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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Jednoduchost Arduina v kombinaci se spolehlivostí a historií společnosti Siemens činí z řady SIMATIC IOT2000 ideální volbu pro průmyslovou bránu v továrnách a institucích, která zkoumá možnosti připojení a dovybavení. Nové senzory na starých strojích nebo jednoduše upgradující aktuálně používané senzory, řada SIMATIC IOT2000 harmonizuje, analyzuje a předává data efektivně pomocí běžných protokolů, jako jsou MQTT a Modbus. Řada SIMATIC IOT2000, založená na systému Yocto Linux, obsahuje modely IoT2020 a IoT2040, které jsou kompatibilní s většinou skic Arduino a lze je nahrát přímo z Arduino IDE. IOT2040 je ideální pro továrny, zatímco IOT2020 je nejlepší ve vzdělávacích institucích s dalšími periferiemi a komunikačními protokoly.

Následující tutoriál ukazuje, jak nastavit řadu SIMATIC IOT2000 pomocí Arduino IDE a ukázkového kódu pro odeslání požadavku HTTP do Ubidots pro front-end interpretaci.

Krok 1: Požadavky

• ethernetový kabel
• SD karta
• Napájení 24V
• Arduino IDE
• Siemens SIMATIC IOT 2040
• Účet Ubidots - nebo - licence STEM

Krok 2: Nastavení řady SIMATIC IOT2000

Nejprve se musíte zaregistrovat na portálu podpory společnosti Siemens nebo k němu mít přístup, abyste si mohli stáhnout všechny počáteční konfigurace. Tento portál také poskytne řešení problémů a podporu společnosti Siemens při jakýchkoli dotazech týkajících se hardwaru. Celá řada IOT2000 je nastavena stejným způsobem, postupujte podle tohoto návodu pro všechna zařízení v řadě.

Krok 3: Vypalte a nainstalujte kartu SD

Začněte vypálením karty SD obrázkem poskytnutým na stránce online podpory Siemens Industry. Stáhněte si a uložte Example_Image_V2.1.3 na později.

• Vložte kartu microSD do slotu pro kartu SD v počítači (může být zapotřebí adaptér).
• Stažený obrázek rozbalte a vypalte na kartu SD. Uživatelé Microsoftu kliknou sem nebo jak vypálit obrázky na vaši SD kartu. Uživatelé Linuxu prosím pokračujte ve čtení.

Vypalování obrazu na SD kartu pomocí Linuxu: 1. Otevřete počítačový terminál a přejděte do složky, kde byl soubor zip. staženo pomocí příkazu cd. e.i: Soubor jsem stáhl do adresáře „Stahování“:

CD ke stažení

2. Rozbalte stažený soubor spuštěním níže uvedeného příkazu:

sudo rozbalit 109741799_Example_Image_V2.1.3.zip

Jakmile je soubor zip správně rozbalen, uvidíte soubor s názvem example-V2.1.3.wic, jak je zobrazeno výše. POZNÁMKA: Pokud se při spuštění výše uvedeného příkazu zobrazí chyba, ověřte, zda je název staženého souboru stejný.

3. Ověřte umístění SD karty, odpojte ji a vypalte obraz. Umístění ověřte spuštěním níže uvedeného příkazu:

df -h

Karta SD by měla být umístěna v adresáři /dev /…; v mém případě je sd karta umístěna v následujícím adresáři /dev /mmcblk0

4. Odpojte SD kartu spuštěním níže uvedeného příkazu:

odpojit /dev /mmcblk0

5. Chcete-li obraz vypálit, nahraďte název rozbaleného souboru a umístění karty SD; struktura příkazu je následující:

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

Jakmile jsou parametry nahrazeny správnými, příkaz by měl vypadat podobně jako následující:

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

Spuštění tohoto příkazu zabere několik minut, buďte trpěliví:)

Krok 4: Nainstalujte si SD kartu

Připojte kartu SD k hardwaru. Níže jsme nainstalovali kartu SD do SIMATIC 2040, kde je uvedeno.

