Siemens SIMATIC IOT2000 Series to Ubidots + Arduino IDE: 8 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Η απλότητα του Arduino σε συνδυασμό με την αξιοπιστία και την ιστορία της Siemens καθιστά τη σειρά SIMATIC IOT2000 μια τέλεια επιλογή για μια βιομηχανική πύλη σε εργοστάσια και ιδρύματα που διερευνούν επιλογές συνδεσιμότητας και μετασκευής. Νέοι αισθητήρες σε παλιά μηχανήματα ή απλώς αναβάθμιση των αισθητήρων που χρησιμοποιούνται αυτήν τη στιγμή, η σειρά SIMATIC IOT2000 εναρμονίζει, αναλύει και προωθεί αποτελεσματικά τα δεδομένα με κοινά πρωτόκολλα όπως το MQTT και το Modbus. Με βάση το Yocto Linux, η σειρά SIMATIC IOT2000 περιλαμβάνει τα μοντέλα IoT2020 και IoT2040 που είναι συμβατά με τα περισσότερα σκίτσα Arduino και μπορούν να μεταφορτωθούν απευθείας από το Arduino IDE. Το IOT2040 είναι ιδανικό για εργοστάσια ενώ το IOT2020 είναι καλύτερο σε εκπαιδευτικά ιδρύματα με τα πρόσθετα περιφερειακά και πρωτόκολλα επικοινωνίας.

Το παρακάτω σεμινάριο δείχνει πώς μπορείτε να ρυθμίσετε τη σειρά SIMATIC IOT2000 χρησιμοποιώντας το Arduino IDE και ένα δείγμα κώδικα για να στείλετε ένα αίτημα HTTP στο Ubidots για ερμηνεία front-end.

Βήμα 1: Απαιτήσεις

• Καλώδιο Ethernet
• Κάρτα SD
• Τροφοδοτικό 24V
• Arduino IDE
• Siemens SIMATIC IOT 2040
• Λογαριασμός Ubidots - ή - Άδεια STEM

Βήμα 2: Ρύθμιση της σειράς SIMATIC IOT2000

Πρώτον, πρέπει να εγγραφείτε ή να έχετε πρόσβαση στο Siemens Support Portal για να κάνετε λήψη όλων των αρχικών διαμορφώσεων. Αυτή η πύλη θα παρέχει επίσης αντιμετώπιση προβλημάτων και υποστήριξη από τη Siemens για τυχόν ερωτήσεις σχετικά με το υλικό. Ολόκληρη η σειρά IOT2000 έχει ρυθμιστεί με τον ίδιο τρόπο, ακολουθήστε αυτό το σεμινάριο για όλες τις συσκευές της σειράς.

Βήμα 3: Κάψτε και εγκαταστήστε την κάρτα SD

Ξεκινήστε με την εγγραφή της κάρτας SD με την εικόνα που παρέχεται από τη σελίδα διαδικτυακής υποστήριξης της βιομηχανίας Siemens. Παρακαλώ, κατεβάστε και αποθηκεύστε το Παράδειγμα_Image_V2.1.3 για αργότερα.

• Τοποθετήστε την κάρτα microSD στην υποδοχή κάρτας SD του υπολογιστή σας (μπορεί να χρειαστεί προσαρμογέας).
• Αποσυμπιέστε τη λήψη της εικόνας και αποθηκεύστε την στην κάρτα SD. Οι χρήστες της Microsoft κάνουν κλικ εδώ ή πώς να εγγράψετε εικόνες στην κάρτα SD σας. Οι χρήστες Linux συνεχίστε να διαβάζετε.

Εγγραφή εικόνας στην κάρτα SD χρησιμοποιώντας Linux: 1. Ανοίξτε το τερματικό του υπολογιστή σας και μεταβείτε στο φάκελο όπου ήταν το αρχείο zip. κατεβάσετε χρησιμοποιώντας την εντολή cd. e.i: Κατέβασα το αρχείο στον κατάλογο "Λήψεις":

cd Λήψεις

2. Αποσυμπιέστε το ληφθέν αρχείο εκτελώντας την παρακάτω εντολή:

sudo unzip 109741799_Example_Image_V2.1.3.zip

Μόλις αποσυμπιέσετε σωστά το αρχείο zip, θα δείτε ένα αρχείο που ονομάζεται example-V2.1.3.wic όπως εμφανίζεται παραπάνω. ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Εάν εμφανιστεί σφάλμα κατά την εκτέλεση της παραπάνω εντολής, βεβαιωθείτε ότι το όνομα του αρχείου που έχει ληφθεί είναι το ίδιο.

