CN100468260C - 实现工作主站和备用主站记录同步的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现工作主站和备用主站记录同步的方法，包括步骤：事件顺序SOE工作主站每隔一段时间向SOE备用主站发送硬件同步脉冲信号；SOE工作主站将硬件同步脉冲信号所产生时的绝对时间发送给SOE备用主站；SOE备用主站计算其接收硬件同步脉冲信号的时间T1’与硬件同步脉冲信号所产生时的绝对时间T1之差Δt；SOE备用主站对该时间差Δt进行判断，当时间差Δt的绝对值是否超过一定范围τ时进行时间补偿操作；SOE工作主站将从SOE从站获取的SOE原始记录发送给SOE备用主站。本发明可以实现SOE工作主站与SOE备用主站的SOE记录同步，实现SOE备用主站对SOE工作主站上的SOE记录的冗余功能。

Description

实现工作主站和备用主站记录同步的方法

技术领域

本发明涉及设备的过程控制技术领域，特别是涉及一种实现事件顺序(Sequence Of Event，SOE)工作主站和备用主站的SOE记录同步的方法。

背景技术

在工业控制系统中，经常需要对各种设备的运行状态进行检测，并对各种设备的运行状态变化情况及变化时间进行记录，系统维护人员通过对各种变化发生的原因及造成的影响进行分析，以求更好地维护各种设备的正常运行。在这里需要说明的是，对各种设备运行状态变化情况及变化时间的记录即为本领域技术人员公知的事件顺序SOE记录，设备运行状态的情况变化及变化的时间称为SOE事件，例如某开关在XX时XX分XX秒XX毫秒发生什么类型的故障的记录。

为了提高工业控制系统的可靠性，一般情况下，SOE记录的时间分辨率要求达到毫秒级，此外，系统不仅要求SOE记录在记录时间上要精确，而且还要求保持SOE记录在数据内容上的完整性。

当前，冗余技术被广泛地运用于工业控制系统中，通过对SOE记录的冗余，保证系统的SOE记录数据内容的完整性，从而有效地提高工业控制系统的可靠性。

用于进行SOE记录冗余的系统(简称为SOE系统)通常包括SOE主站、SOE从站等组成部分，相应地通常进行的冗余类型包括：SOE从站记录的冗余、SOE主站记录的冗余等。在整个SOE系统中，SOE主站处于中心的地位，SOE主站既负责时间同步，又负责SOE记录的读取和处理，有些SOE系统中的SOE主站甚至还具有实现控制算法的功能，因此，对SOE主站上的SOE记录进行冗余至关重要。

传统的SOE主站是不作为冗余配置的，不具有冗余用的SOE备用主站，在SOE系统中可能会有多台SOE主站，但是每台SOE主站只是单独负责同步SOE从站的记录以及与SOE从站进行数据通讯，并没有由两台SOE主站一起来负责同步SOE从站的记录以及与SOE从站进行数据通讯。

目前出现的由两台SOE主站一起来负责同步SOE从站记录和与SOE从站进行数据通讯的SOE系统，一般借助外置的时钟同步服务器为两个SOE主站提供统一的时钟信号A作为基准时间，以对SOE记录进行冗余。例如在申请号为200510095427.5，名称为“一种多事件顺序记录与测试系统”的专利申请中公开了一种SOE系统，该系统中，各个SOE子站以上一层网络的主站计算机发送的时钟信号A作为基准时间，以对SOE事件进行记录，在这里，上一层网络的主站计算机起到时钟同步服务器的作用。但是一旦上一层网络的主站计算机出现故障，以至于没有发送时钟信号A，那么这些SOE子站将不能得到一致的时钟信号A，从而这些SOE子站进行SOE事件记录的绝对时间无法基于同一个绝对时间基准获得，于是，SOE系统对SOE事件的记录将出现错误，严重影响到系统维护人员对系统运行状态的分析与维护。

发明内容

有鉴于此，本发明解决的问题是提供一种实现工作主站和备用主站记录同步的方法，该方法可以实现SOE工作主站与SOE备用主站的SOE记录同步，即使在没有时钟同步服务器作用的情况下，仍然可以保证SOE工作主站与SOE备用主站进行SOE记录的绝对时间同步，进而实现SOE工作主站与SOE备用主站之间SOE记录的时间同步和数据内容同步。

