在基于以太网的网络中进行时间同步的方法技术

本发明专利技术公开了一种在基于以太网的网络中进行时间同步的方法，所述网络具有至少一个主控网络用户和从属网络用户，所述方法包括用于由所述主控网络用户发送第一电报的步骤，其中所述从属网络用户在所述从属网络用户的本地系统时间的第一接收时间值接收所述第一电报并且存储所述第一接收时间值，用于由所述主控网络用户读取所述第一接收时间值的步骤，用于由所述主控网络用户发送第二电报的步骤，其中所述从属网络用户在所述从属网络用户的所述本地系统时间的第二接收时间值接收所述第二电报并且存储所述第二接收时间值，用于由所述主控网络用户读取所述第二接收时间值的步骤，用于由所述主控网络用户从所述接收时间值来计算所述从属网络用户的所述本地系统时间的速度参数的步骤，以及用于将所述速度参数传输给所述从属网络用户的步骤。给所述从属网络用户的步骤。给所述从属网络用户的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在基于以太网的网络中进行时间同步的方法


[0001]本专利技术涉及一种在基于以太网的网络中进行时间同步的方法。
[0002]本专利申请要求德国专利申请DE 10 2019 125 529.5的优先权，其公开内容通过引用结合在本文中。

技术介绍

[0003]数据网络是现有技术中已知的。根据现有技术的有线数据网络通常基于以太网标准。上位概念“工业以太网”在现有技术中已知为用于将工业制造和自动化技术中的设备互联的以太网数据网络。此类数据网络例如可以基于以太网控制自动化技术(EtherCAT)标准。此类数据网络还可以称为现场总线。
[0004]对于某些控制任务而言必需的是，所有参与此控制任务并且经由现场总线互联的设备都使用相同的时间。在此例如可能要求各个设备的时间应互相偏差最多1μs。为了保证这一点，已知的是，在现场总线中执行循环的时间同步。
[0005]在根据现有技术的具有时间同步的基于以太网的网络中已知的是，在网络的初始化阶段期间执行多达数千个同步步骤，以便在调节意义上使网络的各个用户的计时器的行进速度匹配于预先给定的参考值。
[0006]US 2017/0346588 A1描述了一种用于对网络用户的时钟进行同步的方法，这些网络用户分别具有至少一个时钟。借助于多个同步消息来进行同步。
[0007]US 2017/0195109 A1描述了一种用于时钟同步的方法，其中基于所测量的传输时间和接收时间来获取时钟偏移。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种在基于以太网的网络中进行时间同步的方法。这个目的通过一种具有独立权利要求特征的方法来实现。在从属权利要求中给出了不同的改进方案。
[0009]本专利技术公开了一种在基于以太网的网络中进行时间同步的方法，所述网络具有至少一个主控网络用户和从属网络用户，所述方法包括用于由所述主控网络用户发送第一电报的步骤，其中所述从属网络用户在所述从属网络用户的本地系统时间的第一接收时间值接收所述第一电报并且存储所述第一接收时间值，用于由所述主控网络用户读取所述第一接收时间值的步骤，用于由所述主控网络用户发送第二电报的步骤，其中所述从属网络用户在所述从属网络用户的所述本地系统时间的第二接收时间值接收所述第二电报并且存储所述第二接收时间值，用于由所述主控网络用户读取所述第二接收时间值的步骤，用于由所述主控网络用户从所述接收时间值来计算所述从属网络用户的所述本地系统时间的速度参数的步骤，以及用于将所述速度参数传输给所述从属网络用户的步骤。
[0010]这种方法有利地允许直接测量从属网络用户的本地系统时间的行进偏差并且由此直接地且非常准确地适配从属网络用户的本地系统时间的行进速度。所述方法由此可以
有利地实现非常快速地校正从属网络用户的本地系统时间的行进偏差。
[0011]在所述方法的一个实施方式中，所述网络具有参考计时器。在此所述参考计时器在所述参考计时器的本地系统时间的第一参考时间值接收所述第一电报并且存储所述第一参考时间值。所述第一参考时间值被所述主控网络用户读取。所述参考计时器在所述参考计时器的所述本地系统时间的第二参考时间值接收所述第二电报并且存储所述第二参考时间值。所述第二参考时间值也被所述主控网络用户读取。随后从所述第一接收时间值和所述第二接收时间值以及所述第一参考时间值和所述第二参考时间值来计算所述速度参数。如果所述接收时间值比所述参考时间值互相相差更多，则从属网络用户的本地系统时间运行过快。如果接收时间值之差小于参考时间值之差，则从属网络用户的本地系统时间运行过慢。例如网络的从属网络用户、尤其例如网络中的第一从属网络用户可以作为网络的参考计时器起作用。
[0012]在所述方法的另一个实施方式中，所述主控网络用户在所述主控网络用户的系统时间的第一参考时间值发送所述第一电报。所述主控网络用户在所述主控网络用户的所述系统时间的第二参考时间值发送所述第二电报。在此，从所述接收时间值和所述参考时间值来计算所述速度参数。在这个实施方式中，所述主控网络用户自身作为网络的参考计时器起作用。
[0013]在所述方法的一个实施方式中，所述主控网络用户以所述第一参考时间值与所述第二参考时间值之差来计算参考时间差并且以所述第一接收时间值与所述第二接收时间值之差来计算接收时间差。在此，所述主控网络用户从所述参考时间差和所述接收时间差来计算所述速度参数。有利地，通过对比所述参考时间差与所述接收时间差，不仅可以确定所述从属网络用户的本地系统时间运行过快还是过慢。而且还可以直接计算，所述本地系统时间的行进速度与所希望的额定值偏差的倍数。这样可以有利地实现直接且非常准确地校正从属网络用户的本地系统时间的行进速度。
