Siemens SIMATIC IOT2000 Series เป็น Ubidots + Arduino IDE: 8 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

ความเรียบง่ายของ Arduino รวมกับความน่าเชื่อถือและประวัติของ Siemens ทำให้ SIMATIC IOT2000 series เป็นตัวเลือกที่สมบูรณ์แบบสำหรับเกตเวย์อุตสาหกรรมในโรงงานและสถาบันต่างๆ ที่สำรวจตัวเลือกการเชื่อมต่อและการติดตั้งเพิ่มเติม เซ็นเซอร์ใหม่ในเครื่องเก่าหรือเพียงแค่อัพเกรดเซ็นเซอร์ที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน ซีรีส์ SIMATIC IOT2000 จะประสาน วิเคราะห์ และส่งต่อข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพด้วยโปรโตคอลทั่วไป เช่น MQTT และ Modbus SIMATIC IOT2000 series อิงจาก Yocto Linux มีรุ่น IoT2020 และ IoT2040 ซึ่งเข้ากันได้กับ Arduino Sketches ส่วนใหญ่ และสามารถอัปโหลดได้โดยตรงจาก Arduino IDE IOT2040 เหมาะอย่างยิ่งสำหรับโรงงานต่างๆ ในขณะที่ IOT2020 นั้นดีที่สุดในสถาบันการศึกษาที่มีอุปกรณ์ต่อพ่วงและโปรโตคอลการสื่อสารเพิ่มเติม

บทช่วยสอนด้านล่างสาธิตวิธีการตั้งค่าชุด SIMATIC IOT2000 โดยใช้ Arduino IDE และโค้ดตัวอย่างเพื่อส่งคำขอ HTTP ไปยัง Ubidots สำหรับการตีความส่วนหน้า

ขั้นตอนที่ 1: ข้อกำหนด

• สายอีเธอร์เน็ต
• การ์ด SD
• แหล่งจ่ายไฟ 24V
• Arduino IDE
• ซีเมนส์ SIMATIC IOT 2040
• บัญชี Ubidots - หรือ - ใบอนุญาต STEM

ขั้นตอนที่ 2: การตั้งค่า SIMATIC IOT2000 Series

ขั้นแรก คุณต้องลงทะเบียนด้วยหรือมีสิทธิ์เข้าถึง Siemens Support Portal เพื่อดาวน์โหลดการกำหนดค่าเริ่มต้นทั้งหมด พอร์ทัลนี้ยังให้การแก้ไขปัญหาและการสนับสนุนจากซีเมนส์ในการสอบถามที่เกี่ยวข้องกับฮาร์ดแวร์ IOT2000 ซีรีส์ทั้งหมดมีการตั้งค่าในลักษณะเดียวกัน โปรดทำตามบทช่วยสอนนี้สำหรับอุปกรณ์ใดๆ ในซีรีส์

ขั้นตอนที่ 3: เบิร์นและติดตั้ง SD-Card

เริ่มต้นด้วยการเบิร์น SD-Card ด้วยภาพที่มาจากหน้า Siemens Industry Online Support โปรดดาวน์โหลดและบันทึก Example_Image_V2.1.3 ไว้ใช้ภายหลัง

• ใส่การ์ด microSD ลงในช่องเสียบการ์ด SD ของคอมพิวเตอร์ของคุณ (อาจต้องใช้อะแดปเตอร์)
• เปิดเครื่องรูดภาพที่ดาวน์โหลดและเขียนลงใน SD-Card ผู้ใช้ Microsoft คลิกที่นี่ หรือวิธีการเขียนภาพลงใน SD-Card ของคุณ ผู้ใช้ Linux โปรดอ่านต่อ

การเบิร์นรูปภาพไปยังการ์ด SD โดยใช้ Linux: 1. เปิดเทอร์มินัลคอมพิวเตอร์ของคุณและไปที่โฟลเดอร์ที่มีไฟล์ zip ดาวน์โหลดโดยใช้คำสั่ง cd e.i: ฉันดาวน์โหลดไฟล์ลงในไดเร็กทอรี "Downloads":

cd ดาวน์โหลด

2. เปิดเครื่องรูดไฟล์ที่ดาวน์โหลดโดยใช้คำสั่งด้านล่าง:

sudo unzip 109741799_Example_Image_V2.1.3.zip

เมื่อแตกไฟล์ zip อย่างถูกต้องแล้ว คุณจะเห็นไฟล์ชื่อ example-V2.1.3.wic ดังที่แสดงด้านบน หมายเหตุ: หากคุณได้รับข้อผิดพลาดในการเรียกใช้คำสั่งด้านบน ให้ตรวจสอบว่าชื่อไฟล์ที่ดาวน์โหลดมาเหมือนกัน

