CN103460636B - 同步控制系统 - Google Patents

Abstract

根据实施方式，主端子（1）的传送处理装置（11）具备：传送接口部（11a），保持所收发的数据包，并且在接收到用于同步控制的包时，取得用于同步控制计算的接收定时；定时生成部（11b），生成一定的内部定时；收发处理部（11c），对特定的副端子进行同步请求督促包的发送，并在从接收到同步请求督促包的副端子接收了同步请求包时，发送同步应答包；以及同步控制部（11d），根据接收到数据包的时刻和在所接收的数据包中附加的时刻信息，计算同步误差，来进行同步状况的判断，并且根据同步状况来调节修正量，向上述定时生成部（11b）发送内部定时修正的指令。

Description

同步控制系统

技术领域

本发明的实施方式涉及一种取得主端子和多个副端子之间的同步的同步控制系统。

背景技术

例如，差动保护继电器为，在输电线的各端子中在相同时刻对从测量仪器用变流器输入的电流进行采样而进行数字化。然后，将该数字化后的电流数据经由通信系统相互传送，在各端子使用自端的电流和从对置端接收的电流数据进行差动保护计算，来进行事故判断。在此，在相同时刻同时进行电流数据的采样被称为采样同步。在输电线的各端子间决定主端子和副端子，并分别将自端子的采样定时的数据作为定时标志进行发送。在各端子中，如果对自端子的采样定时时刻与来自对方端子的定时标志的接收时刻之间的时间间隔进行测定，并从主端子向副端子发送时间间隔，则在副端子中求出采样同步误差，并与该时间量相对应地对采样定时进行修正，由此能够实现主端子、副端子的采样定时的同步。这种同步控制系统不仅在差动保护继电器中、在较多传送系统中也得到应用。

作为以往的同步控制系统，有的同步控制系统为，利用向内置了时钟的装置发送同步信号时所需要的传送控制等待时间修正同步的时刻，来提高精度。此外，有的同步控制系统为，即使传送的每次传送延迟时间变化，也将时间设定侧装置以及时刻被设定侧装置之间的时刻同步的精度收敛在允许误差范围内。并且，有的同步控制系统为，在由连接单极的主端子与多个远程站的串行传送路所构成的网络系统中，对采样数据处理的开销进行吸收，将收集的数据快速处理。

发明内容

实施方式的同步控制系统实现主端子和多个副端子之间的同步，其中，与网络连接的主端子和多个副端子中分别具备传送处理装置。主端子的传送处理装置具备：传送接口部，保持所收发的数据包，并且在接收到用于同步控制的包时，取得用于同步控制计算的接收定时；定时生成部，生成一定的内部定时；收发处理部，在对特定的副端子进行同步请求督促包的发送、并从接收到同步请求督促包的副端子接收了同步请求包时，发送同步应答包；以及同步控制部，根据接收到数据包的时刻和在所接收的数据包中附加的时刻信息，计算同步误差，来进行同步状况的判断，并且根据同步状况来调节修正量，向上述定时生成部发送内部定时修正的指令。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的同步控制系统的构成图。

图2是表示本发明的实施方式1的同步控制顺序的一个例子的说明图。

图3是本发明的实施方式1的主端子与多个副端子进行同步控制的情况下的同步控制顺序的说明图。

图4是表示本发明的实施方式1的主端子的用于同步控制的包发送处理内容的流程图。

图5是表示本发明的实施方式1的副端子的用于同步控制的包发送处理内容的流程图。

图6是表示本发明的实施方式1的同步控制部11d的同步控制算法的处理内容的流程图。

图7是本发明的实施方式2的主端子与多个副端子进行同步控制的情况下的同步控制顺序的说明图。

图8是本发明的实施方式3的同步控制系统的构成图。

图9是本发明的实施方式3的端子信息管理部11e所储存的表的说明图。

图10是本发明的实施方式4的传送接口部的说明图。

图11是在本发明的实施方式5中对同步请求督促包进行多播发送的情况下的数据包的说明图。

图12是在本发明的实施方式5中对同步请求督促包进行多播发送的情况下的同步控制顺序的说明图。

图13是在本发明的实施方式5中对同步请求督促包进行多播发送的情况下的端子信息管理部的表的说明图。

图14是在本发明的实施方式6中主端子发送督促解除指令包的情况下的同步控制顺序的一个例子的说明图。

图15是在本发明的实施方式6中主端子发送督促开始指令包的情况下的同步控制顺序的另一个例子的说明图。

图16是本发明的实施方式6的同步控制系统的转变的说明图。

图17是在本发明的实施方式7中对同步请求督促包进行多播发送的情况下的端子信息管理部的表的说明图。

图18是在本发明的实施方式7中主端子从网络断开的情况下的同步控制顺序的说明图。

图19是在本发明的实施方式7中从网络断开的主端子与网络重新连接的情况下的同步控制顺序的说明图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式的同步控制系统进行说明。在本发明的实施方式中，以保护继电器的采样同步控制为例进行说明。

（实施方式1）

图1是本发明的实施方式1的同步控制系统的构成图。在图1的实施方式1中，表示主端子1以及各副端子2a～2n为保护继电器，在主端子1与各副端子2a～2n之间进行采样同步控制的情况。

如图1所示那样，主端子1具有传送处理装置11，传送处理装置11包括传送接口部11a、定时生成部11b、收发处理部11c以及同步控制部11d。作为保护继电器的主端子1具有保护继电器计算数据12，主端子1的收发处理部11c与各副端子2a～2n之间针对保护继电器计算数据12相互转送信息。即，各副端子2a～2n具有与主端子1的保护继电器相同的功能，各副端子2a～2n分别经由中继设备3与高速网络4连接。