[0014]在所述方法的一个实施方式中，所述网络具有另外的从属网络用户。所述另外的从属网络用户在所述另外的从属网络用户的本地系统时间的另外的第一接收时间值接收所述第一电报并且存储所述另外的第一接收时间值。所述另外的第一接收时间值被所述主控网络用户读取。所述另外的从属网络用户在所述另外的从属网络用户的本地系统时间的另外的第二接收时间值接收所述第二电报并且存储所述另外的第二接收时间值。所述另外的第二接收时间值也被所述主控网络用户读取。然后所述主控网络用户从所述另外的接收时间值来计算所述另外的从属网络用户的所述本地系统时间的另外的速度参数，并且将所述另外的速度参数传输给所述另外的从属网络用户。所述方法由此还可以有利地实现校正所述另外的从属网络用户的本地系统时间的行进速度。以类似的方式，还可以对于网络的大量另外的从属网络用户来执行所述方法。一个特别的优点在于，通过所述第一电报和所述第二电报可以对于大量的从属网络用户共同地启动对相应的第一接收时间值和第二接收时间值的记录。由此可以有利地特别快速且特别低耗费地执行所述方法。
[0015]在所述方法的一个实施方式中，所述第二电报在所述第一电报之后0.1秒与10秒之间被发送，优选在所述第一电报之后0.2秒与5秒之间被发送。由此有利地确保，所述从属网络用户的本地系统时间的实际的行进偏差足够大地影响所述第一接收时间值与所述第二接收时间值之间的时间差，以便能够准确地校正所述从属网络用户的本地系统时间的行
进速度。同时，在此方法中，在发送所述第一电报与发送所述第二电报之间经过的时间足够短，以便能够实现网络的快速初始化。
[0016]在所述方法的一个实施方式中，通过由所述主控网络用户发送第一读取电报来进行读取所述第一接收时间值。通过由所述主控网络用户发送第二读取电报来进行读取所述第二接收时间值。如果网络包括多个参与所述方法的从属网络用户，则多个从属网络用户的第一接收时间值可以与所述第一读取电报共同被读取，这有利地实现了所述方法的特别快速的执行。这对应地适用于所述多个从属网络用户的第二接收时间值。但是还可能的是，用分别自身的读取电报来读取所有从属网络用户的接收时间值。
[0017]在所述方法的一个实施方式中，通过由所述主控网络用户发送传输电报来进行传输所述速度参数。如果网本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在基于以太网的网络(10)中进行时间同步的方法，其中所述网络(10)具有至少一个主控网络用户(100)和从属网络用户(200、201)，其中该方法包括以下步骤：
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由所述主控网络用户(100)发送第一电报(410)，其中所述从属网络用户(200、201)在所述从属网络用户(200、201)的本地系统时间(210)的第一接收时间值(511)接收所述第一电报(410)并且存储所述第一接收时间值(511)；
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由所述主控网络用户(100)读取所述第一接收时间值(511)；
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由所述主控网络用户(100)发送第二电报(420)，其中所述从属网络用户(200、201)在所述从属网络用户(200、201)的所述本地系统时间(210)的第二接收时间值(512)接收所述第二电报(420)并且存储所述第二接收时间值(512)；
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由所述主控网络用户(100)读取所述第二接收时间值(512)；
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由所述主控网络用户(100)使用所述第一接收时间值(511)和所述第二接收时间值(512)来计算所述从属网络用户(200、201)的所述本地系统时间(210)的速度参数(230)；
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将所述速度参数(230)传输给所述从属网络用户(200、201)。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述网络(10)具有参考计时器(300)，其中所述参考计时器(300)在所述参考计时器(300)的本地系统时间(210)的第一参考时间值(531)接收所述第一电报(410)并且存储所述第一参考时间值(531)，其中所述第一参考时间值(531)被所述主控网络用户(100)读取，其中所述参考计时器(300)在所述参考计时器(300)的所述本地系统时间(210)的第二参考时间值(532)接收所述第二电报(420)并且存储所述第二参考时间值(532)，其中所述第二参考时间值(532)被所述主控网络用户(100)读取，其中由所述接收时间值(511、512)和所述参考时间值(531、532)来计算所述速度参数(230)。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述主控网络用户(100)在所述主控网络用户(100)的系统时间(110)的第一参考时间值(531)发送所述第一电报(410)，其中所述主控网络用户(100)在所述主控网络用户(100)的所述系统时间(110)的第二参考时间值(532)发送所述第二电报(420)，其中由所述接收时间值(511、512)和所述参考时间值(531、532)来...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍尔格，
申请(专利权)人：倍福自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：