Krok 5: První zprovoznění SIMATIC IOT2000

Následující kroky ukazují, jak přistupovat k SIMATIC IOT2040 pomocí statické IP adresy pro nastavení sítě brány. V tomto bodě je důležité zmínit, že SIMATIC IOT 2040 standardně přináší adresu DHCP v ethernetovém portu - X2P1, pokud si přejete přístup přímo pomocí přiřazené adresy IP.

1. Vypněte a připojte jeden konec ethernetového kabelu k počítači a druhý k ethernetovému portu- X1P1 zařízení SIMATIC IOT2000.

UPOZORNĚNÍ: Používejte pouze napájecí zdroj DC 9… 36 V!

2. Jakmile je SIMATIC IOT2000 zapnutý, uvidíte na LED diodách brány následující chování:

• PWR: Solid; zařízení zapnuto
• SD: Přerušovaný…. pak se Solid vypnul
• USB: pevný; zařízení zapnuto

LED dioda SD bude přerušovaná, protože mění velikost karty SD s obrázkem, pro přístup k bráně počkejte, dokud dioda SD nezmění svůj stav na Svítí vypnuto.

3. SIMATIC IOT2000 vám umožňuje přístup přes Serial, SSH nebo Telnet; tato příručka používá připojení SSH.

SIMATIC IOT2000 má ve výchozím nastavení statickou IP adresu -> 192.168.200.1. K navázání připojení SSH má váš počítač stejnou podsíť jako SIMATIC IOT2000.

Pokud pracujete se společností Microsoft, přečtěte si prosím tuto příručku Začínáme, jak získat přístup k bráně. Uživatelé Linuxu prosím pokračujte následujícími kroky.

4. Jakmile je síť vašeho počítače nakonfigurována ve stejné podsíti SIMATIC IOT2000, ověřte její připojení pomocí příkazu ping:

ping 192.168.200.1

Očekávaný výsledek:

PING 192.168.200.1 (192.168.200.1) 56 (84) bytů dat.

64 bytů od 192.168.200.1: icmp_seq = 1 ttl = 64 čas = 1,04 ms

64 bytů od 192.168.200.1: icmp_seq = 2 ttl = 64 čas = 1,03 ms

64 bytů od 192.168.200.1: icmp_seq = 3 ttl = 64 čas = 1,00 ms

Pokud obdržíte očekávaný výsledek, je SIMATIC IOT2000 správně připojen.

5. Přístup k bráně spuštěním níže uvedeného příkazu:

ssh [email protected]

Při prvním přístupu k bráně budete vyzváni ke schválení bezpečnostní zprávy. Odešlete příkaz yes a stiskněte Enter pro schválení a pokračování. Jakmile je přístup správně vytvořen, uvidíte ve svém terminálu následující root:

root@iot2000: ~#

6. Jak bylo uvedeno výše, statická IP adresa SIMATIC IOT2000 je nastavena na 192.168.200.1. Je -li tedy požadována jiná statická adresa IP nebo adresa DHCP, lze ji nastavit v souboru „rozhraní“v adresáři „/etc/network“.

Chcete -li to provést, přejděte do adresáře určeného níže uvedeným příkazem:

cd/etc/network/

Otevřete soubor rozhraní pomocí nano editoru spuštěním následujícího příkazu:

nano rozhraní

Obsah souboru rozhraní je ve výchozím nastavení stejný jako níže:

#/etc/network/interfaces - konfigurační soubor pro ifup (8), ifdown (8)

# Rozhraní zpětné smyčky

auto lo

iface lo inet loopback

# Kabelová rozhraní

auto eth0

iface eth0 inet static

adresa 192.168.200.1

síťová maska 255.255.255.0

auto eth1

iface eth1 inet dhcp

Jak již bylo uvedeno výše, pokud pracujete se SIMATIC IOT2040, je adresa DHCP ve výchozím nastavení konfigurována na druhém portu (X2 P1LAN). Ujistěte se, že je váš ethernetový kabel připojen k druhému ethernetovému portu, a restartujte bránu.