3. Επαληθεύστε τη θέση της κάρτας SD για να την αποσυνδέσετε και να κάψετε την εικόνα. Εκτελέστε την παρακάτω εντολή για να επαληθεύσετε την τοποθεσία:

df -h

Η κάρτα SD πρέπει να βρίσκεται στον κατάλογο /dev /…. στην περίπτωσή μου, η κάρτα sd βρίσκεται στον ακόλουθο κατάλογο /dev /mmcblk0

4. Αποσυνδέστε την κάρτα SD που εκτελεί την παρακάτω εντολή:

unmount /dev /mmcblk0

5. Για να κάψετε την εικόνα, αντικαταστήστε το όνομα του αρχείου που έχει αποσυμπιέσει και τη θέση της κάρτας SD. η δομή της εντολής έχει ως εξής:

sudo dd bs = 1M εάν = {name_of_the_image} of = {SD_location}

Μόλις οι παράμετροι αντικατασταθούν με τις σωστές, η εντολή θα πρέπει να μοιάζει με την ακόλουθη:

sudo dd bs = 1M if = example-V2.1.3.wic of =/dev/mmcblk0

Η εκτέλεση αυτής της εντολής διαρκεί μερικά λεπτά, κάντε υπομονή:)

Βήμα 4: Εγκαταστήστε την κάρτα SD σας

Συνδέστε την κάρτα SD σας στο υλικό σας. Παρακάτω έχουμε εγκαταστήσει την κάρτα SD στο SIMATIC 2040 όπου υποδεικνύεται.

Βήμα 5: Πρώτη θέση σε λειτουργία του SIMATIC IOT2000

Τα παρακάτω βήματα δείχνουν τον τρόπο πρόσβασης στο SIMATIC IOT2040 χρησιμοποιώντας τη στατική IP για τη ρύθμιση του δικτύου της πύλης. Σε αυτό το σημείο είναι σημαντικό να αναφέρουμε ότι το SIMATIC IOT 2040 φέρνει τη διεύθυνση DHCP από προεπιλογή στη θύρα Ethernet - X2P1, εάν επιθυμείτε μπορείτε να έχετε άμεση πρόσβαση χρησιμοποιώντας την εκχωρημένη διεύθυνση IP.

1. Απενεργοποιήστε και συνδέστε το ένα άκρο του καλωδίου Ethernet στον υπολογιστή σας και το άλλο στη θύρα Ethernet-X1P1 της συσκευής SIMATIC IOT2000.

ΠΡΟΣΟΧΗ: Χρησιμοποιείτε μόνο τροφοδοτικό DC 9… 36V!

2. Μόλις ενεργοποιηθεί το SIMATIC IOT2000, θα δείτε την ακόλουθη συμπεριφορά στα LED της πύλης:

• PWR: Στερεό συσκευή ενεργοποιημένη
• SD: Διαλείπουσα…. τότε ο Σόλιντ απενεργοποιήθηκε
• USB: Στερεό συσκευή ενεργοποιημένη

Η ενδεικτική λυχνία SD θα είναι διακεκομμένη επειδή αλλάζει το μέγεθος της κάρτας SD με την εικόνα, περιμένετε μέχρι να αλλάξει η κατάσταση της λυχνίας SD σε Solid off OFF για πρόσβαση στην πύλη.

3. Το SIMATIC IOT2000 σάς επιτρέπει να έχετε πρόσβαση μέσω Serial, SSH ή Telnet. Αυτός ο οδηγός χρησιμοποιεί τη σύνδεση SSH.

Το SIMATIC IOT2000 έχει στατική διεύθυνση IP από προεπιλογή -> 192.168.200.1. Για να δημιουργήσετε μια σύνδεση SSH, ο υπολογιστής σας έχει το ίδιο υποδίκτυο με το SIMATIC IOT2000.

Εάν εργάζεστε με τη Microsoft, ανατρέξτε σε αυτόν τον οδηγό έναρξης για τον τρόπο πρόσβασης στην πύλη. Οι χρήστες Linux συνεχίστε με τα παρακάτω βήματα.

