PLC-Recorder对于数据采集时间戳偏差的修正功能

目录

一、修正原理

二、使用步骤

1、初始状态，计算修正系数

2、启动和使用

3、修正系数的手动修改

三、修正前后的效果对比

1、修正前的时间偏差曲线

2、修正后的效果曲线

四、注意事项

1、控制器可能的时钟波动

2、平移参数评估

3、参数保存

五、关于时间处理的小结

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PLC-Recorder在收听模式的高速采集时，支持PLC发送的时间戳，具体可以参考S7-1500的高速采集案例，来克服计算机（Windows系统）的时钟不稳定性，大大提高了采集数据的时刻稳定性。但是，被采集控制器（以下简称控制器）和计算机是两个不同的设备，有着各自的时钟，两个时钟总是会存在快慢的差异，长期运行后，时间戳就会出现绝对时间的偏差。

对于单台控制器采集，这种时钟的差异只要不是很大，是可以忽略的。

对于多台控制器同步采集，且这些控制器需要进行动作时序比较时（比如，需要精确到ms级别）。如果他们同时开始动作，曲线上却显示出不同的时间偏差，到底是测量问题，还是设备同步问题？用户就会抓狂。在Ana的离线分析里有通道偏移设定，可以手动修正通道间的时间偏差，但是，用户需要找到修正依据，也不是件容易的事情。

为了尽可能解决时间不同步的问题，采集软件开发了时间戳较准的功能（V3.3.0开始支持），增加了修正系数。控制器和计算机的时间同步误差小了，控制器之间的时间错位也会自然变小。

一、修正原理

下图是计算机时钟与控制器时钟的特性曲线，如果他们完全一致，则曲线就是那条虚线，而实际上，是蓝色表示的样子。假设他们是线性关系，则可以通过y=kx+b来进行修正。其中k是修正系数，b是平移系数。

二、使用步骤

1、初始状态，计算修正系数

初始状态时，修正系数为1。开始采集后，软件不断计算时间戳与计算机的时间差异，经过一段时间探索后，就可以观察到趋势，软件进行曲线拟合，推测时间戳与计算机时间的线性关系，当线性关系稳定后，提示有新的修正系数。

点击“使用”按钮，该修正系数存入通道参数。在下次开始采集时，即可应用这个修正系数。

2、启动和使用

在启动采集时，如果修正系数不为1，则进行应用。在进行时间戳同步后，即开始修正。并在初始阶段，进行平移参数的评估和应用。

3、修正系数的手动修改

修正系数的大小与计算机和被采集设备的时钟差异有关。如果I/O项目复制到其他计算机，则该系数不一定合适。这时有两种解决办法：

方法1：通过“复位”按钮，可以重新启动修正系数计算。

方法2：如果知道适合的修正系数，则可以在I/O里直接进行修正。

三、修正前后的效果对比

1、修正前的时间偏差曲线

2、修正后的效果曲线

四、注意事项

1、控制器可能的时钟波动

为了提高修正系数的精度，修正系数计算时间至少要1-2小时，如果在计算过程中出现了较大波动，则会自动重新计算。

已经发现很多PLC会定时或者不定时进行时钟的调整，这会导致修正后的时间戳出现相应的变化，以下是几个控制器的情况：

S7-1200会出现1小时1s的调整，修正后，会出现明显的偏差台阶。

S7-1500也有调整，但是，采用了多次，小幅的调整，所以，其修正后的效果还是不错的。

汇川的中型PLC发现半小时内60s的快速修正。

PUM控制器的有自己的时间戳计算机制，脱离了时钟的干扰，时间戳非常稳定，修正效果也最好。

本软件的修正目标是将时钟偏差控制在30ms/12h以内，实际测试偏差都在10ms/12h以内（有台阶偏差的除外）。

2、平移参数评估

在开始采集时，系统稳定性欠佳，经过短暂的稳定期后，会对于平移系数b进行评估和应用，该过程仅持续几秒。

3、参数保存

已经应用的通道修正系数会存入数据文件、配置文件，在软件启动时，会自动加载和应用。也可以从数据文件导入。

五、关于时间处理的小结

为了提高高速采集时间的稳定性，软件采取了一系列的措施，可以选择使用，获取最佳效果：

1、采集阶段：电文/报文带有时间戳、时间戳修正

2、离线分析阶段：通道偏移。