Siemens SIMATIC IOT2000 Series для Ubidots + Arduino IDE: 8 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Простота Arduino в сочетании с надежностью и историей Siemens делает серию SIMATIC IOT2000 идеальным выбором для промышленных шлюзов на заводах и в учреждениях, изучающих возможности подключения и дооснащения. Новые датчики на старых машинах или просто модернизация датчиков, используемых в настоящее время, серия SIMATIC IOT2000 гармонизирует, анализирует и эффективно пересылает данные с помощью общих протоколов, таких как MQTT и Modbus. Основанная на Yocto Linux, серия SIMATIC IOT2000 включает модели IoT2020 и IoT2040, которые совместимы с большинством эскизов Arduino и могут быть загружены непосредственно из Arduino IDE. IOT2040 идеально подходит для заводов, в то время как IOT2020 лучше всего подходит для учебных заведений с его дополнительными периферийными устройствами и протоколами связи.

В приведенном ниже руководстве показано, как настроить серию SIMATIC IOT2000 с использованием Arduino IDE и образец кода для отправки HTTP-запроса в Ubidots для интерпретации интерфейса.

Шаг 1. Требования

• сетевой кабель
• SD Card
• Источник питания 24В
• IDE Arduino
• Сименс SIMATIC IOT 2040
• Учетная запись Ubidots - или - Лицензия STEM

Шаг 2: Настройка SIMATIC IOT2000 Series

Во-первых, вы должны зарегистрироваться на портале поддержки Siemens или получить к нему доступ для загрузки всех начальных конфигураций. Этот портал также предоставит услуги по устранению неполадок и поддержку от Siemens по любым вопросам, связанным с оборудованием. Вся серия IOT2000 настраивается одинаково, пожалуйста, следуйте этому руководству для любых устройств этой серии.

Шаг 3: запишите и установите SD-карту

Начните с записи SD-карты с изображением, предоставленным на странице онлайн-поддержки Siemens Industry Online Support. Пожалуйста, скачайте и сохраните Example_Image_V2.1.3 для последующего использования.

• Вставьте карту microSD в слот для SD-карты вашего компьютера (может потребоваться адаптер).
• Разархивируйте загруженный образ и запишите его на SD-карту. Пользователи Microsoft нажмите здесь или как записать изображения на SD-карту. Пользователи Linux, пожалуйста, продолжайте читать.

Запись образа на SD-карту с помощью Linux: 1. Откройте компьютерный терминал и перейдите в папку, в которой находился zip-файл. загружен с помощью команды cd. e.i: Я скачал файл в каталог «Загрузки»:

cd Загрузки

2. Разархивируйте загруженный файл, выполнив следующую команду:

sudo unzip 109741799_Example_Image_V2.1.3.zip

Как только zip-файл будет правильно распакован, вы увидите файл с именем example-V2.1.3.wic, как показано выше. ПРИМЕЧАНИЕ. Если при выполнении приведенной выше команды вы получаете сообщение об ошибке, убедитесь, что имя загруженного файла совпадает.

3. Проверьте местоположение SD-карты, чтобы отключить ее и записать образ. Выполните команду ниже, чтобы проверить местоположение:

df -h

SD-карта должна находиться в каталоге / dev /…; в моем случае SD-карта находится в следующем каталоге / dev / mmcblk0

4. Отключите SD-карту, выполнив следующую команду:

размонтировать / dev / mmcblk0

5. Чтобы записать образ, замените имя распакованного файла и местоположение SD-карты; структура команды следующая:

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

После замены параметров на правильные команда должна выглядеть примерно так:

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

Выполнение этой команды займет пару минут, наберитесь терпения:)

Шаг 4: Установите SD-карту

Подключите SD-карту к вашему оборудованию. Ниже мы установили SD-карту в SIMATIC 2040, где указано.

Шаг 5: Первый ввод в эксплуатацию SIMATIC IOT2000

Следующие шаги показывают, как получить доступ к SIMATIC IOT2040 с использованием статического IP-адреса для настройки сети шлюза. Здесь важно отметить, что SIMATIC IOT 2040 по умолчанию предоставляет DHCP-адрес в порт Ethernet - X2P1, при желании вы можете получить доступ напрямую, используя назначенный IP-адрес.

1. Выключите питание и подключите один конец кабеля Ethernet к компьютеру, а другой - к порту Ethernet-X1P1 устройства SIMATIC IOT2000.

ВНИМАНИЕ: Используйте только источник питания постоянного тока 9… 36 В!

2. После включения SIMATIC IOT2000 вы увидите следующее поведение светодиодных индикаторов шлюза:

• PWR: твердый; устройство включено
• SD: Прерывистый…. затем Solid выключился
• USB: твердый; устройство включено

Светодиод SD будет прерываться, потому что изменяется размер SD-карты с изображением, подождите, пока светодиод SD не изменит свое состояние на Непрерывно выключено, чтобы получить доступ к шлюзу.

3. SIMATIC IOT2000 позволяет получить доступ через последовательный порт, SSH или Telnet; в этом руководстве используется соединение SSH.

SIMATIC IOT2000 по умолчанию имеет статический IP-адрес -> 192.168.200.1. Чтобы установить соединение SSH, ваш компьютер должен иметь ту же подсеть, что и SIMATIC IOT2000.

Если вы работаете с Microsoft, обратитесь к этому руководству по началу работы, чтобы узнать, как получить доступ к шлюзу. Пользователи Linux, пожалуйста, продолжайте следующие шаги.

4. После того, как сеть вашего компьютера настроена в той же подсети, что и SIMATIC IOT2000, проверьте ее подключение с помощью эхо-запроса:

пинг 192.168.200.1

ожидаемый результат:

PING 192.168.200.1 (192.168.200.1) 56 (84) байтов данных.