主端子1以及副端子2a～2n将经由网络4以及中继设备3接收的数据包作为输入，将收发处理部11c对保护继电器计算数据12所包括的电流值、电压值等以电量为代表的信息、设备的监视、控制所需要的信息、以及为了进行同步控制所需要的信息进行了数据包化而成的数据包作为输出。

传送处理装置11的传送接口部11a经由网络4以及中继设备3来收发数据包，并取得接收到数据包的定时。此外，具有对发送之前的数据包、从其他端子接收到的数据包进行保持的、以FIFO（First-in First-out：先进先出）为代表的那种机构。

传送处理装置11的定时生成部11b为，在主端子1以及副端子2a～2n中，使用以水晶振荡器等为代表的内部时钟元件来生成各自的内部定时信号，并指令为传送处理装置11中的共用的处理定时。

传送处理装置11的收发处理部11c，将保护继电器计算数据12所包括的电流值、电压值等以电量为代表的信息、为了进行同步控制所需要的信息进行数据包化，并向传送接口部移交，根据从定时生成部11b指令的处理定时进行采样定时的控制，并进行传送接口部11a接收的数据包的内容解析。该数据包包含发送源端子信息和发送目的地端子信息，接收侧能够识别发送源端子。

此外，主端子1对副端子2a～2n中的任一个端子进行同步请求督促包发送。副端子2a～2n对接收的包进行解析，在该包是同步请求督促包的情况下，对主端子1发送同步请求包。在主端子1接收到同步请求包之后，对发送了同步请求督促包的目的地的副端子2发送同步应答包。接收到同步应答包的副端子2将同步应答包所包含的信息向同步控制部11d移交，根据同步控制部11d的计算结果，使定时生成部11b生成的内部定时信号的宽度增减，由此实施同步控制。此外，收发处理部11c具有如下处理：在一定时间没有来自对象侧的保护继电器的应答的情况下，判断为超时，对同步控制的一系列的顺序再次重新进行的处理。

同步控制部11d为，利用收发处理部11c对副端子2a～2n接收到的同步应答包进行解析而得到的信息来计算同步误差，根据计算出的同步误差来进行同步状态的判断，根据判断结果将内部定时信号的修正宽度向定时生成部11b移交。

图2是表示本发明的实施方式1的同步控制顺序的一个例子的说明图。在图2所示的一个例子中，保护继电器的主端子1、副端子2a～2n的采样定时都通过各自的定时生成部11b来指令。

在图2中，黑圆点是主端子1以及副端子2中的采样定时。即，主端子1的采样定时为时刻tm1、tm2、tm3…，副端子2的采样定时为时刻ts1、ts2、ts3…。

首先，主端子1最先在某个采样定时tm1发送同步请求督促包。副端子2在时刻ta接收同步请求督促包，然后，在与接收时刻最近的采样定时ts2（黑圆点）发送同步请求包。然后，主端子1经过某个传送延迟Td而在时刻tb接收同步请求包。

此时，在主端子1中，传送接口部11a取得包接收时刻tb与采样定时tm2之间的时间差TM。此外，此时，在两个端子的采样定时之间存在同步误差ΔT。

然后，通过收发处理部11c生成将主端子1的包接收时刻tb与采样定时tm2之间的时间差TM作为信息而包含的同步应答包，并对副端子2发送。然后，副端子2经过传送延迟Td而接收同步应答包。此时的包接收时刻tc与采样定时ts3之间的时间差为TS。在副端子2侧，根据该时间差TS和同步应答包中包含的时间差TM来计算同步误差ΔT。当假设为传送延迟Td在主端子、副端子间为一定时，则Td＝ΔT＋TM。此外，时间差TS为TS＝Td＋ΔT。根据以上，同步误差ΔT由（1）式表示。副端子2a～2n使用该同步误差ΔT来判断同步状态。

ΔT＝（TS-TM）/2…（1）

接下来，对主端子1与多个副端子2a～2n进行同步控制的情况下的顺序进行说明。图3是本发明的实施方式1的主端子与多个副端子进行同步控制的情况下的同步控制顺序的说明图。

在图3的例中，对副端子2a～2n分别附加从1开始的端子编号（端子编号1～n）。主端子1对副端子2a～2n按顺序发送同步请求督促包，从最先的端子编号1的副端子2a开始向最后的端子编号n的副端子2n发送同步请求督促包，在循环一遍之后返回副端子2a。

在图3的例中，在对一个副端子2结束图2所示那样的同步控制顺序之前，不对下一个发送目的地发送同步请求督促包。即，在图3的例中，对副端子2一个一个地依次实施图2所示的同步控制顺序。

接下来，对同步控制顺序中的主端子1侧的动作进行说明。图4是表示本发明的实施方式1的主端子1的用于同步控制的包发送处理内容的流程图。在图4中，将同步控制对象的副端子2的端子编号设为m（m≤n）。副端子1在某个采样定时对副端子m发送同步请求督促包（S1）。在此，可以考虑到由于网络障碍等原因而以前对于包发送对象的副端子的同步控制处理超时的情况。图4的例中，在超时次数为3次以上的情况下，判断为包发送对象的副端子2m未生存。即，主端子1判断副端子2m的超时次数是否为3次以上（S2），在超时次数为3次以上的情况下，对同步请求督促包的发送对象的副端子编号进行更新（S3）。

在超时次数不足3次的情况下，接着判断在一定时间内是否存在来自副端子2m的同步请求包的接收（S4）。在一定时间内没有同步请求包的接收的情况下，对包发送对象的副端子的超时次数进行增加计数（S5），对同步请求督促包的发送对象的副端子编号进行更新（S3）。

在存在同步请求包的接收的情况下，向副端子2m发送同步应答包（S6），在之前超时的情况下，对包发送对象的副端子的超时次数进行复位（S7）。然后，对同步请求督促包的发送对象的副端子编号进行更新（S3）。

