DE19739996C2

DE19739996C2 - Time synchronization device

Info

Publication number: DE19739996C2
Application number: DE19739996A
Authority: DE
Inventors: Bruno Dipl Ing Kraus
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 1999-04-08
Anticipated expiration: 2017-09-12
Also published as: DE19739996A1; EP0877306A3; PT877306E; EP0877306B1; ATE423996T1; EP0877306A2; ES2320284T3; DE59814346D1

Abstract

The time synchronization arrangement comprises a clock, by which it synchronizes at least two installation devices or electronic building installation or office arrangements, time-wise through synchronization signals adjusted individually to the device or arrangements. The time synchronization arrangement is configured for the output of the adjusted synchronization signals for the installation devices or electronic building installation or office arrangements through corresponding parameters. The arrangement comprises preferably a programmable micro-chip, is integrated in a casing, and is adjusted to the correct time by an external signal, preferably a radio signal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zeitsynchronisationseinrichtung für industrielle Anlagen, Gebäudeleitsysteme oder vernetzte Bürosysteme.The invention relates to a time synchronization device for industrial plants, building management systems or networked Office systems.

In verteilten Systemen, wie industriellen Anlagen, Versor gungs- oder Kommunikationseinrichtungen in Gebäuden oder Bü roeinrichtungen ist für bestimmte Prozesse oder zur Fehler diagnose eine zeitliche Synchronisation einzelner Anlagentei le oder Einrichtungen wichtig. Bei vernetzen Anlagen wird deshalb z. B. ein Zeitstempel über ein Netzwerk mit übertra gen. Bei nicht vernetzten Anlagenteilen werden diese mittels je eines separaten Moduls, das z. B. als Einsteckkarte in ei ner speicherprogrammierbaren Steuerung ausgebildet sein kann, synchronisiert. Diese Hardwarekonfiguration ist jedoch sehr aufwendig und teuer.In distributed systems, such as industrial plants, utilities supply or communication facilities in buildings or offices ro facilities is for certain processes or for errors diagnose a time synchronization of individual plant parts le or facilities important. With networked systems therefore z. B. a timestamp over a network with trans In the case of non-networked system parts, these are each of a separate module that z. B. as a plug-in card in egg a programmable logic controller can be designed, synchronized. However, this hardware configuration is very complex and expensive.

Aus der DE 296 01 332 U1 ist eine Nebenuhrenanlage bekannt, die aus einer zentralen Steuereinheit für die gleichzeitige Ansteuerung mehrerer analoger Nebenuhren vorgesehen ist. Da bei wird ein Datenleitungssystem zur Übermittlung der Zeit information verwendet, wobei die Nebenuhren jeweils einen Mi kroprozessor zur Datendecodierung und Funktionssteuerung auf weisen. Weiterhin ist aus der DE 43 19 377 C2 eine Einrich tung zur dezentralen Messung und/oder Überwachung und/oder Steuerung an einem Hochspannungsschaltgerät bekannt, bei der eine Antenne zum Empfang von Realzeitangaben in Form von se riellen Funktelegrammen einer Zentraluhr vorhanden sind. Da bei ist an der Antenne ein Zeitcodeleser mit einem Licht sender angeschlossen, der über einen Lichtleiter an einen op tisch-elektrischen Wandler angeschlossen ist, der mit einer Anordnung zum Führen und/oder Synchronisieren einer Echtzeit uhr verbunden ist. Bei diesem Stand der Technik erfolgt eine Synchronisation entsprechend vorgegebener Bearbeitungsvor schriften.A slave clock system is known from DE 296 01 332 U1, which from a central control unit for simultaneous Control of several analog slave clocks is provided. There at is a data line system for transmitting the time information used, the slave clocks each a Mi microprocessor for data decoding and function control point. Furthermore, DE 43 19 377 C2 is a device device for decentralized measurement and / or monitoring and / or Control on a high-voltage switching device known in the an antenna for receiving real-time information in the form of se rial radio telegrams of a central clock are available. There at is a time code reader with a light on the antenna transmitter connected to an op table-electrical converter is connected with a Arrangement for guiding and / or synchronizing a real time clock is connected. In this state of the art there is a Synchronization according to predefined processing steps writings.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine gegenüber be kannten Synchronisationseinrichtungen kostengünstigere Syn chronisationseinrichtung anzugeben.In contrast, it is an object of the invention to be a knew synchronization devices cheaper Syn specify chronization facility.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Zeitsynchronisa tionseinrichtung entsprechend Anspruch 1 gelöst.The object is achieved by a time synchronization tion device according to claim 1 solved.

