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 应用探讨——自动化系统之间的时间同步问题探讨

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西门子官方工程师西门子官方工程师

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楼主    2011-07-19 09:47:06
主题:应用探讨——自动化系统之间的时间同步问题探讨
对于现代工业自动化系统来说,由于工厂规模的不断扩大,系统之间的时间同步成为了一个非常重要的内容,比如控制器与控制器之间,控制器与操作员站之间以及操作员站与操作员站之间。它对于系统报警时间顺序 的正确显示等都有至关重要的作用,对于一些逻辑顺序因果关系的处理有非常大的帮助。
在我们使用过程中,可能会遇到报警信息时间与实际的计算机时间或控制器不一致的情况,这种情况是怎么产生的?各个时间之间有何关系?UTC时间如何理解?我们如何来正确设置相应的时间选项?在系统中,如何来规划时间同步,如何选择时钟源,这些,都是我们面临的问题。
在此我们希望对这些问题一起进行讨论。希望大家各抒己见,一起来探讨分析,开拓各自的思路,寻求最佳解决方案,互相交流提高
与此相关,在下载中心中推荐两篇入门文档
A0147,PCS7 V6.1下实现时间同步功能
A0560,如何使用DCF77 Client软件进行时间同步
希望能够给大家提供帮助。

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凌波微步
奇侠

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3楼    2011-07-19 19:47:22
精华帖  主题:回复:应用探讨——自动化系统之间的时间同步问题探讨
对于时间同步无非分为以下几种:
1.AS-AS的时间同步:
2.AS-OS的时间同步:
3.AS-AS-OS SERVER-OS CLIENT的时间同步:
但往往一个完整的项目是包含N个AS,N个OS的;因此要保证所有AS与所有OS的同步的;
1.如果对于时间准确性要求不高,只要保证系统内的时间同步的话,可以按如下完成:
1.1确定一个基准时钟,可以是SERVER,可以是AS,可以是OS CLIENT;但出于安全性的考虑,最好选择是AS,其次是SERVER,最好不选OS CLIENT当做基准时钟;原因是,OS CLIENT在系统当中是可以停下来,可以关机,甚至可以不适用的(当然多个OS CLIENT的前提下);
1.2最好是使用AS作为基准时钟:因为AS往往是不能停下来的,对于一个系统来说,多个AS之间都是相关联的。AS作为基准时钟,可以保证基准时钟的可靠性;
1.3SERVER作为主时钟也是可以的。因为SERVER如果停下来,对于一个系统来说也是一个重要大事件,往往也会停下整个系统的。
1.4对于时钟同步的方法,我也不多说了,下载中心有很详细的相关资料;
2.如果对于时间的精确性要求较高的话,除以上的设置之外,最好增加GPS+主时钟的方式。
2.1如果一个工厂有若干套系统,要保证这若干套系统的时间一致的话,建议使用一个精确的,全场统一的主时钟。最好是使用GPS时间全长时间采集的时间源。
2.2采用GPS+主时钟的时间同步方式在下载中心也有相关资料,可参考;
2.3如果使用的不是西门子的GPS+主时钟,那就得按照相关设备的资料进行设置;比如我现在在现场使用的就是非西门子的GPS,它采用的方法就是通过GPS采集时间源后,需要安装相应的软件到ES,OS中;而且作为基准时钟的OS与其他OS安装的软件有所差别。这里就不详细介绍了。
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不以物喜,不以己悲; 达则兼济天下,穷则独善其身。
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至圣

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16楼    2011-07-27 15:05:19
精华帖  主题:回复:应用探讨——自动化系统之间的时间同步问题探讨
组态AS和OS做为TIME MASTER时要注意以下两点:
1、AS作为TIME MASTER时,AS作为UTC时区,因此使用PCS7的SIMATIC MANAGER 对AS进行时间设定时,需要将其时间设定为UTC时区所对应的时间,不是本地时间。
2、OS作为TIME MASTER时,当修改OS服务器的TIME MASTER的时钟信号时,其时间跳跃不能大于5S,否则系统将报警,TIME MASTER将会永久切换为TIME SLAVE。
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万象更新
游士