接下来，对同步控制顺序中的副端子侧的动作进行说明。图5是表示本发明的实施方式1的副端子的用于同步控制的包发送处理内容的流程图。在副端子2a～2n的各自中，判断是否存在来自主端子1的同步请求督促包的接收（S1），在存在同步请求督促包的接收的情况下，向主端子1发送同步请求包（S2）。在没有同步请求督促包的接收的情况下，不进行任何动作而结束动作。在同步请求包发送后，判断是否存在来自主端子1的同步应答包的接收（S3），在存在来自主端子1的同步应答包的接收的情况下，执行同步控制部11d的同步控制（S4）。在没有同步应答包的接收的情况下，同样地结束动作。

接下来，对本发明的实施方式1的同步控制部11d的同步控制算法进行说明。图6是表示本发明的实施方式1的同步控制部11d的同步控制算法的处理内容的流程图。

同步控制部11d计算同步误差ΔT（S1），并判断同步误差ΔT的大小｜ΔT｜是否超过一定的阈值α（微修正实施的阈值）（S2），在同步误差ΔT的大小｜ΔT｜未超过一定的阈值α时，判断为进行了充分的同步而不进行修正（S3）。

另一方面，在超过阈值α的情况下，接着判断同步误差ΔT的大小｜ΔT｜是否超过一定的阈值β（高速修正实施的阈值）（S4）。在同步误差ΔT的大小｜ΔT｜未超过阈值β时，进行微修正（S5），将修正宽度向定时生成部11b发送（S6）。在步骤S4的判断中超过阈值β的情况下，脱离了同步状态的允许范围，因此判断为高速修正的对象而进行高速修正（S7），将修正宽度向定时生成部11b发送（S6）。如此，决定内部定时信号的修正宽度，并将修正宽度向定时生成部11b发送。

根据本发明的实施方式1的同步控制系统，在将以电量数据为代表的数据包经由通信系统相互传送的保护继电器中，主端子1发送同步请求督促包，由此使同步控制由主端子1主导，主端子1对各副端子2a～2n依次通过同步请求督促包进行轮询。

与此相对，在以往的同步控制系统中，同步控制由副端子2a～2n主导，作为其结果，从各副端子2a～2n的同步请求包的送出定时同步。在使用该方法、并且使用以吉比特以太网（Gigabit Ethernet）（注册商标）为代表的高速网络的情况下，在中继设备3中从各副端子2a～2n的同步请求包的接收相一致，产生以交换集线器为代表的中继设备3中的缓冲导致的送出延迟、主端子1的包的返回延迟，担心随着保护继电器的端子数增加而同步精度降低。

如上所述，在本发明的实施方式1的同步控制系统中，通过主端子1发送同步请求督促包，由此使同步控制由主端子主导，对各副端子2a～2n一个一个地实施一系列的同步控制顺序，由此在主端子1侧，来自副端子2a～2n侧的同步请求包接收在一个同步控制顺序中仅成为一个，能够避免中继设备3中的缓冲导致的送出延迟、主端子1的包返回延迟，由此，在与多个端子的同步控制中，能够得到高精度的同步精度。

（实施方式2）

对本发明的实施方式2进行说明。图7是本发明的实施方式2的主端子与多个副端子进行同步控制的情况下的同步控制顺序的说明图。该实施方式2为，相对于图3所示的实施方式1，对主端子1以长周期发送用于传达各副端子2a～2n的传送处理装置11正与网络连接的情况的生存通知包。在实施方式2中，在主端子1与各副端子2a～2n之间实施采样同步控制的情况下，以将各副端子2a～2n的电源接通紧之后的处理为例进行说明。

如图7所示那样，在实施方式2中，除了图3的构成，各副端子2a～2n以长周期发送用于通知经由中继设备3正与高速网络4连接的情况的生存通知包。各副端子2a～2n的收发处理部11c，在电源接通紧之后以长周期向主端子1发送生存通知包。生存通知包作为信息而包含发送源的副端子编号，发送目的地端子能够识别发送源。接收到生存通知包的主端子1，仅对发送了生存通知的副端子2发送同步请求督促包。

在图7的一个例子中，在从副端子2a接收到生存通知包之后的一段期间，仅对副端子2a继续实施同步控制顺序。然后，从副端子2n接收生存通知，以后对副端子2n也实施同步控制顺序。从此以后，也仅对发送了生存通知的副端子2依次实施同步控制顺序。

如上所述，在本发明的实施方式2的同步控制系统中，副端子2以长周期对主端子1发送用于通知正与网络连接的情况的生存通知包，接收到生存通知包的主端子1仅对发送了生存通知的各副端子2依次实施同步控制顺序。由此，主端子1不需要进行对于未与网络连接、或者电源未接通的副端子2发送同步请求督促包的处理，结果能够将同步控制顺序抑制为最小限度。

根据以上，除了在实施方式1中说明的主端子1主导的同步控制，还能够仅对确认了生存的副端子2进行同步控制，由此能够使在各端子彼此间交换的包为最小限度，能够提高同步控制的效率。

（实施方式3）

接下来，对本发明的实施方式3进行说明。图8是本发明的实施方式3的同步控制系统的构成图。该实施方式3为，对于传送处理装置11追加设置了端子信息管理部11e，该端子信息管理部11e储存用于对副端子1的信息以及同步控制的状况进行管理的表。对于与图1所示的实施方式1相同的构成要素赋予相同附图标记，并省略重复的说明。

如图8所示那样，在实施方式3中，在传送处理装置11中追加设置有端子信息管理部11e。端子信息管理部11e根据收发处理部11c进行了解析的接收包的信息而保存各副端子2a～2n的信息。收发处理部11c为，在收发处理部11c生成用于同步控制的包时，从端子信息管理部11e调出副端子2a～2n的信息。