Durch die Erfindung ist eine Zeitsynchronisationseinrichtung geschaffen, die mehrere Anlagenteile synchronisieren kann, wobei die Anpassung an die entsprechenden Anlagenteile durch eine entsprechende Parametrierung am Gehäuse der Zeitsynchro nisationseinrichtung, das ein Bedienmodul für die Eingabe der Parametrierungsparameter aufweist, erfolgt. Somit kann an stelle einer individuellen Hardwareausführung für jede Anlage eine Standard-Zeitsynchronisationseinrichtung eingesetzt wer den, bei der lediglich eingebbare Parameter an die spezielle Anlage, in der die Zeitsynchronisationseinrichtung eingesetzt wird, angepaßt werden. Eine derartige Zeitsynchronisations einrichtung ist deutlich kostengünstiger als die bekannten Zeitsynchronisationseinrichtungen.The invention is a time synchronization device created that can synchronize several system parts, whereby the adaptation to the corresponding plant parts by a corresponding parameterization on the housing of the time synchro nization device, which is an operating module for entering the Has parameterization parameters takes place. Thus, on place an individual hardware version for each system a standard time synchronization device used who the one in which only parameters that can be entered are sent to the special System in which the time synchronization device is used will be adjusted. Such a time synchronization furnishing is significantly cheaper than the known ones Time synchronization devices.

In konkreter Realisierung der Erfindung ist der programmier bare Mikrochip ein EEPROM, auf dem anzupassende Strukturen der Zeitsynchronisationseinrichtung implementiert sind, und auf dem die anzupassenden Parameter eingestellt werden. Dies ist eine besonders vorteilhafte und kostengünstige Ausführung der erfindungsgemäßen Zeitsynchronisationseinrichtung.In a concrete implementation of the invention is the programming bare microchip an EEPROM on which to adapt structures the time synchronization device are implemented, and on which the parameters to be adjusted are set. This is a particularly advantageous and inexpensive version the time synchronization device according to the invention.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Zeit synchronisationseinrichtung eine Uhr auf, die über ein exter nes Signal, insbesondere ein Funksignal, auf die korrekte Uhrzeit eingestellt wird.In an advantageous embodiment of the invention, time shows synchronization device a clock on an external signal, especially a radio signal, to the correct one Time is set.

Weitere Vorteile und erfinderische Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, anhand der Zeichnungen und in Verbindung mit den Unteransprü chen. Im einzelnen zeigen:Further advantages and inventive details emerge from the following description of exemplary embodiments, based on the drawings and in connection with the dependent claims chen. In detail show:

Fig. 1 Den Einsatz einer erfindungsgemäßen Zeitsynchroni sationseinrichtung in einer Anlagenstruktur, Fig. 1 The use of a Zeitsynchroni invention sationseinrichtung in a complex structure,

Fig. 2 eine vorteilhafte Struktur einer erfindungsgemäßen Zeitsynchronisationseinrichtung, Fig. 2 shows an advantageous structure of a time synchronizing device according to the invention,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für eine programmierbare Ausgangsschnittstelle einer erfindungsgemäßen Zeit synchronisationseinrichtung. Fig. 3 shows an embodiment of a programmable output interface of a time synchronization device according to the invention.

Fig. 1 zeigt den Einsatz einer erfindungsgemäßen Zeitsyn chronisationseinrichtung 1 in einer Anlagenstruktur. Dabei kann es sich um eine industrielle Anlage, ein Gebäudeleitsy stem oder ein vernetztes Bürosystem handeln. Fig. 1 shows the use of a time synchronization device 1 according to the invention in a system structure. This can be an industrial plant, a building management system or a networked office system.

Die Anlagenstruktur weist vernetzte Anlagenteile 4, 5, 6 so wie nichtvernetzte Anlagenteile 8 und 9 auf. Die vernetzten Anlagenteile 4, 5 und 6 sind über ein Netzwerk 7, z. B. ein LAN, datentechnisch mit der Zeitsynchronisationseinrichtung 1 verbunden. Die nichtvernetzten Anlagenteile 8 und 9 sind über entsprechende Datenleitungen bzw. Verbindungen 10 und 11 mit der Zeitsynchronisationseinrichtung 1 verbunden. Die Zeitsyn chronisationseinrichtung 1 sendet über die Kommunikationsver bindungen 7, 10 und 11 ein zeitsynchrones Signal an die ein zelnen Anlagenteile 4, 5, 6, 8 und 9, z. B. in Form von Im pulsfolgen oder in einem Telegramm codiert. Anlagenteile kön nen dabei auch PC's 4 oder speicherprogrammierbare Steuerun gen 5 sein.The system structure has networked system parts 4 , 5 , 6 and non-networked system parts 8 and 9 . The networked system parts 4 , 5 and 6 are connected via a network 7 , e.g. B. a LAN, data technology connected to the time synchronization device 1 . The non-networked system parts 8 and 9 are connected to the time synchronization device 1 via corresponding data lines or connections 10 and 11 . The Zeitsyn chronization device 1 sends connections 7 , 10 and 11 over the Kommunikationver a time-synchronous signal to the individual system parts 4 , 5 , 6 , 8 and 9 , z. B. in the form of pulse sequences or encoded in a telegram. System components can also be PCs 4 or programmable logic controllers 5 .

