哪些 SIMATIC S7-300/S7-400 模块支持 NTP 时钟报文，怎样激活这种时钟同步？

说明
NTP 不仅将各个时钟同步，还建立 NTP 时钟服务器和 NTP 客户端体系。这个体系的级别叫做 "stratum"，"stratum 1" 是最高级别。这一级别的时钟服务器将他们同步到参考时钟源；参考时钟源可以是无线时钟，GPS 接收器或者调制解调器。Stratum1 服务器将自己的时钟提供给网络中的多个 NTP 客户端，这些客户端被指定为 "stratum 2"。

在 NTP 模式中，CP 以固定的时间间隔（客户端模式）向子网（LAN）中的 NTP 服务器发送时钟请求。根据服务器的应答，确定最可靠和最精确的时钟，并同步站时钟。这一模式的优点是使时钟同步超越了子网限制。其精度取决于所使用的 NTP 服务器的性能。

可以通过NTP 协议而具有时钟同步功能的 SIMATIC S7-300 模块：

表 01
1) 通过 NTP 协议，只有 CP 诊断缓冲区中的时钟被同步。

可以通过 NTP 协议实现时钟同步的 ET 200 CPU 模块：

表 02

可以通过 NTP 协议实现时钟同步功能的 SIMATIC S7-400 模块：

表 03

激活 NTP 时钟同步
在 STEP 7 的硬件组态中设置 CPU 通过 NTP 协议进行时钟同步。
打开工业以太网 CP 卡的属性对话框，在“时钟同步”选项卡中，勾选“激活 NTP 时钟同步”。
在“NTP 服务器地址”中输入相应的 NTP 服务器。

重要事项

• NTP 模式不支持夏令时和冬令时之间的自动切换。因为协议中未提供此服务。因此必须自己调节本地时钟。NTP 总是传送协调世界时间（UTC）或格林尼治标准时间（GMT）。
  如何计算夏令时时间参考条目： 19324378。
• S7-300和 S7-400 CPU 中使用 NTP 时钟同步模式时不能设置时区。
• 对于订货号为 6GK7343-1GX20-0XE0、固件版本为 V1.0的CP343-1 IT，当使用 Set CPU time"时，必须为 CPU 的 MPI地址设置为 2。从固件版本 V1.1 开始，设置 CPU 时钟与 MPI 地址不再相关，见条目：21070809。

S7-400 作为时钟从站传递时钟的例子
为了使用 NTP 模式，必须在工业以太网 CP 属性对话框 -> "Time-of-Day Synchronization (时钟同步)" 中激活选项"Activate NTP time-of-day synchronization (激活 NTP 时钟同步) "。此外，必须用 "Add..." 按钮添加至少一个 NTP 服务器的 IP 地址，并且使能 "Forward time of day to a station (向一个站转发时钟)" 设置。时区和刷新时间间隔根据项目的要求设置。

图 01

通过下面的链接可以找到一个 NTP 服务器 (Stratum 1 时钟服务器) 的列表：
http://support.ntp.org/bin/view/Servers/WebHome

这些 NTP 服务器可以用于时钟同步。本例中时钟同步通过 Erlangen-Nürnberg 大学 NTPStratum 1 时钟服务器。

在 S7-400 CPU 属性对话框的 "Diagnostics/Clock (诊断/时钟)"选项卡中必须将 CPU 设置为时钟从站。

图 02

S7-300 作为时钟从站传递时钟的例子
为了使用 NTP 模式，必须在工业以太网 CP 属性对话框 ->"Activate NTP time-of-day synchronization (激活 NTP 时钟同步)" 功能。此外，必须使用 "Add..." 按钮添加至少一个 NTP 服务器的 IP 地址。时区和刷新时间间隔根据项目的要求设置。

图 03

通过链接 http://support.ntp.org/bin/view/Servers/WebHome可以找到一个 NTP 服务器 (Stratum 1 时钟服务器) 的列表。这些 NTP 服务器可以用于时钟同步。在本例中时钟同步通过 Erlangen-Nürnberg大学的NTP Stratum 1 时钟服务器。

由于 S7-300 CPU 的时间被工业以太网 CP 卡重复设置，在使用该服务时在 S7-300 CPU 上保留一个 S7 连接资源是必要的，在做这样的系统组态时，请务必留意。