图9是端子信息管理部11e所储存的用于对副端子1的信息以及同步控制的状况进行管理的表的说明图。如图9所示那样，端子信息管理部11e储存的表包括：成为信息的键值的副端子编号栏11e-a；各副端子的生存状况栏11e-b；表示当前同步控制顺序实施中的副端子的同步控制中栏11e-c；表示是否是对同步控制顺序实施中的副端子能够发送同步应答包的状态的同步应答可否栏11e-d；超时次数栏11e-e；以及对各副端子的地址进行管理的地址栏11e-f。

在图9中，地址栏11e-f所保存的形式为MAC（Media Access Control：媒体存取控制）地址。表的最大行数为最大端子编号的n，生存状况栏11e-b、同步控制中栏11e-c、以及同步应答可否栏11e-d的初始状态全部为“否”。超时次数栏11e-e的初始状态全部为“0”。作为地址栏11e-f的初始状态，全部储存有空白符。

在图9的一个例子中，在收发处理部11c进行了解析的接收数据包为来自副端子2的生存通知包的情况下，在生存状况栏11e-b中将与端子编号2对应的格子的内容从“否”变更为“是”，存储副端子2的生存状况。此外，从端子编号1、n-1、n也同样地接收生存通知包，将与各端子编号对应的格子的内容从“否”变更为“是”。

在图9的一个例子中，发送同步请求督促包，同步控制中的副端子为副端子2，为了存储该状态，而使同步控制中栏11e-c的相应格子成为“是”。此外，在图9的一个例子中，为主端子1从副端子2接收了同步请求包紧之后的状态，是主端子1对副端子2能够发送同步应答包的状态。为了存储该状态，使同步应答可否栏11e-d的相应格子成为“是”。此外，在主端子1对副端子2发送同步应答包之后，是对副端子2的同步控制顺序实施结束的状态，因此使同步控制中栏11e-c以及同步应答可否栏11e-d的相应格子从“是”返回“否”。

在图9的一个例子中，状态是，从副端子1累积有两次在一定时间没有同步请求包的接收，从副端子n-1累积有一次在一定时间没有同步请求包的接收。收发处理部11c根据图4的处理顺序对超时次数增加计数，向端子信息管理部11e传达各副端子的超时计数值，在超时次数栏11e-f的端子编号1的相应格子存储“2”，在端子编号n-1的相应格子中存储“1”。

在主端子1接收生存通知包时，收发处理部11c对该包进行解析并得到发送源副端子2的地址。在图9的例中，副端子2a（端子编号1）的地址为“11:22:33:44:55:66”，副端子2b（端子编号2）的地址为“11:22:33:44:56:78”，副端子n1的地址为“11:22:33:44:cd:01”，副端子n的地址为“11:22:33:44:cd:ef”，收发处理部11c在生存通知包解析后，将这些地址向端子信息管理部11e传达，并存储到地址栏11e-f的相应格子中。

此外，在图9的一个例子中，副端子2c（端子编号3）未与网络连接，因此各栏的与端子编号3对应的格子保持初始状态。此外，在判断为对象副端子未生存的情况下，将各栏的与端子编号对应的格子复位为初始状态。

如上所述，在本发明的实施方式3的同步控制系统中，对副端子2的生存状况以及同步控制状况、以及地址进行管理、存储，在收发处理部11c生成用于同步控制的各包时，能够为了利用这些信息而进行访问。由此，收发处理部11c能够将副端子编号作为键值、对存在多个的副端子的成员信息进行统一管理。

（实施方式4）

接下来，对本发明的实施方式4进行说明。图10是本发明的实施方式4的传送接口部11a的说明图。该实施方式4为，相对于图1所示的实施方式1，传送接口部11a具有用于取得用于同步控制计算的接收定时的寄存器，寄存器的地址为各个副端子2a～2n的共用地址，用一个供应数据包接收定时电路。在实施方式4中，以主端子1从副端子2a～2n接收到同步请求包的情况为例进行说明。

在实施方式4中，在传送接口部11a中，使用于取得接收定时的寄存器成为所有副端子2a～2n的共用地址。

在图10的一个例子中，向主端子1以及副端子2a～2n所内置的寄存器，分配有3个接收定时取得专用的地址（0100、0104、0108），在各端子接收到数据包时，使用各端子的传送接口部11a所内置的数据包接收定时电路对该寄存器进行写入，收发处理部11c从该寄存器读入接收定时。

在此，也可以在主端子2接收到来自各副端子2a～2n的数据包的情况下，按照每个副端子编号来区分接收定时取得寄存器，但是在副端子数为4端子以上的情况下，寄存器不足，在使用所赋予的3个全部的情况下，需要进行根据端子编号来分配使用哪个寄存器那样的、非效率的处理。

因此，在图10的一个例子中，仅对位于地址0100的接收定时1的寄存器进行统一使用，不使用其它两个地址，传送接口部11a使用共用的地址来取得接收定时。

如上所述，在本发明的实施方式4的同步控制系统中，使用于取得数据包的接收定时的寄存器成为全部副端子共用的地址，由此能够仅用一个供应数据包接收定时电路的使用，不需要所赋予的硬件扩张就能够实现同步控制系统。此外，能够避免根据多个端子的端子编号来分配寄存器的使用这种非效率的处理。

（实施方式5）

对本发明的实施方式5进行说明。该实施方式5为，相对于图1所示的实施方式1，收发处理部11c在与网络4连接的副端子2a～2n的数量超过一定的阈值的情况下，在同步请求督促包中作为信息而附加督促同步请求的副端子编号，并对同步请求督促包进行多播发送。在实施方式5中，以在与网络4连接的副端子数超过一定的阈值的情况下、主端子1与各副端子2a～2n之间的采样同步控制为例进行说明。

