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Industrial Ethernet S7-300/400 CPs -- Montage et paramétrage du matériel -- Synchronisation horloge
Synchronisation d'horloge - Synchronisation d'horloge dans le monde de l'automatisme
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Nº de référence:

Introduction
NTP (network time protocol) est une méthode générale pour la synchronisation d'horloge système en réseau local et global. La méthode de travail NTP se distingue fondamentalement des autres principaux protocoles. NTP ne synchronise pas simplement toutes les horloges entre elles, mais il forme une hiérarchie des serveurs d'horloge NTP et des clients NTP. Un niveau de hiérarchie sera défini en "Strate", où "Strate-1" représente le plus haut niveau. Des serveurs d'horloge de ce niveau se synchronisent sur une source horloge de référence, qui peut être par ex. une horloge radio, un récepteur GPS ou un Modem-Service Horloge. Des serveurs Strate-1 mettent leur horloge à la disposition de plusieurs clients NTP dans le réseau, qui ont été définis en tant que "Strate-2".

Avec la méthode NTP, le CP envoie à des intervalles de temps réguliers des demandes d'horloge ( en mode Client ) au serveur NTP dans le sous-réseau (LAN). En fonction des réponses du serveur, l'horloge la plus sûre et la plus précise est déterminée et l'horloge de la station sera synchronisée. L'avantage de cette méthode réside dans la possibilité de la synchronisation d'horloge au delà des limites du sous-réseau. La précision est dépendante de la qualité des serveurs NTP utilisés.

Composants de la famille SIMATIC S7-300 disposant de cette fonctionnalité de synchronisation de l'heure à travers le protocole NTP :
 
SIMATIC S7-300 Référence à partir du firmware
CPU314C-2 PN/DP 6ES7314-6EH04-0AB0 V3.3
CPU315-2 PN/DP 6ES7315-2EH13-0AB0 V2.5
CPU315-2 PN/DP 6ES7315-2EH14-0AB0 V3.1
CPU315F-2 PN/DP 6ES7315-2FH13-0AB0 V2.5
CPU315F-2 PN/DP 6ES7315-2FJ14-0AB0 V3.1
CPU317-2 PN/DP 6ES7317-2EK13-0AB0 V2.5
CPU317-2 PN/DP 6ES7317-2EK14-0AB0 V3.1
CPU317F-2 PN/DP 6ES7317-2FK13-0AB0 V2.5
CPU317F-2 PN/DP 6ES7317-2FK14-0AB0 V3.1
CPU319-3 PN/DP 6ES7318-3EL00-0AB0 V2.4
CPU319-3 PN/DP 6ES7318-3EL01-0AB0 V3.2
CPU319F-3 PN/DP 6ES7318-3FL00-0AB0 V2.5
CPU319F-3 PN/DP 6ES7318-3FL01-0AB0 V3.2
CP343-1 6GK7343-1EX20-0XE01) V1.1
CP343-1 6GK7343-1EX21-0XE0 V1.0
CP343-1 6GK7343-1EX30-0XE0 V2.0
CP 343-1 IT 6GK7343-1GX11-0XE01) V2.0
CP343-1 IT 6GK7343-1GX20-0XE0 V1.0
CP343-1 Adv 6GK7343-1GX21-0XE0 V1.0
CP343-1 Adv 6GK7343-1GX30-0XE0 V1.0
CP343-1 Adv 6GK7343-1GX31-0XE0 V3.0
CP343-1 Lean 6GK7343-1CX00-0XE01) V1.0
CP343-1 Lean 6GK7343-1CX10-0XE0 V1.0
Tableau 01
1)
Seule l'horloge interne du tampon de diagnostic du CP sera synchronisée par le protocole NTP.

