Introduzione
NTP (Network Time Protocol) è un metodo generico per la sincronizzazione di orologi di sistema in reti locali e globali. Il funzionamento del metodo NTP è fondamentalmente diverso dalla maggioranza degli altri protocolli. NTP non sincronizza semplicemente tutti gli orologi tra di loro, bensì crea una gerarchia di server dell'ora NTP e client NTP. Un livello di gerarchia viene denominato "stratum", dove "stratum-1" rappresenta il livello più alto. I server dell'ora di questo livello si sincronizzano su una sorgente dell'ora di riferimento, che può essere p. es. un radio orologio, un ricevitore GPS oppure servizi orologio - modem. I server Stratum-1 One rendono disponibili la loro ora a più client NTP in rete, che vengono denominati "stratum-2".

Con il metodo NTP il CP invia a intervalli regolari richieste dell'ora (in modalità client) al server NTP nella subrete (LAN). Sulla base della risposta del server si rileva l'ora più precisa e più affidabile e viene sincronizzata l'ora della stazione. Il vantaggio di questo metodo è la possibilità di sincronizzare l'ora oltre i limiti della subrete. La precisione dipende dalla qualità del server NTP utilizzato.

Componenti SIMATIC S7-300 con la funzione Sincronizzazione dell'ora tramite il protocollo NTP.
 

SIMATIC S7-300	Numero di ordinazione	Dal 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 Lean	6GK7343-1CX00-0XE01)	V1.0
CP343-1 Lean	6GK7343-1CX10-0XE0	V1.0

Tabella 01
¹⁾ Tramite il protocollo NTP viene sincronizzata solo l’ora del buffer di diagnostica interno del CP.

CPU ET 200 con la funzione Sincronizzazione dell'ora tramite il protocollo NTP.
 

CPU ET 200	Numero di ordinazione	Dal 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
CPU IM154-8FX PN/DP	6ES7154-8FX01-0AB0	V3.2

Tabella 02

Componenti SIMATIC S7-400 con la funzione Sincronizzazione dell'ora tramite il protocollo NTP.
 

SIMATIC S7-400	Numero di ordinazione	Dal Firmware
CPU412-2 PN	6ES7412-2EK06-0AB0	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
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
CP443-1	6GK7443-1EX11-0XE0	V2.0
CP443-1	6GK7443-1EX20-0XE0	V1.0
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 IT	6GK7443-1GX11-0XE0	V2.0

Tabella 03

Attivazione dello NTP (network time protocol) per la sincronizzazione dell'ora
La sincronizzazione dell'ora tramite il protocollo NTP si imposta per le CPU nella Configurazione hardware di STEP 7.
Per l'attivazione andare nella finestra di dialogo delle Proprietà del CP Industrial Ethernet. Nella scheda "Sincronizzazione dell'ora", attivare la funzione "Attiva la sincronizzazione dell'ora nel metodo NTP".
Nel campo "Indirizzi server NTP" digitare anche gli indirizzi IP del corrispondente server NTP.

Importante

• Il metodo NTP non supporta la commutazione automatica tra ora solare e ora legale. Questo non è previsto nel protocollo.
  Come si può calcolare l'ora solare, è descritto nell’articolo con ID: 19324378
• Nelle CPU S7-300 e S7-400 con l'utilizzo del metodo NTP per la sincronizzazione dell'ora non si possono impostare i fusi orari.
• Nel CP343-1 IT con numero di ordinazione 6GK7343-1GX20-0XE0 e firmware V1.0 nell'impiego della funzione "Imposta l'ora della CPU" per la CPU deve essere scelto l'indirizzo MPI 2. Dal firmware V1.1 l'impostazione dell'ora della CPU è indipendente dall'indirizzo MPI, vedere l'articolo con ID: 21070809.