本发明提供了一种实现工作主站和备用主站记录同步的方法，包括以下步骤：

事件顺序SOE工作主站每隔一段时间向SOE备用主站发送硬件同步脉冲信号；

SOE工作主站将硬件同步脉冲信号所产生时的绝对时间发送给SOE备用主站；

SOE备用主站计算其接收硬件同步脉冲信号的时间T1’与硬件同步脉冲信号所产生时的绝对时间T1之差Δt；

SOE备用主站对该时间差Δt进行判断，当时间差Δt的绝对值超过一定范围τ时进行时间补偿操作；

SOE工作主站将从SOE从站获取的SOE原始记录发送给SOE备用主站。

优选地，所述时间补偿操作具体为：

SOE备用主站进入临界段；

SOE备用主站从其内部时钟取得当前时间值t；SOE备用主站将当前时间t和时间差Δt之和更新到其内部时钟；

SOE备用主站退出临界段。

优选地，所述临界段为动作不允许被中断的状态。

优选地，所述一定范围τ的大小根据用户对SOE时间精度的要求而设定。

优选地，SOE主站通过与SOE备用主站之间的冗余数据通道将从SOE从站获取的SOE原始记录发送给SOE备用主站。

优选地，其特征在于，还包括步骤：在一个同步周期内，SOE工作主站将当前同步号发送给SOE备用主站，SOE备用主站将其自身的同步号调整为与SOE工作主站一致。

优选地，还包括执行冗余切换操作，具体为：

获取SOE工作主站和SOE备用主站运行情况的诊断信息；

每隔一段时间，SOE工作主站和SOE备用主站中任意一方向另一方发送诊断信息；

比较SOE工作主站和SOE备用主站运行情况的诊断信息，当SOE工作主站运行情况的诊断信息显示的故障情况比SOE备用主站严重时，维持该SOE工作主站不变，否则，SOE工作主站和SOE备用主站进行切换。

本发明提供了一种实现工作主站和备用主站记录同步的方法，包括以下步骤：

SOE工作主站与SOE备用主站在同一时刻递增同步号；

在一个同步周期内，SOE工作主站将其当前同步号及其对应的绝对时间基准发送给SOE备用主站；

根据SOE工作主站发送的同步号及其对应的绝对时间基准，SOE备用主站将其自身的同步号和对步号对应的绝对时间基准调整为与SOE工作主站一致；

SOE工作主站将从SOE从站获取的SOE原始记录发送给SOE备用主站。

优选地，SOE工作主站与SOE备用主站在同一时刻递增同步号具体为：SOE工作主站在向SOE从站发送硬件同步脉冲的同时递增同步号。

优选地，所述一个同步周期为SOE工作主站发出的相邻两个硬件同步脉冲信号的时间间隔。

优选地，SOE工作主站通过与SOE备用主站之间的冗余数据通道将从SOE从站获取的SOE原始记录发送给SOE备用主站。

优选地，还包括执行冗余切换操作，具体为：

获取SOE工作主站和SOE备用主站运行情况的诊断信息；

每隔一段时间，SOE工作主站和SOE备用主站中任意一方向另一方发送诊断信息；

比较SOE工作主站和SOE备用主站运行情况的诊断信息，当SOE工作主站运行情况的诊断信息显示的故障情况比SOE备用主站严重时，维持该SOE工作主站不变，否则，SOE工作主站和SOE备用主站进行切换。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

通过本发明，通过对SOE备用主站的时间补偿，使其内部时钟与SOE工作主站的内部时钟一致，使SOE工作主站与SOE备用主站的绝对时间始终保持一致，进而实现SOE工作主站和SOE备用主站进行SOE记录的时间同步，并通过SOE工作主站与SOE备用主站间的通讯使两个主站SOE原始记录内容相同，从而通过本发明可以实现SOE工作主站与SOE备用主站的SOE记录完全一致，实现SOE备用主站对SOE工作主站上的SOE记录的冗余功能。

