挑戰：

花費了太多時間創建在檢測系統中同步設備的軟件解決方法。

解決方案：

使用 IEEE-1588 精確時間規程 (PTP) 和 FLIR 相機在幾微秒內同步設備，無需解決方法。將系統同步到通用時基可支持實現最小化抖動和最大化吞吐量的簡化系統設計。

什么是 IEEE-1588 精確時間規程 (PTP)？

IEEE-1588 PTP 是一項成熟技術，可同步啟用 PTP 的以太網設備（如機器人）、控制系統和組件的內部時鐘，從而創建同步的全系統時間戳。此項技術的開發根源是需要電氣和電信設備來同步電網和移動網絡。

相比于在毫秒范圍內運行的網絡時間規程 (NTP)，IEEE-1588 PTP 可輕松在幾微秒內同步啟用 PTP 的設備。

圖 1：路徑延遲經計算可納入同步設備時鐘的過程中。主設備將兩個信號發送到位于 (1) 和 (2) 的從動裝置。然后輔助設備將信號發回 (3) 和路徑，延遲經計算后應用到同步時鐘 (4)。

IEEE-1588 PTP 如何運行？

主設備（主裝置）和輔助設備（從動裝置）交換印有時間戳的消息，然后比較這些消息以確定它們之間的路徑延遲。根據此抵消計算，輔助設備將調整其內部時鐘以與主設備同步（見圖 1）。定期同步時鐘以補償偏差可實現長期頻率穩定性（見圖 2）。

圖 2 :以相同頻率運行的時鐘隨著時間的推移會出現偏差。IEEE 1588 設備將定期同步以補償此偏差。

簡單的 IEEE-1588 PTP 實現是怎樣的？

在簡單的 IEEE-1588 PTP 實現中，一些啟用 PTP 的以太網設備連接到某個交換機，其中一臺設備充當主時鐘。各臺設備與主時鐘同步，從而在網絡中建立通用時間。如果沒有設備充當主時鐘，啟用 PTP 的設備將互相查詢以確定要同步到的時鐘。

如果網絡需要現實時基，請連接使用 GPS 系統時間信號的最高級時鐘，例如 Trimble Thunderbolt GM100（見圖 3）。

IEEE-1588 PTP 對機器視覺的主要優勢是什么？

● 穩定系統吞吐量的精確時間戳

自動化系統控制方案依靠在過程中的每一步都使用離散傳感器，這可導致定義為理想和實際定期信號之間差異的許多抖動（見圖 4）。IEEE-1588 PTP 根據時間戳（而非傳感器信號）支持精確協調設備。這可減少抖動、支持緊密的系統協調，并使吞吐量更易于預測。

圖 4：信號抖動

例如，在使用基于傳感器信號的簡單工業應用中，某個零件經由傳送帶傳輸、被貼上標簽，并且相機會進行檢測以驗證標簽。如果標簽丟失，系統該如何確定錯誤發生的位置？可能是該零件到達過晚，錯過了貼標簽這一步，也可能是相機啟動過早。在使用 IEEE-1588 PTP 的系統中，過程中的每個操作均會根據通用時基印上時間戳。這可確定各個事件的精確序列和第一個錯誤的發生點。

●減少了帶寬和處理開銷

相較于需要傳感器經常輪詢的解決方法，IEEE-1588 PTP 釋放了網絡帶寬和 CPU 循環。它支持采用快速部署和簡單維護的簡化系統設計。IEEE-1588 PTP 還可在無需用戶監督超大型復雜網絡拓撲的情況下可靠運行。

如果您使用 GigE Vision 相機，啟用 PTP 無需更改現有應用，因為 GigE Vision 標準支持 IEEE-1588 PTP 時間戳。

●IEEE-1588 PTP 系統是不會過時的

工業物聯網 (IIoT) 和工業 4.0 將對設計下一代自動化系統產生深遠影響。IIoT 的目標是通過構建“智能對象”（如機器人、控制系統、相機和其他傳感器）網絡和將大數據分析用于增強的過程優化機制，從而提高效率。每個過程步驟的精確時間戳將是這些網絡的重要組成部分。立即將啟用 IEEE-1588 PTP 的設備添加到系統中，這可確保您已為即將到來的 IIoT 做好準備。

FLIR 相機如何幫助利用 IEEE-1588 PTP？

FLIR Blackfly S GigE 和新推出的 Oryx 10 GigE 相機支持 IEEE-1588 PTP。首先將在這些相機的檢測系統中實施 IEEE-1588 PTP，確保穩定吞吐量、減少帶寬和處理開銷，并可讓您為使用以后的技術做好準備。若要詳細了解上述優勢以及 FLIR 的 Blackfly S 和 Oryx相機的其他優勢，請立即聯系我們。

Harris, Ken，“這是將 IEEE 1588 在工業自動化領域的一個應用”。Precision Clock Synchronization for Measurement, Control and Communication (2008)：

Srinivasan，Seshadhri，以及其他人 “在采用抖動邊界的網絡自動化系統中確認反應時間。” Software Reliability Engineering Workshops (ISSREW)，2014 IEEE International Symposium 于 IEEE, 2014。