Esempio per l'inoltro dell'ora con un S7-400 come slave dell'ora
Per poter utilizzare il metodo NTP, occorre che nella finestra di dialogo delle Proprietà del CP Industrial Ethernet -> Scheda "Sincronizzazione dell'ora", venga attivata la funzione "Attiva sincronizzazione dell'ora nel metodo NTP". Inoltre tramite il pulsante "Aggiungi" occorre venga indicato almeno un indirizzo IP di un server NTP. Le impostazioni del fuso orario e dell'intervallo di aggiornamento devono essere definite secondo le esigenze di progetto.

Figura 01

Un elenco dei server NTP attivi (stratum one time server) si trova nella seguente pagina Internet
http://support.ntp.org/bin/view/Servers/WebHome

Questi server NTP possono essere utilizzati per la sincronizzazione dell'ora. Nel nostro esempio si esegue la sincronizzazione dell'ora tramite il server dell'ora (stratum one) dell'Università di Erlangen Norimberga.

Nella finestra di dialogo delle proprietà della CPU, nella scheda "Diagnostica/Ora" occorre configurare la CPU S7-400 come slave dell'ora.

Figura 02

Esempio per l'inoltro dell'ora con un S7-300 come slave dell'ora
Per poter utilizzare il metodo NTP, occorre che nella finestra di dialogo delle Proprietà del CP Industrial Ethernet -> Scheda "Sincronizzazione dell'ora", venga attivata la funzione "Attiva sincronizzazione dell'ora nel metodo NTP". Inoltre tramite il pulsante "Aggiungi" occorre venga indicato almeno un indirizzo IP di un server NTP. Le impostazioni del fuso orario e dell'intervallo di aggiornamento devono essere definite secondo le esigenze di progetto.

Figura 03

Un elenco dei server NTP attivi (stratum-1) si trovano nella seguente pagina Internethttp://support.ntp.org/bin/view/Servers/WebHome. Questi server NTP possono essere utilizzati per la sincronizzazione dell'ora. Nel nostro esempio si esegue la sincronizzazione dell'ora tramite il server NTP (stratum-1) dell'Università di Erlangen Norimberga.

Poiché l'ora della CPU S7-300 viene messa a punto costantemente dal CP Industrial Ethernet, per questo servizio è necessaria una risorsa di connessione sulla CPU S7-300. Tenere conto di questo nella progettazione dell'impianto.

Nella CPU S7-300 è necessaria una sola configurazione della sincronizzazione dell'ora, se si utilizza uno dei seguenti CP Industrial Ethernet:
 

SIMATIC S7-300	Numero di ordinazione	Firmware
CP343-1	6GK7343-1EX30-0XE0	dalla V2.2
CP343-1 Adv	6GK7343-1GX30-0XE0	dalla V1.0
CP343-1 Lean	6GK7343-1CX10-0XE0	dalla V2.2

Tabella 04

Utilizzando uno dei CP Industrial Ethernet indicati sopra, sono necessarie impostazioni aggiuntive nella finestra di dialogo delle proprietà della CPU. Le impostazioni dipendono dalla configurazione del bus di comunicazione per il bus backplane della CPU:

• il bus di comunicazione è realizzato come Partyline, ovvero è collegato fisicamente con l'interfaccia MPI della CPU. Questa struttura è presente nelle CPU "piccole", ovvero dalla CPU312 alla CPU315-2DP compresa e negli apparecchi C7. Nella finestra di dialogo delle proprietà della CPU configurare in questo caso nella scheda "Diagnostica/Ora" per la sincronizzazione con MPI il tipo di sincronizzazione "come slave".

Figura 04

• Il bus di comunicazione non è realizzato come Partyline, ovvero interfaccia MPI e bus di comunicazione sono separati. Questa struttura di bus è presente nelle CPU "grandi", ovvero dalla CPU315-2PN/DP alla CPU319-3PN/DP inclusa. Nella finestra di dialogo delle proprietà della CPU configurare in questo caso nella scheda "Diagnostica/Ora" per la sincronizzazione in AS il tipo di sincronizzazione "come slave".

Figura 05

Diagnostica
Aprire la diagnostica S7 NCM del CP IE per determinare lo stato della sincronizzazione dell'ora.

Si può aprire la diagnostica S7 NCM nel menu START di Windows tramite SIMATIC -> STEP 7 -> NCM S7 -> Diagnostica.