如果使用的是如下的工业以太网 CP，则只需要组态 S7-300 CPU 的时钟同步：

表 04

如果使用的是上面提到的工业以太网 CP，则必须在 CPU 的属性对话框中做额外的设定。此设定取决于 CPU 背板总线上的通信总线的组态。

• 如果通信总线被组态为共用总线，即物理连接到 CPU 的 MPI 接口。这种设置常见于较低性能的 CPU，如 CPU312 一直到 CPU315-2 DP 和 C7 设备。这种情况下，在 CPU 的属性对话框中选择“诊断/时钟”选项卡并且在 On MPI 的同步模式上选择“作为从站”。
  
  图04

• 如果通信总线没有被组态为共用总线，即 MPI 接口与通信总线分隔开来。这种设置常见于较高性能的 CPU，如 CPU 315-2 PN/DP 一直到 CPU319-3 PN/DP。这种情况下，在 CPU 的属性对话框中选择“诊断/时钟”选项卡并且在PLC 的同步模式上选择“作为从站”。
  图05

诊断
打开工业以太网 CP 的 NCM S7 诊断来查看时钟同步的状态。

NCM S7 诊断可通过 Windows 开始菜单里 "SIMATIC -> STEP 7 -> NCM S7 -> Diagnostics"。

也可以在 SIMATIC Manager 里来打开 NCM S7 诊断，通过右键单击工业以太网 CP 并选择菜单 "PLC -> 模块状态"。 在“模块状态”对话框中切换到“常规”选项卡，并单击“特殊诊断”按钮，可以打开工业以太网 CP 的 NCM S7 诊断。

时钟同步的信息在 SIMATIC 模式或者 NTP 模式的“时钟同步”选项卡下。

图06

注意以下几点来理解显示的内容：

已组态 NTP 服务器的显示：
在组态时，可以指定高达 4 个 NTP 服务器。 CP 来寻址相应的 NTP 服务器并且评估它们的回复信息。最后选择最为精确的 NTP 服务器。这样可以保证同步该站具有更加精确的时间。

重要的是状态栏中的信息。这里可能会出现的下列显示：

• NTP 主站
  CP 接受的时钟同步的 NTP 服务器。CP 指定的一个已经配置的 NTP 服务器。
• 可访问的
  已经配置的并且可以访问到的 NTP 服务器，但是并不用于时钟同步。
• 可访问的（非同步）
  已经配置的并且可以访问到的 NTP 服务器，但是并不用于时钟同步。 CP 从通讯中识别出这个 NTP 服务器是不同步的。
• 不可访问的
  NTP 服务器已经配置，但是在设定的 IP 下不能访问到。

所有组态的 NTP 服务器都不显示为主站：
有时所有的 NTP 服务器都显示为可访问的—但是没有一个作为 NTP 主站。

• 这表示 NTP 服务器的时钟被评估为不精确的。
  CP的固件中存在各种各样的检查，这些检查都是根据对应的 RFC (Internet 标准)来定义的。
• 这也有可能与 NTP 主站同步有些关系。NTP消息中有多个的时间标签。如果不能与一个 NTP 服务器同步，在消息中会标识对应的时间标签。结果不能够接收对应 NTP 主站的时钟。

事实上，如果在可访问的 NTP 服务器中没有潜在的 NTP 主站，诊断功能会采用计数器形式将此信息告知用户。这种情况下，每次采样时间间隔超时，“采样时间超时的频繁程度”计数器就会加1。

注意
如果 NTP 服务器不是偶数版本的话，例如 V2.x，V4.x，所有早于模块列表的 CP 或老版本的 CP 都不会响应 NTP 服务器的回复信息。必须升级到最新的固件版本。所有最新的 CP 模块都支持通过 NTP 时间同步也接收从其它版本的 NTP 服务器的回复信息。

SICLOCK TM 时钟发送器
SICLOCK 时钟发送器是一个可以通过以太网在 SIMATIC 或 NTP 模式传送时钟信息的独立单元。

• SICLOCK TM，订货号：2XV9450-1AR23，固件版本从 2001 年 4 月起。

SICLOCK 专门作为一个时钟主站，通过 ISO 工业以太网在组播模式或广播模式来广播时间消息。 在 NTP 模式通过路由器也可以运行。SICLOCK 时间可以通过来自于 DCF77 或 GPS 接收器的中央标准时间所同步。