3. ตรวจสอบตำแหน่งของการ์ด SD เพื่อยกเลิกการต่อเชื่อมและเบิร์นภาพ รันคำสั่งด้านล่างเพื่อตรวจสอบตำแหน่ง:

df -h

การ์ด SD ควรอยู่ในไดเร็กทอรี /dev/…; ในกรณีของฉัน sd card จะอยู่ในไดเร็กทอรีต่อไปนี้ /dev/mmcblk0

4. Unmount SD-Card ที่รันคำสั่งด้านล่าง:

unmount /dev/mmcblk0

5. หากต้องการเบิร์นรูปภาพ ให้เปลี่ยนชื่อไฟล์ที่คลายซิปและตำแหน่งของการ์ด SD โครงสร้างของคำสั่งมีดังนี้:

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

เมื่อพารามิเตอร์ถูกแทนที่ด้วยพารามิเตอร์ที่ถูกต้องแล้ว คำสั่งควรมีลักษณะดังนี้:

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

การรันคำสั่งนี้ใช้เวลาสองสามนาที โปรดอดใจรอ:)

ขั้นตอนที่ 4: ติดตั้ง SD-Card ของคุณ

เชื่อมต่อ SD-Card ของคุณเข้ากับฮาร์ดแวร์ของคุณ ด้านล่างเราได้ติดตั้งการ์ด SD ลงใน SIMATIC 2040 ตามที่ระบุไว้

ขั้นตอนที่ 5: การว่าจ้างครั้งแรกของ SIMATIC IOT2000

ขั้นตอนต่อไปนี้แสดงวิธีเข้าถึง SIMATIC IOT2040 โดยใช้ IP แบบคงที่เพื่อตั้งค่าเครือข่ายของเกตเวย์ ณ จุดนี้เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องพูดถึงว่า SIMATIC IOT 2040 นำที่อยู่ DHCP เป็นค่าเริ่มต้นในพอร์ต Ethernet - X2P1 หากคุณต้องการคุณสามารถเข้าถึงได้โดยตรงโดยใช้ที่อยู่ IP ที่กำหนด

1. ปิดและเชื่อมต่อปลายสายอีเทอร์เน็ตด้านหนึ่งเข้ากับคอมพิวเตอร์ของคุณ และอีกด้านเข้ากับพอร์ตอีเทอร์เน็ต- X1P1 ของอุปกรณ์ SIMATIC IOT2000

ข้อควรระวัง: ใช้แหล่งจ่ายไฟ DC 9…36V เท่านั้น!

2. เมื่อเปิด SIMATIC IOT2000 คุณจะเห็นพฤติกรรมต่อไปนี้บนไฟ LED ของเกตเวย์:

• PWR: แข็ง; อุปกรณ์เปิดอยู่
• SD: ไม่ต่อเนื่อง…. จากนั้น Solid ก็ปิด
• ยูเอสบี: แข็ง; อุปกรณ์เปิดอยู่

SD LED จะไม่ต่อเนื่องเนื่องจากกำลังปรับขนาดการ์ด SD พร้อมรูปภาพ รอจนกว่า SD LED จะเปลี่ยนสถานะเป็น Solid ปิดเพื่อเข้าถึงเกตเวย์

3. SIMATIC IOT2000 ให้คุณเข้าถึงผ่าน Serial, SSH หรือ Telnet; คู่มือนี้ใช้การเชื่อมต่อ SSH

SIMATIC IOT2000 มีที่อยู่ IP แบบคงที่โดยค่าเริ่มต้น -> 192.168.200.1 ในการสร้างการเชื่อมต่อ SSH คอมพิวเตอร์ของคุณมีซับเน็ตเดียวกันกับ SIMATIC IOT2000

หากคุณกำลังทำงานกับ Microsoft โปรดอ้างอิงคู่มือการเริ่มต้นใช้งานนี้สำหรับวิธีเข้าถึงเกตเวย์ ผู้ใช้ Linux โปรดทำตามขั้นตอนต่อไปนี้