CPU ET 200 disposant de cette fonctionnalité de synchronisation de l'heure à travers le protocole NTP :
 
CPU ET 200 Référence à partir du firmware
IM151-8 PN/DP CPU 6ES7151-8AB00-0AB0 V2.7
IM151-8 PN/DP CPU 6ES7151-8AB01-0AB0 V3.2
IM151-8F PN/DP CPU 6ES7151-8FB00-0AB0 V2.7
IM151-8F PN/DP CPU 6ES7151-8FB01-0AB0 V3.2
IM154-8 PN/DP CPU 6ES7154-8AB00-0AB0 V2.5
IM154-8 PN/DP CPU 6ES7154-8AB01-0AB0 V3.2
IM154-8F PN/DP CPU 6ES7154-8FB01-0AB0 V3.2
IM154-8FX PN/DP CPU 6ES7154-8FX01-0AB0 V3.2
Tableau 02

Composants de la famille SIMATIC S7-400 disposant de cette fonctionnalité de synchronisation de l'heure à travers le protocole NTP :
 
SIMATIC S7-400 Référence à partir du firmware
CPU412-2 PN 6ES7412-2EK06-0AB0 V6.0
CPU412-5H PN/DP 6ES7412-5HK06-0AB0 V6.0
CPU414-3 PN/DP 6ES7414-3EM05-0AB0 V5.0
CPU414-3 PN/DP 6ES7414-3EM06-0AB0 V6.0
CPU414F-3 PN/DP 6ES7414-3FM06-0AB0 V6.0
CPU414-5H PN/DP 6ES7414-5HM06-0AB0 V6.0
CPU416-3 PN/DP 6ES7416-3ER05-0AB0 V5.0
CPU416-3 PN/DP 6ES7416-3ES06-0AB0 V6.0
CPU 416F-3 PN/DP 6ES7 416-3FR05-0AB0 V5.0
CPU 416F-3 PN/DP 6ES7416-3ES06-0AB0 V6.0
CPU 416-5H PN/DP 6ES7416-5HS06-0AB0 V6.0
CPU 417-5H PN/DP 6ES7417-5HT06-0AB0 V6.0
CP443-1 6GK7443-1EX11-0XE0 V2.0
CP443-1 6GK7443-1EX20-0XE0 V1.0
CP443-1 6GK7443-1EX30-0XE0 V3.0
CP443-1 Adv 6GK7443-1EX40-0XE0 V1.0
CP443-1 Adv 6GK7443-1EX41-0XE0 V1.0
CP443-1 Adv 6GK7443-1GX20-0XE0 V2.0
CP443-1 Adv 6GK7443-1GX30-0XE0 V3.0
CP443-1 IT 6GK7443-1GX11-0XE0 V2.0
Tableau 03

Activation du protocole NTP pour la synchronisation de l'horloge
C'est dans la configuration matérielle de STEP 7 que vous activez la synchronisation d'horloge via le protocole NTP.
Pour l'activation, allez dans les propriétés du CP Industrial Ethernet. Dans l'onglet "Synchronisation d'horloge", cochez la case "Activer la synchronisation d'horloge selon la méthode NTP".
Puis renseignez le champ "Adresses de serveurs NTP" avec les adresses IP des serveurs NTP appropriés.

Important

  • La méthode NTP ne gère pas la commutation automatique entre l'heure d'été et l'heure d'hiver. Cela n'est pas prévu dans le protocole. L'heure locale doit être adaptée en conséquence. NTP envoie toujours l'heure UTC, c'est-à-dire l'heure GMT (Greenwich Mean Time). 
    Vous trouverez la méthode pour calculer l'heure d'été dans l'article ID : 19324378
  • Dans les CPU S7-300 et S7-400, aucun fuseau horaire ne peut-être réglé lors de l'utilisation de la méthode NTP pour la synchronisation d'horloge.
  • Pour le CP343-1 IT avec la référence 6GK7343-1GX20-0XE0 et le firmware V1.0, lors de l'utilisation de la fonction "Régler l'horloge de la CPU", l'adresse MPI 2 doit être sélectionnée pour la CPU. Cela a été corrigé avec la mise à jour du firmware V1.1, cf. article ID: 21070809.

Exemple pour une transmission de l'horloge dans le S7-400 en tant qu'horloge esclave
Pour utiliser la méthode de synchronisation NTP, vous devez sélectionner dans la fenêtre des propriétés du CP Industrial Ethernet > Onglet "Synchronisation d’horloge " la fonction "Activer la synchronisation d’horloge selon la méthode NTP". Ensuite, au moins une adresse IP d’un serveur NTP devra être renseignée avec le bouton "Ajouter" et l'option "Transmettre l'heure à la station" doit être activée. Les réglages du fuseau horaire et de l’intervalle d’actualisation devront être ajustés selon les spécificités et exigences du projet.