附图说明

图1为包含两个SOE主站的一种SOE系统的结构示意图；

图2为SOE工作主站、SOE备用主站、SOE从站之间传输SOE记录的时序示意图；

图3为本发明提供的一种实现SOE主站与SOE从站的SOE记录的绝对时间同步的方法；

图4为SOE主站与SOE从站的时序同步示意图；

图5为本发明提供的一种实现SOE工作主站与SOE备用主站记录同步的方法实施例一的流程图；

图6为图4中具体时间补偿操作的流程图；

图7为SOE工作主站与SOE备用主站之间的时间同步时序示意图；

图8为本发明提供的一种实现SOE工作主站和SOE备用主站记录同步的方法实施例二的流程图；

图9为SOE工作主站和SOE备用主站之间通过冗余通讯保证两者时间基准的同步的时序示意图；

图10为SOE工作主站和SOE备用主站基于故障比较的冗余切换流程图；

图11为SOE工作主站和SOE备用主站基于故障比较的冗余切换时序示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合具体实施例对本发明具体说明。

请参照图1，图1为包含两个SOE主站的一种SOE系统的结构示意图，图中描述了系统中两个SOE主站之间以及这两个SOE主站与时钟服务器、数据服务器、SOE从站的相互连接关系。

图中的SOE主站A和SOE主站B相互冗余，两者之间存在冗余数据通道，以实现对SOE记录的数据内容的冗余，此外，两者之间还存在一条硬件连接线，该连接线用于传递这两个主站之间的同步脉冲信号，两者之间还具有冗余切换装置，用于基于基站的故障情况对SOE工作主站、SOE备用主站进行切换。两个SOE主站和时钟同步服务器之间分别存在两条通讯通道：一条通道通过冗余工业通讯网络进行数据通讯，用于传输对时的时间值，实现主站对时功能；另一条通过专用抗干扰的信号线用于定时传递时钟脉冲信号，实现主站之间的精确对时。鉴于单纯采用数据通讯网络的通道方式对时，会由于有网络延时、负荷波动等原因导致精度不高，辅助使用时钟脉冲通道能够进一步提高其对时的精度。

此外，两个SOE主站也通过冗余工业通讯网络与SOE数据服务器通讯，该SOE数据服务器记录所有的SOE主站中记录的SOE事件。两个SOE主站和连接的各SOE从站之间分别存在两条通讯通道：一条通道通过冗余I/O通讯总线或网络进行数据通讯，实现了主站与从站之间数据交互；另一条通过专用抗干扰的信号线传递时钟脉冲，实现主站与从站之间的时间同步，使SOE主站的基准时间作为SOE从站的相对时间的基点。

为了更好地理解本发明的技术方案，下面对SOE工作主站从SOE从站采集SOE记录的过程、SOE工作主站和SOE备用主站之间进行SOE记录冗余的过程进行介绍。参见图2，图2为SOE工作主站、SOE备用主站、SOE从站之间传输SOE记录的时序示意图。

首先，在T1时，SOE从站产生一个新的SOE原始记录。之后，SOE从站将该SOE原始记录通过与SOE工作主站之间的数据通讯通道传输给SOE工作主站。在T2时刻，SOE工作主站开始收到来自SOE从站的SOE原始记录，接收完毕后SOE工作主站通过与SOE备用主站之间的冗余数据通讯通道(参见图1)将该原始记录数据传输到SOE备用主站，至此，SOE工作主站与SOE备用主站之间的SOE原始记录能够保持完全一致。

需要说明的是，SOE原始记录中包含的信息主要有：(1)SOE数据值；(2)SOE发生时刻的相对时间；(3)SOE发生时刻对应的同步号。

SOE发生时刻对应的同步号即SOE事件发生时SOE从站内的同步号，该同步号是由SOE主站下发。

在SOE工作主站上所记录的完整的SOE记录中包含的信号主要有：(1)SOE数据值；(2)SOE发生时刻的绝对时间。

鉴于SOE发生时刻的绝对时间为绝对时间基准和相对于该基准的相对时间之和，因此，SOE工作主站或SOE备用主站为了记录下完整的SOE记录就需要对原始的SOE记录进行进一步处理，进一步处理需要使用到的数据有(1)SOE发生时刻的相对时间；(2)SOE发生时刻对应的同步号；(3)同步绝对时间基准表。通过一个一字节的同步号可以在SOE主站中建立的绝对时间基准表中找到对应的绝对时间基准。需要说明的是，绝对时间即为完整时钟信号，如2007年9月10日8时0分0秒0毫秒；相对时间即某一时刻相对于绝对时间基准的时间，如某个时刻相对于基准时间2007年9月10日8时0分0秒0毫秒为300毫秒。某一时刻的绝对时间等于绝对时间基准和相对于该基准的相对时间之和。