4. Μόλις διαμορφωθεί το δίκτυο του υπολογιστή σας στο ίδιο υποδίκτυο του SIMATIC IOT2000, επαληθεύστε τη συνδεσιμότητά του με ένα ping:

ping 192.168.200.1

Αναμενόμενο Αποτέλεσμα:

PING 192.168.200.1 (192.168.200.1) 56 (84) byte δεδομένων.

64 byte από 192.168.200.1: icmp_seq = 1 ttl = 64 χρόνος = 1.04 ms

64 byte από 192.168.200.1: icmp_seq = 2 ttl = 64 χρόνος = 1.03 ms

64 byte από 192.168.200.1: icmp_seq = 3 ttl = 64 χρόνος = 1,00 ms

Εάν λάβετε το αναμενόμενο αποτέλεσμα, το SIMATIC IOT2000 είναι σωστά συνδεδεμένο.

5. Πρόσβαση στην πύλη που εκτελεί την παρακάτω εντολή:

ssh [email protected]

Κατά την πρώτη πρόσβαση στο Gateway θα σας ζητηθεί να εγκρίνετε το μήνυμα ασφαλείας. Στείλτε την εντολή ναι και πατήστε enter για έγκριση και συνέχεια. Μόλις καθοριστεί σωστά η πρόσβαση, θα δείτε την ακόλουθη ρίζα στο τερματικό σας:

root@iot2000: ~#

6. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η στατική διεύθυνση IP του SIMATIC IOT2000 έχει οριστεί σε 192.168.200.1. Έτσι, εάν απαιτείται άλλη στατική διεύθυνση IP ή διεύθυνση DHCP, αυτή μπορεί να οριστεί στο αρχείο "διεπαφών" στον κατάλογο "/etc/network".

Για να το κάνετε αυτό, πληκτρολογήστε τον κατάλογο που καθορίζεται με την παρακάτω εντολή:

cd/etc/network/

Ανοίξτε το αρχείο διεπαφών χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα επεξεργασίας nano που εκτελεί την ακόλουθη εντολή:

νανο διεπαφές

Το περιεχόμενο του αρχείου διεπαφών από προεπιλογή είναι το ίδιο με το παρακάτω:

#/etc/network/interfaces - αρχείο ρυθμίσεων για ifup (8), ifdown (8)

# Η διεπαφή loopback

auto lo

iface lo inet loopback

# Ενσύρματες διεπαφές

auto eth0

iface eth0 inet στατικό

διεύθυνση 192.168.200.1

μάσκα δικτύου 255.255.255.0

auto eth1

iface eth1 inet dhcp

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, Εάν εργάζεστε με το SIMATIC IOT2040, η διεύθυνση DHCP έχει ρυθμιστεί από προεπιλογή στη δεύτερη θύρα (X2 P1LAN). Βεβαιωθείτε ότι το καλώδιο Ethernet είναι συνδεδεμένο στη δεύτερη θύρα Ethernet και επανεκκινήστε την πύλη.

Εάν εργάζεστε με το SIMATIC IOT2020 και επιθυμείτε να ρυθμίσετε τη διεύθυνση DHCP, πρέπει να τροποποιήσετε το αρχείο διεπαφών όπως φαίνεται παρακάτω και, στη συνέχεια, επανεκκινήστε την πύλη:

#/etc/network/interfaces - αρχείο ρυθμίσεων για ifup (8), ifdown (8)

# Η διεπαφή loopback

auto lo

iface lo inet loopback

# Ενσύρματες διεπαφές

auto eth0 iface

eth0 inet dhcp

Μόλις διαμορφωθεί η διεύθυνση DHCP, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια εφαρμογή σάρωσης δικτύου για να γνωρίζετε τη νέα διεύθυνση ip που έχει εκχωρηθεί στο SIMATIC 2000, σας συνιστούμε να χρησιμοποιήσετε εύκολα το finger που είναι διαθέσιμο τόσο στο Play Store της Google όσο και στο App Store της Apple.:)

Βήμα 6: Arduino IDE και δείγμα κώδικα

Το SIMATIC IOT2000 είναι συμβατό με το Arduino IDE χρησιμοποιώντας το πακέτο Intel Galileo. Ακολουθήστε τα παρακάτω βήματα για να ρυθμίσετε σωστά τον πίνακα:

1. Ανοίξτε το Arduino IDE

2. Ανοίξτε τον πίνακα διαχείρισης από το Tools -> Board -> Boards Manager και εγκαταστήστε το πακέτο galileo. Για να βρείτε τη σωστή συσκευή, αναζητήστε το "Intel i5" στη γραμμή αναζήτησης. Κατεβάστε και εγκαταστήστε την πιο πρόσφατη έκδοση.