在图3所示的实施方式1中，将同步请求督促包通过单播进行发送。另一方面，在该实施方式5中，在经由中继设备3与网络4连接的副端子2a～2n的数量n超过一定的阈值x的情况下，收发处理部11c将发送目的地地址从单播地址切换为多播地址。此外，通过指定多个督促目的地端子编号，由此对多个副端子2a～2n同时进行同步控制。然后，在从该状态起由于电源停止等理由而几个副端子2的连接从网络4切断、副端子数成为阈值x以下的情况下，再次使发送目的地地址返回单播地址。副端子数如下求出：读出端子信息管理部11e的生存状况栏11e-b的内容，对内容为“是”的格子数进行计数。

图11是实施方式5中在各端子间相互收发的数据包的说明图。如图11所示那样，数据包从最高位比特起按顺序包括发送目的地地址、发送源地址、表示上位协议类别的类型、表示采样定时的数值即采样地址、发送数据部、以及帧校验序列代码。

数据包的发送数据包含电量、端子编号、用于识别是哪种数据包的包类别这样的信息。此外，在包类别为同步请求督促包、且发送目的地地址为多播地址的情况下，发送数据还包含督促目的地端子编号。

图12是在本发明的实施方式5中对同步请求督促包进行多播发送的情况下的同步控制顺序的说明图。图12中的M为主端子，S1～Sn为副端子。如图12所示那样，在实施方式5中，除了图3所示的同步顺序，在副端子的数量n超过一定的阈值x的情况下，将同步请求督促包通过多播进行发送，接收到同步请求督促包的各副端子S1～Sn对包的内容进行解析，在自端子为同步请求督促的对象的情况下，发送同步请求包。

在图12的一个例子中，同步请求督促目的地端子编号，以同步请求督促包发送第一次为1～4、第m次为n-1～n和1～2、第m＋1次为3～6的方式，依次每次指定4个端子。根据图12，在同步请求督促包的发送第一次，副端子S1～4发送同步请求包，在发送第m次，副端子Sn-1、Sn、S1、S2发送同步请求包。

在此，各副端子S1～Sn的收发处理部11c进行控制，以便以图11所示的采样地址的值为基准，分别在不同定时发送同步请求包。例如，进行控制，以便在将采样地址用某个常数除而得到的余数与自身的端子编号一致的情况下进行发送。接收到各个同步请求包的主端子M，在各采样定时每次一个地按顺序发送同步应答包。

接下来，图13是在本发明的实施方式5中对同步请求督促包进行多播发送的情况下的端子信息管理部的表的说明图。在图13的一个例子中表示的状态为，将同步请求督促目的地副端子编号指定为1～4而将同步请求督促包通过多播进行发送，然后从副端子1～3接收同步请求包，且对于副端子S1的同步控制顺序实施结束紧之后的端子信息管理部11e的状态。

在发送了同步请求督促包紧之后，同步控制中栏11e-c的与端子编号2～4对应的格子的内容成为“是”。接着，从副端子S1～S3依次接收同步请求包，同步应答可否栏11e-d的与端子编号2、3对应的格子的内容成为“是”。然后，在对副端子S1发送了同步应答包的同时，收发处理部11c判断为对于副端子S1的同步控制顺序实施结束，使同步控制中栏11e-c以及同步应答可否栏11ed的与端子编号1对应的格子的内容从“是”返回为“否”。关于副端子S4，由于在该时刻主端子M未接收同步请求包，因此同步应答可否栏11e-d的与端子编号4对应的格子的内容成为“否”。

如上所述，在本发明的实施方式5的同步控制系统中，在正与网络4连接的副端子数超过一定的阈值的情况下，将同步请求督促包的发送目的地切换为多播地址，在同步请求督促包的发送数据中附加同步请求督促目的地端子编号并发送。在各副端子S1～Sn接收到同步请求督促包之后，收发处理部11c进行控制，以便在主端子M侧同步请求包不一致，分别在不同定时发送同步请求包。由此，能够对多个副端子同时实施同步控制顺序。

根据以上，主端子M与多个副端子以同步请求包的接收不一致的方式同时进行同步控制，由此即使是与较多副端子之间的同步控制，也能够以较短的间隔实施同步控制顺序，能够进行高精度的采样同步。

（实施方式6）

对本发明的实施方式6进行说明。该实施方式6为，相对于实施方式5，收发处理部11c为，在与网络4连接的副端子2的数量低于一定的阈值的情况下，多播发送督促解除指令包，上述督促解除指令包用于使副端子2不等待来自主端子1的同步请求督促包的接收而发送同步请求包，在与网络4连接的副端子2的数量达到一定的阈值的情况下，发送督促开始指令包，上述督促开始指令包用于使副端子2等待来自主端子1的同步请求督促包的接收再发送同步请求包。

在实施方式6中，将如下情况作为一个例子进行说明：在正与网络4连接的副端子2中的几个端子由于为了设备维护等而与网络4的连接被切断或者电源被切断等理由，而副端子数低于一定的阈值y的情况下，或者，在将几个副端子2与网络4连接、副端子数达到阈值y的情况下，在主端子1与各副端子2之间进行采样同步控制。

图14是在本发明的实施方式6中主端子发送督促解除指令包的情况下的同步控制顺序的一个例子的说明图。图14中的M为主端子，S1～Sn为副端子，督促为同步请求督促包，请求为同步请求包，应答为同步应答包，督促解除指令为督促解除指令包。

在图14的一个例子中，主端子M与4个副端子S1～S4实施同步控制，此时的阈值的设定为y＝4。在此，对于副端子S1、副端子S2结束同步控制顺序实施，接着对于副端子3要发送同步请求督促包。