因此，为了保证SOE工作主站与SOE备用主站的完整的SOE记录一致，需要保证两者之间的绝对时间基准一致和所获取的SOE原始记录一致。而通过如上所述的处理流程，由于SOE工作主站与SOE备用主站之间的SOE原始记录能够保持完全一致，当两者之间的绝对时间基准一致并且SOE发生时刻对应的同步号一致时，也就是两者之间的绝对时间保持同步时，那么SOE工作主站与SOE备用主站的完整SOE记录保持一致，也就是能够实现SOE备用主站对SOE工作主站上的SOE记录的冗余功能。

基于上述描述，本发明提供了一种实现SOE主站与SOE从站的SOE记录的绝对时间同步的方法，该方法通过实现SOE主站与SOE从站进行SOE记录的基准时间一致，使两者之间的绝对时间同步，进而实现SOE工作主站与SOE从站之间SOE记录的时间同步和数据内容同步。参见图3，具体方法如下：

步骤S301：SOE工作主站维护绝对时间，每隔一段时间发送硬件同步脉冲信号给SOE从站。

步骤S302：SOE从站维护相对时间，在SOE从站接收到SOE主站下发的硬件同步脉冲信号时，该相对时间清零重新开始运算。

步骤S303：SOE主站在每次下发硬件同步脉冲信号给SOE从站后，递增该同步号，并下发给SOE从站。

步骤S304：SOE主站将该同步号索引的绝对时间基准更新为向SOE从站下发硬件同步脉冲信号时刻的绝对时间。

一般情况下，运用图1所示的SOE系统时，通过附图1所示的I/O通信网络下发同步号给SOE从站。

步骤S305：SOE主站维护每个同步号所对应的绝对时间。如前所述，SOE从站的SOE记录信息中的时间信息包含相对时间和当前相对时间对应的同步号。对于一条SOE事件记录，其完整时钟信号(即绝对时间)为SOE事件发生时SOE从站记录的相对时间加上该同步号对应的绝对时间。

下面基于图1所示的SOE系统，对实现SOE主站与SOE从站进行SOE记录的基准时间一致的具体实施方式进行描述。

参见图4，图4为SOE主站与SOE从站的时序同步示意图。图中1为硬件同步脉冲信号，由SOE主站每隔一段时间下发给SOE从站，图中以1s作为下发硬件同步脉冲信号的时间段，SOE主站在第T、T+1、T+2、......秒时均下发一次硬件同步脉冲信号，该硬件同步脉冲信号能以极快的速度传输。SOE从站收到该同步脉冲后立即重新开始其内部时钟，即其内部相对时间重新从零开始。图中2为同步号，SOE主站维护一个同步号N，当SOE主站下发硬件同步脉冲信号时，同步号将进行累加，累加后通过冗余I/O通讯总线/网络该同步号下发给SOE从站。

主站在T、T+1、......等时刻下发硬件同步脉冲信号时，将自动记录当前的绝对时间到“同步绝对基准时间表”中，该“同步绝对基准时间表”以同步号为索引，即在该表中的第N个表项内容为：当同步号为N时下发硬件同步脉冲信号的时刻的绝对时间。从而通过同步号N可以在“同步基准时间表”中查找到在一段时间内SOE从站内计算相对时间所基于的绝对时间T，当然，通过同步号N+1可以在“同步绝对基准时间表”中查找到在一段时间内SOE从站内计算相对时间所基于的绝对时间T+1。同步号在溢出前能够维持较长一段时间，而一般情况下SOE主站每隔一段时间就会检查一次SOE从站内是否存在新的SOE记录，因此，在这段时间内通过该同步号能够查找到SOE从站内的相对时间进行统计所基于的绝对时间基准。

对于一个SOE从站，相对时间和同步号一起就能表示SOE事件的完整时钟信号，从而降低了一个SOE从站的运算负荷和通讯负荷。如图4所示，T时刻和T+1时刻之间发生的SOE记录，其对应的同步号为N，那么SOE从站记录的完整时钟信号就是同步号N所代表的绝对时间基准T加上SOE从站所维护的相对时间。

