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

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Sự đơn giản của Arduino kết hợp với độ tin cậy và lịch sử của Siemens làm cho dòng SIMATIC IOT2000 trở thành lựa chọn hoàn hảo cho một cổng công nghiệp trong các nhà máy và tổ chức khám phá các tùy chọn kết nối và trang bị thêm. Các cảm biến mới trên máy cũ hoặc đơn giản là nâng cấp các cảm biến hiện đang được sử dụng, dòng SIMATIC IOT2000 kết hợp hài hòa, phân tích và chuyển tiếp dữ liệu hiệu quả với các giao thức phổ biến như MQTT và Modbus. Dựa trên Yocto Linux, dòng SIMATIC IOT2000 bao gồm các mô hình IoT2020 và IoT2040 tương thích với hầu hết các Bản phác thảo Arduino và có thể được tải lên trực tiếp từ Arduino IDE. IOT2040 lý tưởng cho các nhà máy trong khi IOT2020 phù hợp nhất trong các cơ sở giáo dục với các thiết bị ngoại vi và giao thức truyền thông bổ sung.

Hướng dẫn dưới đây trình bày cách thiết lập dòng SIMATIC IOT2000 bằng Arduino IDE và mã mẫu để gửi một yêu cầu HTTP đến Ubidots để giải thích giao diện người dùng.

Bước 1: Yêu cầu

• Cáp Ethernet
• Thẻ SD
• Nguồn điện 24V
• Arduino IDE
• Siemens SIMATIC IOT 2040
• Tài khoản Ubidots - hoặc - Giấy phép STEM

Bước 2: Thiết lập Sê-ri SIMATIC IOT2000

Đầu tiên, bạn phải đăng ký hoặc có quyền truy cập vào Cổng hỗ trợ của Siemens để tải xuống tất cả các cấu hình ban đầu. Cổng thông tin này cũng sẽ cung cấp sự hỗ trợ và khắc phục sự cố từ Siemens đối với bất kỳ yêu cầu nào liên quan đến phần cứng. Toàn bộ sê-ri IOT2000 được thiết lập theo cùng một cách, vui lòng làm theo hướng dẫn này cho bất kỳ thiết bị nào trong sê-ri.

Bước 3: Ghi và cài đặt thẻ SD

Bắt đầu bằng cách ghi thẻ SD-Card với hình ảnh được cung cấp bởi trang Hỗ trợ Trực tuyến của Ngành Công nghiệp Siemens. Vui lòng tải xuống và lưu Ví dụ_Image_V2.1.3 để sử dụng sau.

• Cắm Thẻ nhớ microSD vào khe cắm Thẻ SD của máy tính (có thể cần một bộ chuyển đổi).
• Giải nén hình ảnh đã tải xuống và ghi vào thẻ SD-Card. Người dùng Microsoft nhấp vào đây hoặc cách ghi hình ảnh vào thẻ SD của bạn. Người dùng Linux vui lòng tiếp tục đọc.

Ghi hình ảnh vào thẻ SD bằng Linux: 1. Mở thiết bị đầu cuối máy tính của bạn và chuyển đến thư mục chứa tệp zip. đã tải xuống bằng lệnh cd. e.i: Tôi đã tải tệp xuống thư mục "Tải xuống":

cd Tải xuống

2. Giải nén tệp đã tải xuống chạy lệnh dưới đây:

sudo giải nén 109741799_Example_Image_V2.1.3.zip

Khi tệp zip được giải nén đúng cách, bạn sẽ thấy tệp có tên example-V2.1.3.wic như hiển thị ở trên. LƯU Ý: Nếu bạn gặp lỗi khi chạy lệnh trên, hãy xác minh rằng tên của tệp đã tải xuống có giống nhau không.

3. Xác minh vị trí của thẻ SD để ngắt kết nối và ghi hình ảnh. Chạy lệnh dưới đây để xác minh vị trí:

df -h

Thẻ SD phải được định vị trong thư mục / dev /…; trong trường hợp của tôi, thẻ sd nằm trong thư mục sau / dev / mmcblk0

4. Ngắt kết nối thẻ SD-Card đang chạy lệnh dưới đây:

ngắt kết nối / dev / mmcblk0

5. Để ghi hình ảnh, hãy thay thế tên của tệp được giải nén và vị trí của Thẻ SD; cấu trúc của lệnh như sau:

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

Khi các tham số được thay thế bằng các tham số chính xác, lệnh sẽ trông giống như sau:

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

Chạy lệnh này mất vài phút, hãy kiên nhẫn:)

Bước 4: Cài đặt thẻ SD của bạn

Kết nối thẻ SD vào phần cứng của bạn. Dưới đây, chúng tôi đã cài đặt Thẻ SD vào SIMATIC 2040 ở nơi được chỉ ra.