在图14的一个例子中，副端子S3为了设备维护等而被从网络4切断连接，在一定时间内没有来自副端子S3的同步请求包接收，因此同步请求督促包发送失败。然后，向副端子S3实施了同步请求督促包重新发送，但以后同步请求督促包发送合计失败3次。根据以上，由于超时次数为3次以上，因此通过图4的处理而判断为副端子S3未生存，将端子信息管理部11e的与端子编号3对应的各栏的内容复位到初始状态。

该结果，正与网络4连接的副端子数成为3，低于阈值y＝4。主端子M的收发处理部11c读取端子信息管理部11e的内容并对其进行判断，将督促解除指令包进行多播发送。督促解除指令包是如下包：赋予指令，以便各副端子S1～S4的收发处理部11c不等待来自主端子M的同步请求督促包接收，而在各个发送定时发送同步请求包。

接受到督促解除指令包的各副端子S1、S2、S4的收发处理部11c切换处理，以便各端子在不同采样定时发送同步请求包，而不等待同步请求督促包接收，并且在主端子M侧同步请求包的接收不一致。

作为发送定时的控制方法的一个例子，与实施方式5同样，进行控制，以便在将采样地址用某个常数除而得到的余数与自身的端子编号一致的情况下进行发送。由此，各副端子S1、S2、S4在督促解除指令包接收后在各个采样定时发送同步请求包。

图15是在本发明的实施方式6中在主端子发送督促开始指令包的情况下的同步控制顺序的另一个例子的说明图。图15中的M为主端子，S1～Sn为副端子，督促为同步请求督促包，请求为同步请求包，应答为同步应答包，生存为生存通知包，督促开始指令为督促开始指令包。

在图15的一个例子中，4个副端子S1～S4中、副端子S3从网络4切断连接的状态下，其他3个副端子S1、S2、S4在各个发送定时发送同步请求包。然后，在经过一段时间之后，由于设备维护结束等理由而副端子S3与网络4连接，副端子S3对主端子M发送生存通知包。

该结果，接收到生存通知包的主端子M为，主端子M的收发处理部11c判断为副端子数达到阈值y＝4，将督促开始指令包向各副端子S1～S4多播发送，该督促开始指令包的目的为，赋予指令，以便各副端子S1～S4等待来自主端子M的同步请求督促包接收再发送同步请求包。接收到督促开始指令包的各副端子S1～S4切换处理，以便等待来自主端子M的同步请求督促包接收再发送同步请求包。以后，对各副端子S1～S4依次实施与图3同样的同步顺序。

接下来，对在本发明的实施方式6中副端子数变动的情况下的同步控制系统的转变进行说明。图16是本发明的实施方式6的同步控制系统的转变的说明图。

在图16的一个例子中，作为初始状态，各副端子不等待来自主端子的同步请求督促包而发送同步请求包。将副端子一个一个地与网络4连接，在经过时间t1副端子数达到y，主端子对各副端子发送督促开始指令包，各端子切换处理，以便实施图3所示的同步控制顺序。

然后，与网络4连接的副端子数增加，在经过时间t2副端子数超过x，在该阶段主端子将同步请求督促包变更为多播发送，与多个副端子实施同步控制顺序。在经过一段时间之后，由于网络障碍等理由而不特定多数的副端子被从网络4切断连接，副端子数逐渐减少。在经过时间t3副端子数减少到x，在该阶段主端子将同步请求督促包从多播发送变更为单播发送。

然后，与网络4连接的副端子数还持续减少，在经过时间t4副端子数低于y。在该阶段，主端子发送督促解除指令包，对各副端子赋予指示，以便不等待来自主端子的同步请求督促包而发送同步请求包。然后，由于网络障碍的恢复等理由而从网络4切换连接的多个副端子逐个与网络4连接。然后，在经过时间t5副端子数达到y，主端子向各副端子发送督促开始指令包。以后，根据副端子数进行同样的同步控制系统的转变。

如上所述，在本发明的实施方式6的同步控制系统中，在正与网络4连接的副端子数低于一定的阈值的情况下，对副端子赋予指令，以便不等待同步请求督促包的接收而在各个发送定时发送同步请求包，因此将督促解除指令包向各副端子进行多播发送。由此，在小于一定数量的副端子正与网络连接的情况下，在其他副端子中能够不等待一系列的同步控制顺序结束而实施同步控制。

此外，在副端子数达到阈值的情况下，相反地，对副端子赋予指令，以便等待同步请求督促包的接收再发送同步请求包，因此将督促开始指令包向各副端子进行多播发送。根据以上，能够根据副端子数来实施最佳的同步控制处理，能够不根据端子数地进行高精度的采样同步控制。

（实施方式7）

对本发明的实施方式7进行说明。该实施方式7为，相对于实施方式2，在副端子的传送处理装置中设置端子信息管理部11e，主端子的传送处理装置与副端子的传送处理装置同样对生存通知包进行多播发送，在一定时间没有来自主端子的传送处理装置的生存通知包的接收的情况下，将端子编号最小的副端子设为代理主端子，代理主端子对其他副端子发送同步请求督促包，代理主端子使用端子信息管理部对其他副端子的信息以及同步控制的状况进行管理。

在实施方式7中，将在主端子由于设备维护、网络障碍等理由而主端子的连接从网络切断的情况下、或者其连接恢复了的情况下在副端子侧实施的处理和信息管理作为一个例子进行说明。

在实施方式7中，不仅主端子1，各个副端子2a～2n也具备端子信息管理部11e，以便在没有来自主端子1的数据包发送的情况下，某个副端子2能够成为代理主端子而对其他副端子2的信息进行管理。此外，在主端子1的网络连接恢复了的情况下，在主端子1与各副端子2a～2n之间产生同步误差ΔT，因此代理主端子对主端子1实施同步控制顺序。因此，各副端子2a～2n还对主端子1的信息进行管理。