需要说明的是，SOE主站维护“同步绝对基准时间表”和“同步号”，并每隔一段时间下发硬件同步脉冲信号和同步号到SOE从站，SOE从站在接收到该硬件同步脉冲信号后重新调整其相对时间。由于SOE从站内一个SOE记录中包含的完整时钟信号由“同步号”和“相对时间”决定，因此通过上述硬件同步脉冲信号和同步号下发过程使SOE从站和SOE主站之间的同步号、相对时间同步，从而保证了SOE从站内的SOE记录的绝对时间与SOE主站的SOE记录的绝对时间一致，即实现两者的SOE记录的时间同步。

图5为本发明提供的一种实现SOE工作主站和SOE备用主站记录同步的方法的实施例一的流程图，该方法实现SOE工作主站与SOE备用主站绝对时间同步，具体步骤如下：

步骤S501：SOE工作主站每隔一段时间向SOE备用主站发送硬件同步脉冲信号；

步骤S502：SOE工作主站将硬件同步脉冲信号所产生时的绝对时间发送给SOE备用主站；

当然，根据本发明提供的SOE系统，可以通过两者之间的冗余通讯通道进行上述绝对时间的发送。

步骤S503：SOE备用主站计算其接收硬件同步脉冲信号的时间T1’与硬件同步脉冲信号所产生时的绝对时间T1之差Δt。

该时间差Δt＝(T1’—T1)。

步骤S504：SOE备用主站对该时间差Δt进行判断，当时间差Δt的绝对值超过一定范围T时进行时间补偿操作。

一定范围τ可以是1ms，具体大小可以根据用户对SOE时间精度的要求而设定。

如果时间差很小，以至于可以忽略不计时，视为两主站已经同步，无需再做时间补偿。

参见图6，步骤S504中具体时间补偿操作如下：

步骤S504A：SOE备用主站进入临界段；

在这里，临界段是指下面程序中的一段代码是不允许被打断的，主要用于防止程序中共享资源的使用冲突，一般可通过关中断等方式完成。

步骤S504B：SOE备用主站从其内部时钟取得当前时间值t；

步骤S504C：SOE备用主站进行时间补偿操作，即将当前时间t和时间差Δt之和更新到其内部时钟。

步骤S504D：SOE备用主站退出临界段，时间补偿完成。

通过进行时间补偿操作，实现SOE工作主站与SOE备用主站的绝对时间同步。

下面基于图1所示的SOE系统，运用上述图5所述方法实现SOE工作主站SOE备用主站绝对时间同步的具体实施方式进行描述。

参见图7，图7为SOE工作主站与SOE备用主站之间的时间同步时序示意图。如图，SOE工作主站每隔一段时间向SOE备用主站发送同步脉冲，如图中T1时刻、T2时刻，该同步脉冲以极快的速度被备用主站接收，因此，通常情况下该传输时间可以忽略不计。SOE工作主站记录其同步脉冲发送时刻的绝对时间T1、T2，SOE备用主站记录其接收同步脉冲的时刻T1’、T2’。在T1和T2之间，SOE工作主站立即将其记录的时间T1通过SOE主站间冗余数据通道发送到SOE备用主站，SOE备用主站在T1和T2之间也接收到该T1。因此，SOE备用主站与SOE工作主站间的时间差Δt＝(T1’-T1)，当Δt超过一定范围时，对SOE备用主站进行时间补偿，即将当前时间t和时间差Δt之和更新到其内部时钟，以与SOE工作主站保持一致。当该事件差Δt很小时，可以认为SOE备用主站与SOE工作主站的绝对时间同步，由于SOE工作主站、SOE备用主站具有相同的SOE原始记录，那么SOE工作主站与SOE备用主站的完整SOE记录保持一致，也就是能够实现SOE备用主站对SOE工作主站上的SOE记录的冗余功能。

参见图8，为本发明提供了一种实现SOE工作主站和SOE备用主站记录同步的方法的实施例二的流程图，该方法保证SOE工作主站与SOE备用主站绝对时间基准一致和同步号一致。具体步骤如下：