4. เมื่อเครือข่ายคอมพิวเตอร์ของคุณได้รับการกำหนดค่าบนเครือข่ายย่อยเดียวกันของ SIMATIC IOT2000 ให้ตรวจสอบการเชื่อมต่อด้วย ping:

ปิง 192.168.200.1

ผลลัพธ์ที่คาดหวัง:

PING 192.168.200.1 (192.168.200.1) 56 (84) ไบต์ของข้อมูล

64 ไบต์จาก 192.168.200.1: icmp_seq=1 ttl=64 เวลา=1.04 ms

64 ไบต์จาก 192.168.200.1: icmp_seq=2 ttl=64 เวลา=1.03 ms

64 ไบต์จาก 192.168.200.1: icmp_seq=3 ttl=64 เวลา=1.00 ms

หากคุณได้รับผลลัพธ์ที่คาดไว้ SIMATIC IOT2000 จะเชื่อมต่ออย่างถูกต้อง

5. การเข้าถึงเกตเวย์ที่รันคำสั่งด้านล่าง:

ssh [email protected]

เมื่อเข้าถึงเกตเวย์เป็นครั้งแรก คุณจะได้รับแจ้งให้อนุมัติข้อความความปลอดภัย ส่งคำสั่งใช่แล้วกด Enter เพื่ออนุมัติและดำเนินการต่อ เมื่อสร้างการเข้าถึงอย่างถูกต้องแล้ว คุณจะเห็นรูทต่อไปนี้ในเทอร์มินัลของคุณ:

6. ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น ที่อยู่ IP แบบคงที่ของ SIMATIC IOT2000 ถูกตั้งค่าเป็น 192.168.200.1 ดังนั้น หากต้องการที่อยู่ IP แบบคงที่หรือที่อยู่ DHCP อื่น สามารถตั้งค่านี้ในไฟล์ "อินเทอร์เฟซ" ในไดเรกทอรี "/etc/network"

เมื่อต้องการทำสิ่งนี้ ให้เข้าสู่ไดเร็กทอรีที่ระบุด้วยคำสั่งด้านล่าง:

cd /etc/network/

เปิดไฟล์อินเทอร์เฟซโดยใช้โปรแกรมแก้ไขนาโนที่รันคำสั่งต่อไปนี้:

อินเทอร์เฟซนาโน

เนื้อหาของไฟล์อินเตอร์เฟสโดยค่าเริ่มต้นจะเหมือนกับด้านล่าง:

# /etc/network/interfaces - ไฟล์กำหนดค่าสำหรับ ifup (8), ifdown (8)

# อินเทอร์เฟซแบบย้อนกลับ

รถยนต์

iface lo inet ลูปแบ็ค

# อินเทอร์เฟซแบบมีสาย

eth0 อัตโนมัติ

iface eth0 inet คงที่

ที่อยู่ 192.168.200.1

เน็ตมาสก์ 255.255.255.0

ออโต้ eth1

iface eth1 inet dhcp

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น หากคุณกำลังทำงานกับ SIMATIC IOT2040 ที่อยู่ DHCP จะถูกกำหนดค่าตามค่าเริ่มต้นบนพอร์ตที่สอง (X2 P1LAN) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายอีเทอร์เน็ตของคุณเชื่อมต่อกับพอร์ตอีเทอร์เน็ตที่สองและรีบูตเกตเวย์

หากคุณกำลังทำงานกับ SIMATIC IOT2020 และต้องการตั้งค่า DHCP Address คุณต้องแก้ไขไฟล์อินเทอร์เฟซดังที่แสดงด้านล่าง จากนั้นรีบูตเกตเวย์:

# /etc/network/interfaces - ไฟล์กำหนดค่าสำหรับ ifup (8), ifdown (8)

# อินเทอร์เฟซแบบย้อนกลับ

รถยนต์

iface lo inet ลูปแบ็ค

# อินเทอร์เฟซแบบมีสาย

auto eth0 iface

eth0 inet dhcp

เมื่อกำหนดค่าที่อยู่ DHCP แล้ว คุณสามารถใช้แอปสแกนเนอร์เครือข่ายเพื่อทราบที่อยู่ IP ใหม่ที่กำหนดให้กับ SIMATIC 2000 ได้ เราขอแนะนำให้คุณใช้ fing ซึ่งใช้งานง่ายและสามารถใช้ได้ทั้งใน Play Store ของ Google และ App Store ของ Apple:)