In vorteilhafter Ausgestaltung erhält die Zeitsynchronisati onseinrichtung 1 von einer übergeordneten Uhr 2 über eine, vorteilhafterweise drahtlose, Kommunikationsverbindung 3 Wer te über die exakte Uhrzeit, d. h. über die tatsächliche Zeit. Die übergeordnete Uhr 2 kann z. B. ein Zeitzeichensender, z. B. der Zeitzeichensender DCF 77, oder ein GPS-Satellit sein. Der Empfänger für das drahtlose Signal 3 kann entweder in der Zeitsynchronisationseinrichtung 1 integriert sein oder ihr als externes Gerät zugeordnet werden. Die zeitliche Synchro nisation der Zeitsynchronisationseinrichtung 1 mit der über geordnetem Uhr 2 ist besonders dann von Vorteil, wenn in ei ner großen Anlage mehrere erfindungsgemäße Zeitsynchronisati onseinrichtungen 1 eingesetzt werden.In an advantageous embodiment, the time synchronization device 1 receives from a higher-level clock 2 via a, advantageously wireless, communication link 3 values via the exact time, ie, the actual time. The parent clock 2 can e.g. B. a time signal transmitter, e.g. B. the time signal transmitter DCF 77 , or a GPS satellite. The receiver for the wireless signal 3 can either be integrated in the time synchronization device 1 or assigned to it as an external device. The temporal synchronization of the time synchronization device 1 with the higher-level clock 2 is particularly advantageous if several time synchronization devices 1 according to the invention are used in a large system.

Fig. 2 zeigt einen vorteilhaften Aufbau einer erfindungsge mäßen Zeitsynchronisationseinrichtung. Diese weist vorteil hafterweise ein Bedienmodul 50 mit einer Tastatur 51 und ei nem Display 52 auf. Die Tastatur 51 ist vorteilhafterweise als Folientastatur ausgebildet. Das Display 52 ist vorteil hafterweise als LC-Display ausgebildet. Die erfindungsgemäße Zeitsynchronisationseinrichtung weist ferner in vorteilhafter Ausgestaltung ein Prozessormodul 53 sowie ein Ein- und Ausga bemodul 54 auf. Das Ein- und Ausgabemodul 54 weist parame trierbare Eingänge 56 sowie parametrierbare Ausgänge 57 auf. Die Parametrierung der parametrierbaren Eingänge 56 bzw. der parametrierbaren Ausgänge 57 erfolgt über das Bedienmodul 50. Das Prozessormodul 53 weist vorteilhafterweise eine Netz werksschnittstelle 55 auf. Fig. 2 shows an advantageous structure of a time synchronization device according to the invention. This advantageously has an operating module 50 with a keyboard 51 and egg nem 52 . The keyboard 51 is advantageously designed as a membrane keyboard. The display 52 is advantageously designed as an LC display. The time synchronization device according to the invention also has an advantageous embodiment of a processor module 53 and an input and output module 54 . The input and output module 54 has parameterizable inputs 56 and parameterizable outputs 57 . The parameterizable inputs 56 or the parameterizable outputs 57 are parameterized via the operating module 50 . The processor module 53 advantageously has a network interface 55 .