步骤S801：SOE工作主站与SOE备用主站在同一时刻递增同步号；

具体操作为：SOE工作主站在向SOE从站发送硬件同步脉冲的时刻，递增同步号，同时向SOE备用主站发送的硬件同步脉冲信号。

步骤S802：在一个同步周期内，SOE工作主站将其当前同步号及其对应的绝对时间基准发送给SOE备用主站。

步骤S803：根据SOE工作主站发送的同步号及其对应的绝对时间基准，SOE备用主站将其自身的同步号调整为与SOE工作主站一致，并将自身维护的绝对时间基准调整为与SOE工作主站一致。

上述步骤S802中，一个同步周期为SOE工作主站发出的相邻两个硬件同步脉冲信号的时间间隔。

通过步骤S802、S803，保证了SOE工作主站和SOE备用主站间同步号及同步号对应的绝对时间基准一致，从而使SOE工作主站与SOE备用主站的绝对时间同步。

上述步骤通过冗余的方式将同步号和绝对时间基准进行同步，由于SOE工作主站与SOE备用主站之间的SOE原始记录能够保持完全一致，这样就直接保证了SOE工作主站、SOE备用主站内SOE记录的一致。

需要说明的是，当两个主站的工作状态需要进行切换时(即冗余切换时)，即使绝对时间基准一致了，同步号不一致会导致严重问题。例如，以1s作为SOE工作主站发出两个硬件同步脉冲信号的时间间隔为例，工作主站的同步号1对应的绝对基准时间为2007-01-01 00:00:01，同步号2对应的绝对基准时间为2007-01-01 00:00:02，同步号3对应的绝对基准时间为2007-01-01 00:00:03，如果在SOE工作主站处于同步号3的时候，SOE备用主站却处于同步号2，那么冗余切换前各同步号对应的基准时间如下表所示：

 

同步号1

同步号2

同步号3

 

2007-01-01 00:00:01

2007-01-01 00:00:02

2007-01-01 00:00:03

冗余切换后却变为：

 

同步号1	同步号2	同步号3
			2007-01-01 00:00:01	2007-01-01 00:00:03	2007-01-01 00:00:04

很明显，同步号不冗余将导致严重后果。)

事实上，在这个实现方法中，必须保证工作、备用主站的同步号一致，绝对时间基准在满足一定条件下可以不进行冗余拷贝。原因是两个主站更新绝对时间基准的时刻相同，都为SOE工作主站发出硬件同步脉冲信号的时刻，这样就保证了两主站在同一时刻记录其各自的绝对时间作为当前同步号对应的绝对时间基准，而通过前面图5的方法流程的描述已经可以保证两主站间的绝对时间精确同步，因此只要两主站的当前同步号相同，那么两主站的同步绝对基准时间表中同步号对应的绝对时间基准就一般能保证一致了。因此，两主站的同步号和绝对时间基准的同步，直接保证了SOE工作主站、SOE备用主站内SOE记录的一致。

本发明在上述图8所示的方法流程中还包含了对绝对时间基准的冗余，是出于进一步保证其可靠性的考虑，预防由于干扰等原因导致两主站在某一小段时间内绝对时间同步失败，由于SOE工作主站与SOE备用主站绝对时间基准一致和同步号一致，因此也就能保证在这段时间内的SOE记录在两个主站中保持一致。

通过上述处理流程，可以防止由于一些原因所造成的SOE工作主站和SOE备用主站间同步号及同步号对应的绝对时间基准不一致，例如由于SOE工作主站、SOE备用主站先后上电等情况造成的绝对时间基准不一致。

需要说明的是，当通过一次冗余数据通讯使SOE备用主站的同步号与SOE工作主站的同步号保持一致后，以后就能基本保证一致。当然，可以在此后的冗余数据通讯中继续传递同步号，以更可靠地保证两主站间的同步号一致。

当然，在SOE工作主站和SOE备用主站间保持绝对时间同步以及同步号一致的情况下，两主站间的每一同步号对应的绝对时间基准就能保证基本一致，两个主站的绝对基准时间表也就会一致。此时，两主站的绝对时间基准偏差应该在1ms以下，具体取决于两主站间绝对时间精度。