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17楼    2011-07-28 08:25:09
精华帖  主题:回复:应用探讨——自动化系统之间的时间同步问题探讨
quote:以下是引用剑忠在2011-07-22 21:41:57的发言:
关于自动化系统之间的时间同步问题,一直以来,我有一个疑问想请教大家:
1、如果项目中有两套以上S7-400的系统,我想让AS作为TIME Master,OS作为TIME Slave,那么也就是只能指定一套AS作为TIME Master,其它的AS只能指定为TIME Slave了。
2、如果两套S7-400的系统(即AS)都被指定为TIME Master后,两套AS到底会以谁为时间标准同步?另外,OS上会出现啥现象?也会以谁为时间标准同步?会出现怎样的混乱现象?


一般来说,对时间精度要求不是特别严格,在没有中央工厂时钟的情况下,我们建议以OS SERVER作为系统的时间主站,不是用AS作为主站,并且所有的OS SERVER及OS 单站都设置为时间主站。OS会自动协调,一般来说第一个启动的作为时间主站。
2,如果非要以AS作为时间主站,并且是多个,那么会造成多个主站发时间帧,有可能造成跳跃,所以,不要这样做。
也就是说,我们在条件允许时候,都以OS作为时间主站。
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万象更新
游士

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18楼    2011-07-28 08:32:00
精华帖  主题:回复:应用探讨——自动化系统之间的时间同步问题探讨
quote:以下是引用pentiumxdell在2011-07-26 08:46:31的发言:
quote:以下是引用塔吊在2011-07-25 13:19:23的发言:
quote:以下是引用pentiumxdell在2011-07-22 15:51:14的发言:
没人碰到过消息的时间和计算机时间有差别的么?怎么来处理啊?侠圣们说的太泛泛了,帮我解决下实际问题吧。


你的情况应该是时间同步没有做好,
1,检查一下差多少个小时,是不是8个小时
2,CPU在线看看时间,模块时间和本地时间是否一样,正常的话这个地方应该差8个小时。如果时间一致,则说明有问题,你画面会和实际差8小时,把它改过来。

模块时间与本地时间一样,怎么改?点击Apply就一样,谁的时间更早?

一般来说,如果系统的时间同步功能正常的话,那么不会出现画面消息与实际时间不一致的情况。塔兄说的在线更改CPU时间,是一种应急措施,也就是说你系统的时间同步没有做好,可以在线去修改让模块时间和本地时间差8个小时,假设本地时间是12:00,那么模块时间就应该是4:00,因为你计算机设置的是东8区,所以应该是模块的UTC时间加8,CPU模块的时间默认都是UTC的时间。但是实际如果按照标准时间同步去设置的话,不会有这种情况出现,正常就应该是4:00和12:00。所以你应该去找到问题的原因,这种方法只能治标,不能治本,而且你没有那么精确的一秒不差。检查你的配置,按照下载中心文档。
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万象更新
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19楼    2011-07-28 08:40:35
精华帖  主题:回复:应用探讨——自动化系统之间的时间同步问题探讨
quote:以下是引用依然在2011-07-24 15:50:09的发言:
两个OS,不是冗余,但是用一样的WINCC项目。怎么实现时间同步?

我们可以两个OS在组态时候都设置为Time Master,多个OS SERVER或者单站也都设置为Time Master,它们会自动协调,先启动的,会作为Time Master,其它的是协作时间主站,如果原先的Time Master出问题了,如关机或网络断开了,那么网络中的其他协作时间主站会自动协调找一个时间质量最好的作为时间主站。OS Client是通过OS SERVER来进行时间同步的,所以它走的是终端总线。不需要在系统总线进行设置。
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剑忠
奇侠