Figure 01

Vous trouverez une liste des serveurs NTP actifs (Stratum One Time Servers) à l'adresse suivante :
http://support.ntp.org/bin/view/Servers/WebHome

Ces serveurs NTP peuvent être utilisés pour la synchronisation de l'horloge. Dans notre exemple, la synchronisation d'horloge sera réalisée par le serveur NTP (Strate-1) de l'université d'Erlangen-Nürnberg.

Dans la fenêtre des propriétés de la CPU, dans l'onglet "Diagnostic/Horloge", la CPU S7-400 doit être configurée comme esclave d'horloge.


Figure 02

Exemple pour une transmission de l'horloge dans le S7-300 en tant qu'horloge esclave
Pour utiliser la méthode de synchronisation NTP, vous devez sélectionner dans la fenêtre des propriétés du CP Industrial Ethernet > Onglet "Synchronisation d’horloge " la fonction "Activer la synchronisation d’horloge selon la méthode NTP". Ensuite, au moins une adresse IP d’un serveur NTP devra être renseignée avec le bouton "Ajouter" et l'option "Transmettre l'heure à la station" doit être activée. Les réglages du fuseau horaire et de l’intervalle d’actualisation devront être ajustés selon les spécificités et exigences du projet.


Figure 03

Vous trouverez une liste des serveurs NTP actifs (Strate-1) à l'adresse suivante http://support.ntp.org/bin/view/Servers/WebHome. Ces serveurs NTP peuvent être utilisés pour la synchronisation de l'horloge. Dans notre exemple, la synchronisation d'horloge sera réalisée par le serveur NTP(Strate-1) de l'université d'Erlangen-Nürnberg.

Du fait que l’heure d’une CPU S7-300 est mise à jour régulièrement par le CP Industrial Ethernet, alors pour ce service une ressource de communication de la CPU S7-300 est utilisée. Tenez-en compte lors de l’étude de l’installation.

Pour les CPUs du S7-300, une configuration de synchronisation d’horloge n'est requise que lorsque vous mettez en œuvre les CP Industrial Ethernet suivants :
 
SIMATIC S7-300 Référence firmware
CP343-1 6GK7343-1EX30-0XE0 à partir de V2.2
CP343-1 Adv 6GK7343-1GX30-0XE0 à partir de V1.0
CP343-1 Adv 6GK7343-1GX31-0XE0 à partir de V3.0
CP343-1 Lean 6GK7343-1CX10-0XE0 à partir de V2.2
Tableau 04

Lorsque vous installez un des CPs indiqués ci-dessus, alors vous devez effectuer des paramétrages supplémentaires dans la fenêtre des propriétés de la CPU. Ces paramétrages dépendent du type de bus de communication disponible sur le fond de panier de la CPU :

  • Le bus de communication est un bus partagé, c’est-à-dire qu’il est physiquement relié à l’interface MPI de la CPU. On trouve ce type de construction sur les petites CPUs, à partir de la CPU312 jusqu’à la CPU315-2DP comprise ainsi que les appareils C7. Dans ce cas, réglez dans la fenêtre de propriétés de la CPU -> Onglet "Diagnostic / Horloge" pour la rubrique Synchronisation sur MPI le mode de synchronisation "Comme esclave".


Figure 04

  • Le bus de communication n’est pas un bus partagé, c’est à dire l’interface MPI et le bus de communication sont séparés. On trouve ce type de construction pour les grosses CPU, à partir de la CPU315-2PN/DP jusqu’à la CPU319-3PN/DP comprise. Dans ce cas, réglez dans la fenêtre de propriétés de la CPU -> Onglet "Diagnostic / Horloge" pour la rubrique Synchronisation dans l’AP le mode de synchronisation "Comme esclave".


Figure 05

Diagnostic
Pour vérifier l'état de synchronisation de l'horloge, ouvrez le diagnostic NCM S7 du CP Industrial Ethernet.

Vous ouvrez le diagnostic NCM S7 par le menu démarrer de Windows sous "SIMATIC > STEP 7 > NCM S7 > Diagnostics".