Pokud pracujete se SIMATIC IOT2020 a chcete nastavit adresu DHCP, musíte upravit soubor rozhraní, jak je zobrazeno níže, a poté bránu restartovat:

#/etc/network/interfaces - konfigurační soubor pro ifup (8), ifdown (8)

# Rozhraní zpětné smyčky

auto lo

iface lo inet loopback

# Kabelová rozhraní

auto eth0 iface

eth0 inet dhcp

Jakmile je adresa DHCP nakonfigurována, můžete pomocí aplikace pro skenování sítě znát novou adresu IP přiřazenou k SIMATIC 2000, důrazně doporučujeme použít fing, který se snadno používá a je k dispozici jak v Google Play Store, tak v Apple App Store.:)

Krok 6: Arduino IDE a ukázkový kód

SIMATIC IOT2000 je kompatibilní s Arduino IDE pomocí balíčku Intel Galileo. Při správném nastavení desky postupujte podle následujících pokynů:

1. Otevřete Arduino IDE

2. Otevřete Správce desek v nabídce Nástroje -> Deska -> Správce desek a nainstalujte balíček galileo. Chcete -li najít správné zařízení, ve vyhledávacím panelu vyhledejte „Intel i5“. Stáhněte a nainstalujte nejnovější verzi.

3. Vyberte svůj Intel Galileo gen2 z nabídky Nástroje> Deska.

4. Připojte Micro USB k IOT2000 a vyberte port com přiřazený z Nástroje> Port> Intel Galileo. Pokud vaše práce na systému Windows a počítači nerozpozná váš IOT2000, musíte ovladače aktualizovat ručně.

5. Nyní, když je vše nakonfigurováno, nahrajte Blink Sketch a ověřte, že vše funguje správně. Přejděte na Soubor> Příklady> Základy> Mrkněte a zkompilujte kód.

6. Jakmile je kód správně aktualizován, LED UŽIVATEL začne blikat.

Krok 7: Vizualizace vašich dat v Ubidots

Jakmile budete schopni zkompilovat kód Blink do SIMATIC IOT2000, můžete pokračovat následujícími kroky: 1. Zkopírujte a vložte níže uvedený kód do svého Arduino IDE. Jakmile kód vložíte, přiřaďte tam, kde je to uvedeno, jedinečný Ubidots TOKEN. Pokud si nevíte rady se svými Ubidots TOKEN, nahlédněte do tohoto článku.

DŮLEŽITÉ UPOZORNĚNÍ NA ROZVOJ: Výše uvedený kód je ukázkový kód, který ukazuje, jak odeslat požadavek HTTP POST do Ubidots pomocí knihovny EthernetClient. Chcete -li implementovat svůj vlastní kód, nahlédněte do příručky Ubidots REST API Reference a podpory společnosti Siemens, kde najdete další zdroje.

2. Ověřte a nahrajte kód výběrem ikony zaškrtnutí a poté ikony šipky vpravo vedle ikony zaškrtnutí.

3. Chcete -li zobrazit odezvu serveru a jeho připojení k zařízení, otevřete sériový monitor IDE Arduino. Zobrazte sériový monitor výběrem ikony „lupy“v pravém horním rohu našeho Arduino IDE.

Potvrďte kód tak, že přejdete na svůj účet Ubidots a najdete nové zařízení vytvořené s názvem „simatic-iot2000“obsahující proměnnou nazvanou „vlhkost“, která čte vstup A0 ze štítu Arduino, který obsahuje SIMATIC IOT2000.

Krok 8: Výsledky

Během několika minut jsme integrovali průmyslové zařízení Siemens SIMATIC IOT2000 s Ubidots a potřebujeme pouze základní znalosti o hardwaru a funkcích Arduino IDE.

Nyní je čas vytvořit řídicí panely Ubidots pro vizualizaci a interpretaci vašich dat za účelem řízení procesů nebo zmírnění chyb.