图17是在本发明的实施方式7中对同步请求督促包进行多播发送的情况下的端子信息管理部的表的说明图。在图17的一个例子中，端子信息管理部11e的表将主端子的端子编号设为“0”，在各栏具有与主端子1对应的格子。此外，此时主端子1为正与网络4连接的状态，生存状况成为“是”。

在实施方式7中，以全部端子能够掌握相互的生存状况的方式，主端子1也与副端子2a～2n同样地发送生存通知包，并且将生存通知包进行多播发送。

图18是在本发明的实施方式7中主端子从网络断开的情况下的同步控制顺序的说明图。图18中的M为主端子，S1～Sn为副端子，督促为同步请求督促包，请求为同步请求包，应答为同步应答包，生存为生存通知包。

如图18所示那样，主端子M向各副端子S1～Sn多播发送生存通知包。在各副端子S1～Sn也是同样的，副端子S1～Sn侧也使用端子信息管理部11e来管理各端子的生存状况。在经过一段时间之后由于设备的不良情况或者网络4的障碍等而主端子M从网络4切断连接，因此生存通知包的发送失败。

然后，发送失败持续，在第m次的失败之后，各副端子S1～Sn的收发处理部11c使用内置的定时计数器等而判断为一定时间内没有来自主端子M的生存通知包接收从而主端子未生存，端子信息管理部11e的与主端子M对应的所有格子的信息复位为初始状态。

各副端子S1～Sn的收发处理部11c，读取端子信息管理部11e的信息并判断在生存的副端子S1～Sn中、自端子是否为最小的端子编号，判断为最小的端子编号的副端子S1作为代理主端子而切换处理，对剩余的各副端子依次发送同步请求督促包。

在图18的一个例子中，副端子S1为代理主端子。从该时刻起，作为代理主端子的副端子S1使用端子信息管理部11e来管理各副端子S1～Sn的生存状况、同步控制中的副端子、同步应答的可否、超时次数、以及地址。以后，在代理主端子与网络4的连接也被切断、剩余的其他副端子判断为代理主端子未生存的情况下，同样，其次小的端子编号的副端子作为代理主端子起作用。

图19是在本发明的实施方式7中从网络断开的主端子与网络重新连接了的情况下的同步控制顺序的说明图。图19中的M为主端子，S1～Sn为副端子，督促为同步请求督促包，请求为同步请求包，应答为同步应答包，生存为生存通知包，督促解除指令为督促解除指令包。

如图19所示那样，副端子S1继续作为代理主端子起作用，对其他各副端子S2～Sn实施同步控制顺序。在经过一段时间之后，各副端子S1～Sn接收到来自本来的主端子M的生存通知，并确认了本来的主端子M与网络4连接了的情况，如图17所示那样，收发处理部11c将端子信息管理部11e的生存状况栏11e-b的与主端子（端子编号0）对应的格子的内容设定为“是”。

在此，作为代理主端子的副端子S1，在切换为作为副端子的处理之前，需要消除与本来的主端子M之间的同步误差ΔT。因此，向主端子M通过单播来发送用于督促同步控制的督促开始指令包。接收到督促开始指令包的主端子的收发处理部11c暂时切换为作为副端子的处理。然后，作为代理主端子的副端子S1对主端子M发送同步请求督促包，以后在一段期间中，与其他副端子同样地实施同步控制顺序。

然后，在通过图6的处理而主端子M的同步误差ΔT的大小被判断为“无修正”时，主端子M向作为代理主端子的副端子S1，发送用于通知采样同步结束了的情况的同步结束通知包，紧之后，主端子M的收发处理部11c切换为作为主端子M的处理。接收到同步结束通知包的副端子S1的收发处理部11c，切换为作为原来的副端子的处理，等待来自主端子M的同步请求督促包接收而发送同步请求包。此后，与实施方式1、2同样，本来的主端子M对各副端子S1～Sn依次实施同步控制顺序。

如上所述，在本发明的实施方式7的同步控制系统中，全部端子发送生存通知包，并且使其生存通知包为多播发送，并且不仅主端子M，各副端子S1～Sn也管理各端子的信息，使得在由于某种不良情况或者设备维护而主端子M被从网络4断开的情况下，以其他副端子能够作为代理主端子起作用。

代理主端子的决定基准为最小的端子编号的副端子。此外，各副端子使用内置的定时计数器等来计测没有从主端子接收生存通知包的状态的继续期间，并判断生存状况。成为代理主端子的副端子，向其他各副端子依次发送同步请求督促包。此外，在从本来的主端子接收到生存通知包的情况下，作为代理主端子的副端子对主端子实施同步控制顺序，在确认了与主端子之间的同步误差消除了的基础上，作为代理主端子的副端子切换为作为原来的副端子的处理。

根据以上，即使主端子或者代理主端子的网络连接切断，也能够不使同步状态破坏而稳定地实施同步控制。

对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提出的，而并非试图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式来实施，在不脱离发明主旨的范围内能够进行各种省略、置换和变更。这些实施方式和其变形包含在发明的范围或主旨内，并且同样包含在权利要求所记载的发明和与其等同的范围内。

Claims (12)

1.一种同步控制系统，实现主端子(1)与多个副端子(2a-2n)之间的同步，与网络连接的主端子(1)和多个副端子(2a-2n)中分别具备传送处理装置(11)，该同步控制系统的特征在于，