本发明在每个同步周期内，SOE工作主站向SOE备用主站发送同步号和同步号对应的绝对时间基准，从而使SOE工作主站和SOE备用主站两者的同步号一致以及对应的同步绝对基准时间表中绝对时间基准一致，于是对于SOE从站上送的每一SOE原始记录，SOE工作主站、SOE备用主站由于具有相同的同步号和同步号所对应的绝对时间基准，因此两者可以生成完全一样的完整SOE记录，真正实现SOE备用主站对SOE工作主站上的SOE记录的冗余功能。

下面基于图1所示的SOE系统，运用图8所示的方法实现SOE工作主站SOE备用主站绝对时间同步的具体实施方式进行描述。

请参照图9，为SOE工作主站和SOE备用主站之间通过冗余通讯保证两者时间基准的同步的时序示意图。图中的时钟脉冲是SOE工作主站发出的硬件同步脉冲信号，鉴于该脉冲信号发出的时刻是SOE工作主站向SOE从站发送硬件同步脉冲的时刻，那么，图中两个时钟脉冲之间的时间即为一个SOE从站的同步周期。如图所示，T时刻和T+1时刻之间的这段时间(一个SOE从站的同步周期)内SOE工作主站维护的同步号是N，T+1时刻和T+2时刻之间的这段时间内SOE工作主站维护的同步号是N+1，以此类推。SOE工作主站中维护的同步号N对应的绝对时间基准为T，同步号N+1对应的绝对时间基准为T+1，以此类推。当然，SOE工作主站和SOE备用主站分别维护同步号及同步号对应的绝对时间基准。

运用上述本发明提供的实现SOE工作主站与SOE备用主站绝对时间同步的方法，和保证SOE工作主站与SOE备用主站的同步号一致和对应的绝对时间基准一致的方法，以及通过冗余(通过冗余数据通道冗余)保证SOE工作主站与SOE备用主站之间的SOE原始记录完全一致的方法，能够切实保证两个主站之间的完整SOE记录数据始终保持一致，实现SOE备用主站对SOE工作主站上的SOE记录的冗余功能。

当SOE系统具有两个SOE主站，将一个作为SOE工作主站，一个作为SOE备用主站时，为了更好地进行SOE事件的记录，需要运行状态更好的SOE主站作为工作主站使用。为使运行状态更好的SOE主站作为工作主站使用，在SOE工作主站和SOE备用主站的绝对时间同步和数据状态同步的情况下，可以进行以下冗余切换操作：参见图10。

步骤S1001：获取SOE工作主站和SOE备用主站运行情况的诊断信息。

作为一个完整的SOE主站，SOE工作主站和SOE备用主站应具有自诊断的功能，即能够通过自身程序检测其运行情况和故障状态等信息。

步骤S1002：每隔一段时间，SOE工作主站和SOE备用主站中任意一方向另一方发送诊断信息；

步骤S1003：比较SOE工作主站和SOE备用主站运行情况的诊断信息，当SOE工作主站运行情况的诊断信息显示的故障情况比SOE备用主站严重时，维持该SOE工作主站不变，否则，SOE工作主站和SOE备用主站进行切换。

具体切换操作为：将SOE备用主站切换为工作状态，SOE工作主站切换为备用状态。

通过步骤S1003，可以保证故障较轻的SOE主站处于工作状态。

在正常情况下，SOE从站接收来自SOE工作主站的硬件同步脉冲信号和同步号，当发生冗余切换后，SOE从站接收到的就是切换后的工作主站(原SOE备用主站)下发的同步脉冲和同步号。因此，为了保证SOE从站接收到的同步号不受SOE主站冗余切换的影响而产生跳变的问题，使SOE工作、SOE备用主站发生冗余切换时不对SOE从站造成影响，需要保证SOE工作、SOE备用主站内的同步号一致。

为此，我们在图5所示的方法流程中增加进行同步号一致的处理操作，使SOE工作、SOE备用主站内的同步号一致，具体操作为：在一个同步周期内，SOE工作主站将当前同步号发送给SOE备用主站，SOE备用主站将其自身的同步号调整为与SOE工作主站一致。