Fig. 3 zeigt eine beispielhafte und vorteilhafte Ausgestal tung des Ein- und Ausgabemoduls aus Fig. 2 in Bezug auf die Schnittstelle für die Ausgänge. Das Prozessormodul 53 in Fig. 2 stellt ein Zeitsignal in Form einer Impulsfolge 25, 27, 29 oder eines Telegramms 26, 28, 30 bereit. Die Auswahl zwi schen Impulsfolge 25, 27, 29 und Telegramm 26, 28, 30 erfolgt mittels Wahlschalter 22, 23, 24. Die Ausgänge der Wahlschal ter 22, 23, 24 sind mit Umsetzern 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, die in beispielhafter Ausgestaltung als TTL/RS 232- Umsetzer 31, 36, TTL/RS 485-Umsetzer 32, 37, TTL/TTY-Umsetzer 33, 35, 38 oder als TTL/Pegel-Umsetzer 34 ausgebildet sind. Die Auswahl der gewünschten Umsetzer erfolgt vorteilhafter weise über weitere Schalterelemente 39 und 40. Die Parame trierung der Ausgänge 41, 42 und 43 erfolgt über die Stellung der Schalter 22, 23, 24, 39 und 40. In beispielhafter Ausge staltung weist ein Gerät z. B. 4 Ausgänge entsprechend dem Ausgang 41, 2 Ausgänge entsprechend dem Ausgang 42 sowie 2 weitere Ausgänge entsprechend dem Ausgang 43 auf. FIG. 3 shows an exemplary and advantageous embodiment of the input and output module from FIG. 2 in relation to the interface for the outputs. The processor module 53 in FIG. 2 provides a time signal in the form of a pulse train 25 , 27 , 29 or a telegram 26 , 28 , 30 . The choice between pulse train 25 , 27 , 29 and telegram 26 , 28 , 30 is made using selector switches 22 , 23 , 24 . The outputs of the selector switch 22 , 23 , 24 are with converters 31 , 32 , 33 , 34 , 35 , 36 , 37 , 38 , which in an exemplary embodiment as TTL / RS 232 converters 31 , 36 , TTL / RS 485 converters 32 , 37 , TTL / TTY converter 33 , 35 , 38 or as a TTL / level converter 34 are formed. The desired converters are advantageously selected via further switch elements 39 and 40 . The parameterization of the outputs 41 , 42 and 43 takes place via the position of the switches 22 , 23 , 24 , 39 and 40 . In exemplary embodiment, a device z. B. 4 outputs corresponding to output 41 , 2 outputs corresponding to output 42 and 2 further outputs corresponding to output 43 .

Die Struktur gemäß Fig. 3 ist vorteilhafterweise auf einem programmierbaren Mikrochip, insbesondere einem EEPROM, imple mentiert. Auf dem programmierbaren Mikrochip sind über das in Fig. 2 gezeigte Bedienmodul 50 die Stellungen der Schalter 22, 23, 24, 39, 40 einstellbar. Während bei bekannten Lösun gen die für eine bestimmte Anlage notwendigen Ausgänge einer Zeitsynchronisationseinrichtung durch zusätzlichen Hardware aufwand, z. B. in Form von Einsteckkarten in eine speicher programmierbare Steuerung erfolgt, ermöglicht die erfindungs gemäße Zeitsynchronisationseinrichtung die Anpassung an eine bestimmte Anlage durch Parametrierung der Stellung der Schal ter 22, 23, 24, 39, 40. Auf diese Weise lassen sich die Ko sten für eine derartige Zeitsynchronisationseinrichtung als auch die Kosten für die Installation einer derartigen Zeit synchronisationseinrichtung deutlich verringern. Bei beson ders komplexen Anlagen kann vorgesehen werden, mehrere erfin dungsgemäße Zeitsynchronisationseinrichtungen einzusetzen, um die notwendige Anzahl von Ausgängen zu erhalten.The structure according to FIG. 3 is advantageously implemented on a programmable microchip, in particular an EEPROM. The positions of the switches 22 , 23 , 24 , 39 , 40 can be set on the programmable microchip via the operating module 50 shown in FIG. 2. While in known solutions, the outputs of a time synchronization device required for a specific system by additional hardware, z. B. in the form of plug-in cards in a programmable logic controller, the time synchronization device according to the Invention allows adaptation to a specific system by parameterizing the position of the switch ter 22 , 23 , 24 , 39 , 40th In this way, the costs for such a time synchronization device and the costs for installing such a time synchronization device can be significantly reduced. In particularly complex systems, it can be provided that several time synchronization devices according to the invention are used in order to obtain the necessary number of outputs.

Claims

Gen 1. Time synchronizing device (1) for industrial Appendices, building control systems or networked office systems, wherein the time synchronization device (1) share at least two systems (4, 5, 6, 8, 9) and parts or electronic building control or office devices in time by individually to the plants ( 4 , 5 , 6 , 8 , 9 ) or electronic building management or office equipment adapted synchronization signals is designed synchronizing, characterized by a programmable microchip in a housing ( 1 ) with an operating module ( 50 ) with the means for parameterization for the purpose of outputting the adapted Synchronization signals for the system parts ( 4 , 5 , 6 , 8 , 9 ) or electronic building management or office equipment can be activated.

2. Time synchronization device according to claim 1, characterized in that a clock is present before, which is set to the correct time via an external signal, in particular a radio signal ( 3 ).