64 байта из 192.168.200.1: icmp_seq = 1 ttl = 64 time = 1.04 мс

64 байта из 192.168.200.1: icmp_seq = 2 ttl = 64 time = 1.03 мс

64 байта из 192.168.200.1: icmp_seq = 3 ttl = 64 time = 1.00 мс

Если вы получили ожидаемый результат, SIMATIC IOT2000 подключен правильно.

5. Доступ к шлюзу, выполнив следующую команду:

ssh [email protected]

При первом доступе к шлюзу вам будет предложено подтвердить сообщение безопасности. Отправьте команду yes и нажмите Enter, чтобы подтвердить и продолжить. Как только доступ будет правильно установлен, вы увидите в своем терминале следующий корень:

корень @ iot2000: ~ #

6. Как упоминалось выше, статический IP-адрес SIMATIC IOT2000 установлен на 192.168.200.1. Таким образом, если требуется другой статический IP-адрес или DHCP-адрес, его можно установить в файле «interfaces» в каталоге «/ etc / network».

Для этого войдите в каталог, указанный с помощью следующей команды:

cd / etc / network /

Откройте файл интерфейсов с помощью редактора nano, выполнив следующую команду:

нано интерфейсы

Содержимое файла интерфейсов по умолчанию такое же, как показано ниже:

# / etc / network / interfaces - файл конфигурации для ifup (8), ifdown (8)

# Интерфейс обратной связи

авто лоу

iface lo inet loopback

# Проводные интерфейсы

авто eth0

iface eth0 inet статический

адрес 192.168.200.1

маска сети 255.255.255.0

авто eth1

iface eth1 inet dhcp

Как упоминалось выше, если вы работаете с SIMATIC IOT2040, DHCP-адрес настроен по умолчанию на втором порте (X2 P1LAN). Убедитесь, что ваш кабель Ethernet подключен ко второму порту Ethernet, и перезагрузите шлюз.

Если вы работаете с SIMATIC IOT2020 и хотите настроить DHCP-адрес, вы должны изменить файл интерфейсов, как показано ниже, а затем перезагрузить шлюз:

# / etc / network / interfaces - файл конфигурации для ifup (8), ifdown (8)

# Интерфейс обратной связи

авто лоу

iface lo inet loopback

# Проводные интерфейсы

авто eth0 iface

eth0 inet dhcp

После настройки адреса DHCP вы можете использовать приложение сетевого сканера, чтобы узнать новый IP-адрес, назначенный SIMATIC 2000, мы настоятельно рекомендуем вам использовать fing, который прост в использовании и доступен как в Google Play Store, так и в Apple App Store.:)

Шаг 6: IDE Arduino и образец кода

SIMATIC IOT2000 совместим с Arduino IDE с использованием пакета Intel Galileo. Пожалуйста, следуйте инструкциям ниже, чтобы правильно настроить плату:

1. Откройте IDE Arduino.

2. Откройте Менеджер плат из Инструменты -> Плата -> Менеджер плат и установите пакет galileo. Чтобы найти нужное устройство, выполните поиск «Intel i5» в строке поиска. Скачайте и установите последнюю версию.

3. Выберите Intel Galileo gen2 в меню «Инструменты»> «Плата».

4. Подключите Micro USB к вашему IOT2000 и выберите порт com, назначенный в Инструменты> Порт> Intel Galileo. Если вы работаете в Windows и ваш компьютер не распознает IOT2000, вам необходимо обновить драйверы вручную.

5. Теперь, когда все настроено, загрузите Blink Sketch, чтобы убедиться, что все работает правильно. Перейдите в Файл> Примеры> Основы> Blink и скомпилируйте код.

6. После правильного обновления кода светодиод USER начнет мигать.

Шаг 7. Визуализация данных в Ubidots

После того, как вы скомпилировали Blink-код в SIMATIC IOT2000, вы можете продолжить следующие шаги: 1. Скопируйте и вставьте этот код ниже в свою среду разработки Arduino. После того, как вы вставили код, обязательно назначьте уникальный ТОКЕН Ubidots там, где это указано. Если вы не знаете, как получить токен Ubidots, обратитесь к этой статье.

ВАЖНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ ПО РАЗВЕРТЫВАНИЮ: приведенный выше код представляет собой образец кода, демонстрирующий, как отправить запрос HTTP POST в Ubidots с помощью библиотеки EthernetClient. Чтобы реализовать свой собственный код, обратитесь к Справочнику по Ubidots REST API и поддержке Siemens для получения дополнительных ресурсов.

2. Проверьте и загрузите код, выбрав значок галочки, а затем значок стрелки вправо рядом со значком галочки.

3. Чтобы визуализировать ответ сервера и его связь с устройством, откройте Serial Monitor в Arduino IDE. Отобразите монитор последовательного порта, выбрав значок «увеличительное стекло» в правом верхнем углу нашей Arduino IDE.

Подтвердите свой код, перейдя в свою учетную запись Ubidots, чтобы найти новое устройство, созданное под названием «simatic-iot2000», содержащее переменную под названием «влажность», которая считывает вход A0 от Arduino Shield, содержащийся в SIMATIC IOT2000.

Шаг 8: Результаты

Всего за несколько минут мы интегрировали промышленное устройство Siemens SIMATIC IOT2000 с Ubidots, и нам потребовались только базовые знания об оборудовании и функциональности Arduino IDE.

Пришло время создать панели мониторинга Ubidots для визуализации и интерпретации ваших данных с целью управления процессами или смягчения ошибок.