3. Επιλέξτε το Intel Galileo gen2 από το μενού Εργαλεία> Πίνακας.

4. Συνδέστε το Micro USB στο IOT2000 και επιλέξτε τη θύρα com που έχει εκχωρηθεί από το Εργαλεία> Θύρα> Intel Galileo. Εάν εργάζεστε σε Windows και τον υπολογιστή σας δεν αναγνωρίζει το IOT2000, πρέπει να ενημερώσετε τα προγράμματα οδήγησης με μη αυτόματο τρόπο.

5. Τώρα με τα πάντα ρυθμισμένα, ανεβάστε το Blink Sketch για να επαληθεύσετε ότι όλα λειτουργούν σωστά. Μεταβείτε στο Αρχείο> Παραδείγματα> Βασικά> Αναβοσβήνει και μεταγλωττίστε τον κώδικα.

6. Μόλις ο κωδικός ενημερωθεί σωστά, το LED ΧΡΗΣΤΗ θα αρχίσει να αναβοσβήνει.

Βήμα 7: Οπτικοποίηση των δεδομένων σας στο Ubidots

Μόλις μπορέσετε να μεταγλωττίσετε τον κωδικό Blink στο SIMATIC IOT2000, μπορείτε να συνεχίσετε με τα ακόλουθα βήματα: 1. Αντιγράψτε και επικολλήστε αυτόν τον κωδικό παρακάτω στο Arduino IDE. Αφού επικολλήσετε τον κωδικό, βεβαιωθείτε ότι έχετε εκχωρήσει το μοναδικό Ubidots TOKEN όπου υποδεικνύεται. Εάν δεν γνωρίζετε πώς να κάνετε το Ubidots TOKEN, ανατρέξτε σε αυτό το άρθρο.

ΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΣΗΜΕΙΩΣΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ: Ο παραπάνω κώδικας είναι ένα δείγμα κώδικα που δείχνει τον τρόπο αποστολής αιτήματος HTTP POST σε Ubidots χρησιμοποιώντας τη βιβλιοθήκη EthernetClient. Για να εφαρμόσετε τον δικό σας κώδικα, ανατρέξτε στο Ubidots REST API Reference και στη Siemens Support για πρόσθετους πόρους.

2. Επαληθεύστε και ανεβάστε τον κωδικό επιλέγοντας το εικονίδιο του σημείου ελέγχου και, στη συνέχεια, το εικονίδιο με το βέλος δεξιά δίπλα στο εικονίδιο του σημείου ελέγχου.

3. Για να απεικονίσετε την απόκριση του διακομιστή και τη συνδεσιμότητά του με τη συσκευή, ανοίξτε το Serial Monitor του Arduino IDE. Εμφανίστε τη σειριακή οθόνη επιλέγοντας το εικονίδιο "μεγεθυντικό φακό" στην επάνω δεξιά γωνία του Arduino IDE.

Επιβεβαιώστε τον κωδικό σας πηγαίνοντας στον λογαριασμό σας στο Ubidots για να βρείτε τη νέα συσκευή που δημιουργήθηκε με την ονομασία "simatic-iot2000" που περιέχει μια μεταβλητή που ονομάζεται "υγρασία", την οποία η ανάγνωση της εισόδου A0 από το Arduino Shield που περιέχει το SIMATIC IOT2000.

Βήμα 8: Αποτελέσματα

Μέσα σε λίγα λεπτά, ενσωματώσαμε μια βιομηχανική συσκευή, το Siemens SIMATIC IOT2000 με το Ubidots και χρειαζόμασταν μόνο βασικές γνώσεις για το υλικό και τη λειτουργικότητα του Arduino IDE.

Τώρα ήρθε η ώρα να δημιουργήσετε πίνακες ελέγχου Ubidots για να απεικονίσετε και να ερμηνεύσετε τα δεδομένα σας για τον έλεγχο των διαδικασιών ή τον μετριασμό των σφαλμάτων.