In alternativa è possibile aprire la diagnostica S7 NCM tramite il SIMATIC Manager. Fare clic con il tasto destro del mouse sul CP IE e scegliere il menu "PLC -> Module status". Passare alla finestra di dialogo "Module status" nella scheda "General" e premere il pulsante "Special Diagnostics", per aprire la diagnostica S7 NCM del CP IE.

Le informazioni per la sincronizzazione dell'ora nel metodo SIMATIC o nel metodo NTP si trovano nella scheda "Time-of-Day".

Figura 06

Nell'interpretazione della visualizzazione occorre tenere conto dei seguenti punti.

Visualizzazione del server NTP progettato
Nella progettazione si possono indicare fino a quattro server NTP. I corrispondenti server NTP vengono chiamati dal CP il quale analizza i loro telegrammi di risposta. Viene scelto il server NTP con la massima precisione. In questo modo si garantisce che la stazione venga sincronizzata col tempo più preciso.

In questo contesto è importante la colonna Status. In essa sono possibili le seguenti informazioni.

• Master NTP / NTP master
  Il server NTP progettato è accettato da CP per la sincronizzazione dell'ora. Il CP assegna ad un solo server NTP progettato questo stato.
• raggiungibile / reachable
  Il server NTP progettato è raggiungibile nella rete ma non è però utilizzato per la sincronizzazione dell'ora.
• raggiungibile (non sincronizzato) / reachable (unsynchronized)
  Il server NTP progettato è raggiungibile nella rete ma non è però utilizzato per la sincronizzazione dell'ora. Il CP rileva in base al telegramma che il server NTP non è sincronizzato.
• non raggiungibile / not reachable
  Il server NTP è progettato ma non è raggiungibile all'indirizzo IP indicato-

Nessuno dei server NTP progettati viene visualizzato come master NTP
Talvolta tutti i server NTP vengono visualizzati come raggiungibili, però nessuno come master NTP.

• Questo significa perciò che l'ora del server NTP è stata considerata come imprecisa.
  Nel firmware del CP ci sono diverse verifiche che sono definite nel corrispondente RFC (Standard Internet).
• Può aver a che fare anche con la sincronizzazione del master NTP. Nel telegramma NTP ci sono diversi time stamp. Se un server NTP non è stato sincronizzato esternamente, questo viene indicato corrispondentemente nei time stamp dei telegrammi. La conseguenza è che l'ora di questi server NTP non viene accettata.

Il fatto che tra i server NTP raggiungibili non ci sia alcun potenziale master NTP viene segnalato all'utente con un ulteriore contatore nella diagnostica. Il contatore "Sovrascrittura dell'intervallo di campionamento" in questo caso viene aumentato di 1 ogni volta che è trascorso l'intervallo di campionamento.

Avvertenza
Tutti i CP che sono più vecchi delle unità citate oppure sono dotati di una versione precedente del firmware, non reagiscono al telegramma di risposta di un server NTP, se questo non utilizza una versione NTP pari p. es. V2.x, V4.x. L'unità deve allora essere aggiornata a una versione firmware attuale. Tutte le nuove unità che supportano la sincronizzazione dell'ora tramite NTP, accettano anche i telegrammi di risposta di altre versioni di server NTP.

Trasmettitore dell'ora SICLOCK TM
Il trasmettitore dell'ora SICLOCK è una unità a sé stante che può inviare telegrammi dell'ora nel SIMATIC oppure nel metodo NTP.

• SICLOCK TM, numero di ordinazione: 2XV9450-1AR23, Firmware da aprile 2001

Il SICLOCK lavora esclusivamente come master dell'ora che può distribuire i telegrammi dell'ora nel metodo multicast oppure broadcast tramite Industrial Ethernet ISO. Nella modalità NTP è possibile anche il funzionamento attraverso router. L'ora del SICLOCK può essere anche sincronizzata con un tempo centrale da un DCF 77 oppure da un ricevitore GPS.

Ulteriori parametrizzazioni sono indicate nel manuale SICLOCK.