ขั้นตอนที่ 6: Arduino IDE และโค้ดตัวอย่าง

SIMATIC IOT2000 เข้ากันได้กับ Arduino IDE โดยใช้แพ็คเกจ Intel Galileo โปรดทำตามขั้นตอนด้านล่างเพื่อติดตั้งบอร์ดอย่างถูกต้อง:

1. เปิด Arduino IDE

2. เปิดตัวจัดการบอร์ดจากเครื่องมือ -> บอร์ด -> ตัวจัดการบอร์ดและติดตั้งแพ็คเกจกาลิเลโอ หากต้องการค้นหาอุปกรณ์ที่ถูกต้อง ให้ค้นหา "Intel i5" ภายในแถบค้นหา ดาวน์โหลดและติดตั้งเวอร์ชันล่าสุด

3. เลือก Intel Galileo gen2 ของคุณจากเมนู Tools > Board

4. ต่อ Micro USB เข้ากับ IOT2000 ของคุณ และเลือก port com ที่กำหนดจาก Tools > Port > Intel Galileo หากการทำงานบน Windows และพีซีของคุณไม่รู้จัก IOT2000 คุณต้องอัปเดตไดรเวอร์ด้วยตนเอง

5. เมื่อกำหนดค่าทุกอย่างแล้ว ให้อัปโหลด Blink Sketch เพื่อตรวจสอบว่าทุกอย่างทำงานอย่างถูกต้อง ไปที่ File > Examples > Basics > Blink แล้วคอมไพล์โค้ด

6. เมื่ออัปเดตรหัสอย่างถูกต้องแล้ว ไฟ LED ผู้ใช้จะเริ่มกะพริบ

ขั้นตอนที่ 7: การแสดงข้อมูลของคุณใน Ubidots

เมื่อคุณสามารถคอมไพล์โค้ด Blink ลงใน SIMATIC IOT2000 แล้ว ให้ทำตามขั้นตอนต่อไปนี้: คัดลอกและวางโค้ดนี้ด้านล่างใน Arduino IDE ของคุณ เมื่อคุณวางโค้ดแล้ว อย่าลืมกำหนด Ubidots TOKEN เฉพาะตามที่ระบุไว้ หากคุณไม่ทราบวิธีการ Ubidots TOKEN ของคุณ โปรดอ้างอิงบทความนี้

สิ่งสำคัญในการใช้งาน หมายเหตุ: โค้ดด้านบนนี้เป็นโค้ดตัวอย่างที่สาธิตวิธีส่งคำขอ HTTP POST ไปยัง Ubidots โดยใช้ไลบรารี EthernetClient หากต้องการใช้โค้ดของคุณเอง โปรดอ้างอิง Ubidots REST API Reference และ Siemens Support สำหรับทรัพยากรเพิ่มเติม

2. ตรวจสอบและอัปโหลดรหัสโดยเลือกไอคอนเครื่องหมายถูก จากนั้นคลิกไอคอนลูกศรขวาข้างไอคอนเครื่องหมายถูก

3. หากต้องการเห็นภาพการตอบสนองของเซิร์ฟเวอร์และการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ ให้เปิด Serial Monitor ของ Arduino IDE แสดงจอภาพแบบอนุกรมโดยเลือกไอคอน "แว่นขยาย" ที่มุมบนขวาของ Arduino IDE ของเรา

ยืนยันรหัสของคุณโดยไปที่บัญชี Ubidots เพื่อค้นหาอุปกรณ์ใหม่ที่สร้างขึ้นชื่อ "simatic-iot2000" ซึ่งมีตัวแปรชื่อ "humidity" ซึ่งอ่านอินพุต A0 จาก Arduino Shield ที่มีอยู่ใน SIMATIC IOT2000

ขั้นตอนที่ 8: ผลลัพธ์

ในเวลาเพียงไม่กี่นาที เราได้รวมอุปกรณ์อุตสาหกรรม Siemens SIMATIC IOT2000 เข้ากับ Ubidots และต้องการเพียงความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับฮาร์ดแวร์และฟังก์ชันการทำงานของ Arduino IDE

ถึงเวลาสร้างแดชบอร์ด Ubidots เพื่อแสดงภาพและตีความข้อมูลของคุณเพื่อควบคุมกระบวนการหรือลดข้อผิดพลาด