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20楼    2011-07-28 20:13:05
精华帖  主题:回复:应用探讨——自动化系统之间的时间同步问题探讨
quote:以下是引用万象更新在2011-07-28 08:25:09的发言:
quote:以下是引用剑忠在2011-07-22 21:41:57的发言:
关于自动化系统之间的时间同步问题,一直以来,我有一个疑问想请教大家:
1、如果项目中有两套以上S7-400的系统,我想让AS作为TIME Master,OS作为TIME Slave,那么也就是只能指定一套AS作为TIME Master,其它的AS只能指定为TIME Slave了。
2、如果两套S7-400的系统(即AS)都被指定为TIME Master后,两套AS到底会以谁为时间标准同步?另外,OS上会出现啥现象?也会以谁为时间标准同步?会出现怎样的混乱现象?
一般来说,对时间精度要求不是特别严格,在没有中央工厂时钟的情况下,我们建议以OS SERVER作为系统的时间主站,不是用AS作为主站,并且所有的OS SERVER及OS 单站都设置为时间主站。OS会自动协调,一般来说第一个启动的作为时间主站。
2,如果非要以AS作为时间主站,并且是多个,那么会造成多个主站发时间帧,有可能造成跳跃,所以,不要这样做。
也就是说,我们在条件允许时候,都以OS作为时间主站。
1、首先感谢你的回答。多个AS作为时间主站,肯定会造成多个主站发时间帧。我有个项目就是在无意间设置多个AS作为时间主站,OS则全为时间从站,无OS服务器。
2、所以我就始终在观察系统的时间同步是否有异常现象。经过几月的观察几台OS站的时间是否与多个AS时间主站是否同步?
3、但我惊奇的发现:只要在多个时间主站(即AS站)的STEP7中设置好“Set Time of Day”后,多个AS时间主站与所有的OS时间从站均完全同步。这是啥原因呢?

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万象更新
游士

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25楼    2011-08-04 08:14:14
精华帖  主题:回复:应用探讨——自动化系统之间的时间同步问题探讨
quote:以下是引用剑忠在2011-07-29 21:28:40的发言:
quote:以下是引用凌波微步在2011-07-28 22:15:42的发言:
剑侠:你试没试过,多个主时钟不一致的时候,会出现什么效果?
1.我个人认为,如果多个主时钟的时间一致,那么系统中的OS和其他AS的时钟同步到其中一个主时钟上,自然看不出有啥差别。
2.如果多个主时钟不一致,那么就可以看出系统中其他OS和AS会跟随哪个主时钟?或者是那部分跟踪哪个主时钟。
凌侠:由于生产不能间断停歇的原因,我未有机会测试多个主时钟不一致的时候会出现的结果,所以特提出此问题。
我就是想知道多个AS主时钟开机运行后,如果时钟不一致,系统到底会已谁为时钟基准同步!

不要去进行这样设置,如果多个AS作为Master,他们都会在网络上发出时间帧,而且他们不会像OS多主站之间进行协商,自动进行判断,那么这样的话,如果他们在一个网络上,此网络就具有多个主时钟,由于主站广播时间消息,因此OS会接收到不同的主时钟信息,那么有可能导致OS时间会变化,当然,如果网络上多个AS作为主站,有些网络质量不是太好,那么网络质量好的时间会优先考虑作为时间主站,长期来看,有可能会进行网络平衡时间同步达到一个稳定状态,但会有波动。但是,不可避免的是,由于多个时间主站的存在,无法明确的让时间从站去接受某个指定时间主站的信息。这也就是为什么我们要确保一个网络上只能有一个时间主站的要求了。
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至圣

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32楼    2011-08-11 23:11:40
精华帖  主题:回复:应用探讨——自动化系统之间的时间同步问题探讨
PCS7 时间同步问题:
如果是单机,上下位时间设成一样的就可以了。如果是Server,Client.这中间牵涉到时间同步问题。如果有多台Server,就有两个选择:
1.和某一个Server同步,当这个Server坏掉时时间就没有办法同步。也就是说,当你指定和某一台PC机同步时,如果有问题,它就找不到时钟Master.
2.不指定某个Server,指定和所有的Server同步。当某一台有问题时,别的Server能自动充当时钟Master。
1). Hardware-CPU Diag/clock. Slave in the PLC 选择AS SLAVE或AS
MASTER.选择哪种方式取决于你前面所定义的。
(2). 激活CP443-1. activate simatic synchronization.
(3). OS硬件:CP1613Time of day 打勾。
(4).WINCC里边的设置:打开Time Synchronization,里边对应的项打上钩。SERVER是冗余的,两个都是MASTER,以先后顺序来区别。哪个先起,哪个就是时钟MASTER,另一个就是SLAVE.
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