤(2)，包括：

D、主工作站沿备环路发送时间戳获取命令；

E、从工作站通过备环路获取该时间戳获取命令后，查找该时间戳获取命令中所有的从工作站地址字段，并与本工作站匹配，如果与本工作站地址一致时，则在该从工作站地址字段对应的备环路时间戳字段中写入本工作站时间计数模块的当前数值，并通过备环路将时间戳获取命令转发至下一从工作站，重新执行步骤E直至遍历所有从工作站返回主工作站，否则，直接通过备环路将时间戳获取命令转发至下一从工作站，重新执行步骤E直至遍历所有从工作站返回主工作站；

F、主工作站记录下本工作站时间计数模块的当前数值Tm2，一次完整的时间戳获取过程就此完成。