需要说明的是，如前文所述，本发明提供的图8所示的方法在保证已经SOE工作主站与SOE备用主站绝对时间基准一致的同时还可以保证同步号一致。

如图11所示，图11为SOE工作主站和SOE备用主站基于故障比较的冗余切换时序示意图。在每一个冗余周期内，SOE工作主站和SOE备用主站都向对方发送各自的诊断信息，SOE工作主站在接收到SOE备用主站的诊断信息后进行故障比较分析。如图所示，如果t1时刻SOE工作主站发生故障，那么工作主站接收到下次来自备用主站的诊断信息后，即开始进行故障比较，如图所示，此时工作主站经过和备用主站进行故障比较，发现其故障比备用主站严重，就主动发起一次冗余切换，图中t2时刻，SOE工作主站切换为备用主站，而原备用主站也随后立即切换为工作主站。为了保证不冲突，约定仅工作主站能够主动发起冗余切换，进一步保证了切换的可靠性。

采用SOE工作主站和SOE备用主站两个主站组成SOE系统的一个重要目的是为了提高系统的可靠性，在SOE工作主站和SOE备用主站的绝对时间同步和数据状态同步的情况下，通过上述故障比较切换流程，当SOE工作主站发生故障时，SOE备用主站能够通过冗余切换接替其工作，保证系统连续正确运行。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用以限制本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干修改，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1、一种实现工作主站和备用主站记录同步的方法，其特征在于，包括以下步骤:

事件顺序SOE工作主站每隔一段时间向SOE备用主站发送硬件同步脉冲信号；

SOE工作主站将硬件同步脉冲信号所产生时的绝对时间发送给SOE备用主站；

SOE备用主站计算其接收硬件同步脉冲信号的时间T1’与硬件同步脉冲信号所产生时的绝对时间T1之差Δt；

SOE备用主站对该时间差Δt进行判断，当时间差Δt的绝对值超过一定范围τ时进行时间补偿操作；

SOE工作主站将从SOE从站获取的SOE原始记录发送给SOE备用主站。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时间补偿操作具体为:

SOE备用主站进入临界段；

SOE备用主站从其内部时钟取得当前时间值t；SOE备用主站将当前时间t和时间差Δt之和更新到其内部时钟；

SOE备用主站退出临界段。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述临界段为动作不允许被中断的状态。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一定范围τ的大小根据用户对SOE时间精度的要求而设定。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，SOE主站通过与SOE备用主站之间的冗余数据通道将从SOE从站获取的SOE原始记录发送给SOE备用主站。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤:在一个同步周期内，SOE工作主站将当前同步号发送给SOE备用主站，SOE备用主站将其自身的同步号调整为与SOE工作主站一致。

7、根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，还包括执行冗余切换操作，具体为:

获取SOE工作主站和SOE备用主站运行情况的诊断信息；

每隔一段时间，SOE工作主站和SOE备用主站中任意一方向另一方发送诊断信息；

比较SOE工作主站和SOE备用主站运行情况的诊断信息，当SOE工作主站运行情况的诊断信息显示的故障情况比SOE备用主站严重时，维持该SOE工作主站不变，否则，SOE工作主站和SOE备用主站进行切换。

8、一种实现工作主站和备用主站记录同步的方法，其特征在于，包括以下步骤:

SOE工作主站与SOE备用主站在同一时刻递增同步号；

在一个同步周期内，SOE工作主站将其当前同步号及其对应的绝对时间基准发送给SOE备用主站；

根据SOE工作主站发送的同步号及其对应的绝对时间基准，SOE备用主站将其自身的同步号和对步号对应的绝对时间基准调整为与SOE工作主站一致；

SOE工作主站将从SOE从站获取的SOE原始记录发送给SOE备用主站。

9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，SOE工作主站与SOE备用主站在同一时刻递增同步号具体为:SOE工作主站在向SOE从站发送硬件同步脉冲的同时递增同步号。

10、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述一个同步周期为SOE工作主站发出的相邻两个硬件同步脉冲信号的时间间隔。

11、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，SOE工作主站通过与SOE备用主站之间的冗余数据通道将从SOE从站获取的SOE原始记录发送给SOE备用主站。

12、根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其特征在于，还包括执行冗余切换操作，具体为:

获取SOE工作主站和SOE备用主站运行情况的诊断信息；

每隔一段时间，SOE工作主站和SOE备用主站中任意一方向另一方发送诊断信息；

比较SOE工作主站和SOE备用主站运行情况的诊断信息，当SOE工作主站运行情况的诊断信息显示的故障情况比SOE备用主站严重时，维持该SOE工作主站不变，否则，SOE工作主站和SOE备用主站进行切换。

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