Bước 5: Lần đầu tiên vận hành SIMATIC IOT2000

Các bước sau đây cho biết cách truy cập SIMATIC IOT2040 bằng IP tĩnh để thiết lập mạng của cổng. Tại thời điểm này, điều quan trọng cần đề cập là SIMATIC IOT 2040 mang Địa chỉ DHCP theo mặc định trong Cổng Ethernet - X2P1, nếu bạn muốn, bạn có thể truy cập trực tiếp bằng địa chỉ IP được chỉ định.

1. Tắt nguồn và kết nối một đầu của Cáp Ethernet với máy tính của bạn và đầu kia với Cổng Ethernet- X1P1 của thiết bị SIMATIC IOT2000.

THẬN TRỌNG: Chỉ sử dụng nguồn điện DC 9… 36V!

2. Khi SIMATIC IOT2000 được bật nguồn, bạn sẽ thấy hoạt động sau trên đèn LED của cổng:

• PWR: Chất rắn; thiết bị được BẬT
• SD: Không liên tục…. sau đó Solid TẮT
• USB: Rắn; thiết bị được BẬT

Đèn LED SD sẽ không liên tục do đang thay đổi kích thước thẻ SD với hình ảnh, hãy đợi cho đến khi đèn LED SD chuyển trạng thái sang trạng thái Rắn đã TẮT để truy cập vào cổng.

3. SIMATIC IOT2000 cho phép bạn truy cập qua Serial, SSH hoặc Telnet; hướng dẫn này sử dụng kết nối SSH.

SIMATIC IOT2000 có địa chỉ IP tĩnh theo mặc định -> 192.168.200.1. Để thiết lập kết nối SSH, máy tính của bạn có cùng một mạng con với SIMATIC IOT2000.

Nếu bạn đang làm việc với Microsoft, vui lòng tham khảo hướng dẫn bắt đầu này để biết cách truy cập cổng. Người dùng Linux vui lòng tiếp tục các bước sau.

4. Sau khi mạng của máy tính của bạn được định cấu hình trên cùng một mạng con của SIMATIC IOT2000, hãy xác minh kết nối của mạng bằng ping:

ping 192.168.200.1

kết quả mong đợi:

PING 192.168.200.1 (192.168.200.1) 56 (84) byte dữ liệu.

64 byte từ 192.168.200.1: icmp_seq = 1 ttl = 64 time = 1,04 ms

64 byte từ 192.168.200.1: icmp_seq = 2 ttl = 64 time = 1,03 ms

64 byte từ 192.168.200.1: icmp_seq = 3 ttl = 64 time = 1,00 ms

Nếu bạn nhận được kết quả như mong đợi, SIMATIC IOT2000 đã được kết nối đúng cách.

5. Truy cập vào cổng chạy lệnh dưới đây:

ssh [email protected]

Trong lần đầu tiên truy cập Gateway, bạn sẽ được nhắc phê duyệt thông báo bảo mật. Gửi lệnh có và nhấn enter để phê duyệt và tiếp tục. Sau khi quyền truy cập được thiết lập đúng cách, bạn sẽ thấy thư mục gốc sau trong thiết bị đầu cuối của mình:

root @ iot2000: ~ #

6. Như đã đề cập ở trên, địa chỉ IP tĩnh của SIMATIC IOT2000 được đặt thành 192.168.200.1. Do đó, nếu địa chỉ IP tĩnh hoặc địa chỉ DHCP khác được yêu cầu, điều này có thể được đặt trong tệp "giao diện" trong thư mục "/ etc / network".

Để thực hiện việc này, hãy nhập vào thư mục được chỉ định bằng lệnh dưới đây:

cd / etc / network /

Mở tệp giao diện bằng trình chỉnh sửa nano chạy lệnh sau:

giao diện nano

Nội dung của tệp giao diện theo mặc định giống như bên dưới:

# / etc / network / interface - tệp cấu hình cho ifup (8), ifdown (8)

# Giao diện lặp lại

tự động lo

iface lo inet loopback

# Giao diện có dây

auto eth0

iface eth0 inet tĩnh

địa chỉ 192.168.200.1

netmask 255.255.255.0

auto eth1

iface eth1 inet dhcp

Như đã đề cập ở trên, Nếu bạn đang làm việc với SIMATIC IOT2040, Địa chỉ DHCP được cấu hình theo mặc định trên cổng thứ hai (X2 P1LAN). Đảm bảo cáp Ethernet của bạn được kết nối với cổng Ethernet thứ hai và khởi động lại cổng.

