Aktuální vydání

celé číslo

08

2021

Digitální transformace a konvergence provozních, informačních a inženýrských systémů

Výzkum, vývoj a vzdělávání v automatizaci

celé číslo

GPSETH, GPSRS: čas z GPS pro vaše zařízení

V sítích LAN je velmi důležité znát přesný čas. Mnoho malých ethernetových zařízení však vůbec nemá vlastní obvod reálného času, nebo jej má, ale občas jej synchronizuje z určeného časového zdroje. GPSETH (obr. 1) je miniaturní kompaktní časový server SNTP (Simple Network Time Protocol). Je vhodný zejména k synchronizaci času v lokálních počítačových sítích, např. v technologických sítích bez vazby na internet.

Časový server GPSRS používá protokol Modbus RTU. Poskytuje tak přesný čas třeba pro připojené PLC. Moduly GPSETH a GPSRS informují také o poloze a rychlosti, což může být užitečné např. pro lokalizaci PLC či ostrovních systémů.

Čas ze systému GPS jako server pro NTP

Přesnou časovou informaci získává server GPSETH z družicového systému GPS nebo GLONASS, jejichž systémový čas je navázán na mezinárodní atomový čas TAI (Temps Atomique International). Tento čas v současné době představuje nejpřesnější dosažitelnou časovou stupnici. Pro synchronizaci klientů je použit běžný protokol SNTP (Simple Net­work Time Protocol).

Dojde-li ke ztrátě družicového signálu, pokračuje server GPSETH v generování časové informace podle svého vnitřního časového generátoru. GPSETH používá pro distribuci časové informace protokol SNTP v3. Dále obsahuje webové stránky, umí posílat data pomocí http GET ve formátu XML a zná protokoly Modbus TCP, SNMP (Simple Network Management Protocol) a Spinel.

Kontrolky na panelu serveru GPSETH informují o zapnutí, synchronizaci signálem GPS a o počtu viditelných družic. Pro podrobnější přehled o stavu serveru stačí otevřít interní webovou stránku (obr. 2). Prostřednictvím webové stránky se server také nastavuje.

 

Čas po sběrnici Modbus RTU

Někdy je třeba získat přesný čas i v jiných systémech, např. pro skupinu zařízení, která navzájem komunikují protokolem Modbus RTU. Příkladem mohou být řídicí systémy založené na PLC, které potřebují přesný čas pro vzájemnou synchronizaci. Modul s označením GPSRS (obr. 3) přijímá přesný čas z družicového systému GPS. Tento čas je pak možné číst z paměťových míst obvyklými instrukcemi protokolu Modbus RTU.

Komunikace s modulem GPSRS je možná po sběrnici RS-485 nebo RS-232. K příjmu signálu GPS je určena externí anténa. Modul může být napájen napětím 8 až 30 V, komunikační sběrnice jsou galvanicky oddělené. Stav napájení, signálu GPS a komunikace je signalizován kontrolkami, takže zapojení a uvedení do chodu jsou jednoduché. Časoměrný modul GPSRS je dodáván v robustní kovové krabičce s možností uchycení na lištu DIN.

Časové servery GPSETH a GPSRS vyrábí a dodává společnost Papouch s. r. o. (viz inzerát na předchozí straně). Oba produkty je možné zapůjčit k vyzkoušení a technici dodavatele jsou připraveni poradit s jejich aplikací.

 

(Papouch s. r. o.)

 

Co je SNTP

Protokol SNTP (Simple Network Time Protocol) umožňuje upravit systémové hodiny pomocí časového serveru v síti. Tento protokol se zpravidla používá k synchronizaci zařízení (klientu) a serveru. Klient SNTP neuvažuje zpoždění paketů v síti a nepamatuje si stav předchozí komunikace. Používá se proto ve vestavěných zařízeních a v úlohách, které nevyžadují velkou přesnost.

Více o synchronizaci v ethernetových sítích zájemci najdou např. v článku Františka Zezulky a Ondřeje Hynčici Průmyslový Ethernet IV: Principy průmyslového Ethernetu (Automa, 2007, č. 10, https://bit.ly/3hI5e2u) nebo v článku stejných autorů s názvem Synchronizace v distribuovaných řídicích systémech: Precision Time Protocol (PTP) podle IEEE 1588, který vyšel v časopise Automa v roce 2010 v č. 2, https://automa.cz/Aton/FileRepository/pdf_articles/40557.pdf.

 

 

Obr. 1. Malý časový server GPSETH s anténou

Obr. 2. Úvodní vnitřní webová stránka ukazuje stav

Obr. 3. Modul GPSRS umožňuje číst přesný čas protokolem Modbus RTU

 

Tab. 1. Přehled vlastností serveru GPSETH