Vous pouvez aussi ouvrir le diagnostic NCM-S7 par SIMATIC Manager. Cliquez avec le bouton droit de la souris sur le CP Industrial Ethernet et choisissez le menu "Système cible > État du module". Allez dans le dialogue "État du module" dans l'onglet "Général" et cliquez sur le bouton "Diagnostic spécifique" pour ouvrir le diagnostic NCM S7 du CPIndustrial Ethernet.

Les informations sur la synchronisation d'horloge par la méthode SIMATIC ou par la méthode NTP se trouvent dans l’onglet "synchronisation d'horloge".


Figure 06

Il faut faire attention aux points suivants lors de l'interprétation de l'affichage :

Affichage du serveur NTP configuré
Lors de la configuration, il peut être indiqué jusqu'à 4 serveurs NTP. Les serveurs NTP correspondants seront interrogés par le CP et leurs télégrammes de réponse seront évalués. Le serveur NTP possédant la plus grande précision sera choisi. Avec cela, il sera garanti que la station sera synchronisée avec l'horloge la plus précise.

Dans cette vue d'ensemble, la colonne la plus importante est la colonne Status. Les indications suivantes sont possibles :

  • Maître NTP / NTP master
    Le serveur NTP configuré est accepté par le CP pour la synchronisation d'horloge. Le CP n'attribue cet état qu'à un seul des serveurs NTP configurés.
  • accessible / reachable
    Le serveur NTP configuré est accessible par le réseau, mais les infos d'horloge ne sont pas utilisées pour la synchronisation.
  • accessible (non synchronisé) / reachable (unsynchronized)
    Le serveur NTP configuré est accessible par le réseau, mais les infos d'horloge ne sont pas utilisées pour la synchronisation. A l'aide du télégramme, le CP reconnaît que le serveur NTP n'est pas synchronisé.
  • inaccessible / not reachable
    Le serveur NTP est configuré mais n'est pas accessible à l'adresse IP indiquée.

Aucun des serveurs NTP configurés n'est affiché comme maître NTP
Tous les serveurs NTP configurés sont indiqués comme accessibles- cependant aucun comme maître NTP.

  • Cela signifie que l'horloge du serveur NTP a été estimée comme étant trop imprécise.
    Dans le firmware du CP, il y a divers contrôles, qui sont définis par les RFC correspondantes (standard Internet).
  • Il peut aussi être lié avec la synchronisation du maître NTP. Dans le télégramme NTP, il y a plusieurs horodatages. Si un serveur NTP n'est pas synchronisé de façon externe, cela est indiqué dans les horodatages correspondants dans le télégramme. La conséquence est que l'horloge de ce serveur NTP n'est pas acceptée.

Le fait qu'il n'y ait aucun maître NTP potentiel dans les serveurs NTP accessibles, est aussi indiqué à l'utilisateur par un compteur dans le diagnostic. Le compteur "Dépassement de l'intervalle de temps" sera dans ce cas incrémenté de "1" à chaque écoulement de l'intervalle de temps.

Remarque
Tous les CPs antérieurs aux CPs cités plus haut ou qui possèdent une version de firmware plus ancienne, ne réagissent pas aux télégrammes de réponse d'un serveur NTP si celui-ci n'utilise pas une version NTP paire par ex. V2.x, V4.x. Le module doit alors être mis à niveau avec une version actuelle du firmware. Tous les nouveaux modules supportant une synchronisation d'horloge par NTP, acceptent aussi des télégrammes de réponse d'un serveur NTP avec d'autres versions NTP.

Émetteur d'horloge SICLOCK TM
L'émetteur d'horloge SICLOCK est une unité autonome, qui peut émettre sur Ethernet des télégrammes d'horloge aux méthodes SIMATIC ou NTP.

  • SICLOCK TM, référence : 2XV9450-1AR23, firmware à partir d'avril 2001

SICLOCK travaille exclusivement en tant que maître d'horloge et peut émettre en Multicast ou Broadcast des télégrammes d'horloge sur ISO Industrial Ethernet. En mode NTP, un fonctionnement par routeur est aussi possible. L'horloge du SICLOCK peut aussi être synchronisée par un récepteur DCF 77 ou GPS avec une horloge centrale.

D'autres paramétrages sont indiqués dans le manuel de SICLOCK.

 ID contribution:17990844   Date:2013-05-22 
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