Nếu bạn đang làm việc với SIMATIC IOT2020 và muốn thiết lập Địa chỉ DHCP, bạn phải sửa đổi tệp giao diện như được hiển thị bên dưới, sau đó khởi động lại cổng:

# / etc / network / interface - tệp cấu hình cho ifup (8), ifdown (8)

# Giao diện lặp lại

tự động lo

iface lo inet loopback

# Giao diện có dây

auto eth0 iface

eth0 inet dhcp

Khi Địa chỉ DHCP được định cấu hình, bạn có thể sử dụng ứng dụng quét mạng để biết địa chỉ ip mới được gán cho SIMATIC 2000, chúng tôi thực sự khuyên bạn nên sử dụng fing dễ sử dụng và có sẵn trong cả Cửa hàng Play của Google và Cửa hàng ứng dụng của Apple.:)

Bước 6: Arduino IDE và mã mẫu

SIMATIC IOT2000 tương thích với Arduino IDE bằng gói Intel Galileo. Vui lòng làm theo các bước dưới đây để thiết lập bảng đúng cách:

1. Mở Arduino IDE

2. Mở Boards Manager từ Tools -> Board -> Boards Manager và cài đặt gói galileo. Để tìm đúng thiết bị, hãy tìm kiếm "Intel i5" trong thanh tìm kiếm. Tải xuống và cài đặt phiên bản mới nhất.

3. Chọn Intel Galileo gen2 của bạn từ menu Công cụ> Bảng.

4. Gắn Micro USB vào IOT2000 của bạn và chọn cổng com được chỉ định từ Công cụ> Cổng> Intel Galileo. Nếu bạn đang làm việc trên Windows và PC của bạn không nhận ra IOT2000 của bạn, bạn phải cập nhật trình điều khiển theo cách thủ công.

5. Bây giờ với mọi thứ đã được định cấu hình, hãy tải lên Blink Sketch để xác minh rằng mọi thứ đang hoạt động bình thường. Đi tới Tệp> Ví dụ> Cơ bản> Nháy mắt và biên dịch mã.

6. Khi mã được cập nhật đúng cách, đèn LED NGƯỜI DÙNG sẽ bắt đầu nhấp nháy.

Bước 7: Trực quan hóa dữ liệu của bạn trong Ubidots

Khi bạn có thể biên dịch mã Blink vào SIMATIC IOT2000, bạn có thể tiếp tục với các bước sau: 1. Sao chép và dán mã này bên dưới vào IDE Arduino của bạn. Sau khi bạn đã dán mã, hãy chắc chắn chỉ định Ubidots TOKEN duy nhất ở nơi được chỉ định. Nếu bạn chưa làm thế nào để Ubidots TOKEN của mình, hãy tham khảo bài viết này.

LƯU Ý TRIỂN KHAI QUAN TRỌNG: Đoạn mã trên là mã mẫu trình bày cách gửi yêu cầu HTTP POST tới Ubidots bằng thư viện EthernetClient. Để triển khai mã của riêng bạn, vui lòng tham khảo Tài liệu tham khảo API Ubidots REST và Hỗ trợ của Siemens để biết thêm tài nguyên.

2. Xác minh và tải mã lên bằng cách chọn biểu tượng dấu kiểm, sau đó chọn biểu tượng mũi tên phải bên cạnh biểu tượng dấu kiểm.

3. Để hình dung phản hồi của máy chủ và kết nối của nó với thiết bị, hãy mở Trình theo dõi nối tiếp của Arduino IDE. Hiển thị màn hình nối tiếp bằng cách chọn biểu tượng "kính lúp" ở góc trên cùng bên phải của Arduino IDE của chúng tôi.

Xác nhận mã của bạn bằng cách truy cập tài khoản Ubidots của bạn để tìm thiết bị mới được tạo có tên "simatic-iot2000" có chứa một biến gọi là "độ ẩm" mà giá trị này đọc đầu vào A0 từ Arduino Shield được chứa trong SIMATIC IOT2000.

Bước 8: Kết quả

Chỉ trong vài phút, chúng tôi đã tích hợp một thiết bị công nghiệp, Siemens SIMATIC IOT2000 với Ubidots và chỉ cần kiến thức cơ bản về phần cứng và chức năng của Arduino IDE.

Bây giờ đã đến lúc tạo Trang tổng quan Ubidots để trực quan hóa và diễn giải dữ liệu của bạn nhằm kiểm soát các quy trình hoặc giảm thiểu lỗi.