上述主端子(1)的传送处理装置(11)具备：

传送接口部(11a)，保持所收发的数据包，并且在接收到用于同步控制的包时，取得用于同步控制计算的接收定时；

定时生成部(11b)，生成一定的内部定时；

收发处理部(11c)，对上述多个副端子按顺序进行同步请求督促包的发送，并且在从接收到同步请求督促包的副端子接收了同步请求包时，发送同步应答包，在对一个副端子结束同步应答包的发送之前，不对下一个发送目的地发送同步请求督促包；以及

同步控制部(11d)，根据接收到数据包的时刻和在所接收的数据包中附加的时刻信息，计算同步误差，来进行同步状况的判断，并且根据同步状况来调节修正量，向上述定时生成部(11b)发送内部定时修正的指令。

2.如权利要求1记载的同步控制系统，其特征在于，

各多个副端子(2a-2n)的传送处理装置(11)具备对上述主端子(1)的传送处理装置(11)以长周期发送生存通知包的功能，上述生存通知包用于传达正与网络连接的情况。

3.如权利要求1记载的同步控制系统，其特征在于，

上述传送处理装置(11)具备端子信息管理部(11e)，该端子信息管理部(11e)储存用于对各副端子(2a-2n)的信息以及同步控制的状况进行管理的表。

4.如权利要求1记载的同步控制系统，其特征在于，

上述传送接口部(11a)具有用于取得用于同步控制计算的接收定时的寄存器，上述寄存器的地址作为各个副端子的共用地址，并且用一个供应数据包接收定时电路。

5.如权利要求1记载的同步控制系统，其特征在于，

在正与网络连接的副端子的数量超过一定阈值的情况下，上述收发处理部(11c)在同步请求督促包中将督促同步请求的副端子编号作为信息进行附加，对同步请求督促包进行多播发送，在从通过副端子编号而被督促同步请求的副端子接收了同步请求包时，发送同步应答包，在对通过副端子编号而被督促同步请求的副端子结束同步应答包的发送之前，不进行下一个将督促同步请求的副端子编号作为信息进行附加的同步请求督促包的多播发送。

6.如权利要求5记载的同步控制系统，其特征在于，

在与上述网络连接的副端子的数量低于一定阈值的情况下，上述收发处理部(11c)多播发送督促解除指令包，上述督促解除指令包用于使副端子不等待来自主端子(1)的同步请求督促包的接收而发送同步请求包，在与上述网络连接的副端子的数量达到一定阈值的情况下，上述收发处理部(11c)发送督促开始指令包，上述督促开始指令包用于使副端子等待来自主端子(1)的同步请求督促包的接收再发送同步请求包。

7.如权利要求2记载的同步控制系统，其特征在于，

各副端子(2a-2n)的传送处理装置(11)具有端子信息管理部(11e)，该端子信息管理部(11e)储存用于对各副端子(2a-2n)的信息以及同步控制的状况进行管理的表，

上述主端子(1)的传送处理装置(11)与各副端子(2a-2n)的传送处理装置(11)同样地对生存通知包进行多播发送，在一定时间没有来自上述主端子(1)的传送处理装置(11)的生存通知包的接收的情况下，端子编号最小的副端子成为代理主端子，上述代理主端子对其他副端子发送同步请求督促包，上述代理主端子使用上述端子信息管理部(11e)对各副端子的信息以及同步控制的状况进行管理。

8.一种主端子(1)，在实现主端子(1)与多个副端子(2a-2n)之间的同步、且与网络连接的主端子(1)和多个副端子(2a-2n)中分别具备传送处理装置(11)的同步控制系统中应用，该主端子(1)的特征在于，

上述主端子(1)的传送处理装置(11)具备：

传送接口部(11a)，保持所收发的数据包，并且在接收到用于同步控制的包时，取得用于同步控制计算的接收定时；

定时生成部(11b)，生成一定的内部定时；

收发处理部(11c)，对上述多个副端子按顺序进行同步请求督促包的发送，并且在从接收到同步请求督促包的副端子接收了同步请求包时，发送同步应答包，在对一个副端子结束同步应答包的发送之前，不对下一个发送目的地发送同步请求督促包；以及

同步控制部(11d)，根据接收到数据包的时刻和在所接收的数据包中附加的时刻信息，计算同步误差，来进行同步状况的判断，并且根据同步状况来调节修正量，向上述定时生成部(11b)发送内部定时修正的指令。

9.如权利要求8记载的主端子(1)，其特征在于，

上述传送处理装置(11)具备端子信息管理部(11e)，该端子信息管理部(11e)储存用于对各副端子(2a-2n)的信息以及同步控制的状况进行管理的表。

10.如权利要求8记载的主端子(1)，其特征在于，

上述传送接口部(11a)具有用于取得用于同步控制计算的接收定时的寄存器，上述寄存器的地址作为各个副端子的共用地址，并且用一个供应数据包接收定时电路。

11.如权利要求8记载的主端子(1)，其特征在于，

在正与网络连接的副端子的数量超过一定阈值的情况下，上述收发处理部(11c)在同步请求督促包中将督促同步请求的副端子编号作为信息进行附加，对同步请求督促包进行多播发送，在从通过副端子编号而被督促同步请求的副端子接收了同步请求包时，发送同步应答包，在对通过副端子编号而被督促同步请求的副端子结束同步应答包的发送之前，不进行下一个将督促同步请求的副端子编号作为信息进行附加的同步请求督促包的多播发送。

12.如权利要求11记载的主端子(1)，其特征在于，

在与上述网络连接的副端子的数量低于一定阈值的情况下，上述收发处理部(11c)多播发送督促解除指令包，上述督促解除指令包用于使副端子不等待来自主端子(1)的同步请求督促包的接收而发送同步请求包，在与上述网络连接的副端子的数量达到一定阈值的情况下，上述收发处理部(11c)发送督促开始指令包，上述督促开始指令包用于使副端子等待来自主端子(1)的同步请求督促包的接收再发送同步请求包。