Siemens SIMATIC IOT2000-serie naar Ubidots + Arduino IDE - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

De eenvoud van Arduino in combinatie met de betrouwbaarheid en geschiedenis van Siemens maakt de SIMATIC IOT2000-serie een perfecte keuze voor een industriële gateway in fabrieken en instellingen die connectiviteit en retrofit-opties onderzoeken. Nieuwe sensoren op oude machines of gewoon een upgrade van de sensoren die momenteel in gebruik zijn, de SIMATIC IOT2000-serie harmoniseert, analyseert en stuurt gegevens efficiënt door met gemeenschappelijke protocollen zoals MQTT en Modbus. De SIMATIC IOT2000-serie is gebaseerd op een Yocto Linux en bevat de IoT2020- en IoT2040-modellen die compatibel zijn met de meeste Arduino Sketches en rechtstreeks vanuit de Arduino IDE kunnen worden geüpload. De IOT2040 is ideaal voor fabrieken, terwijl de IOT2020 het beste is in onderwijsinstellingen met zijn extra randapparatuur en communicatieprotocollen.

De onderstaande tutorial laat zien hoe je de SIMATIC IOT2000-serie instelt met behulp van de Arduino IDE en een voorbeeldcode om een HTTP-verzoek naar Ubidots te sturen voor front-end interpretatie.

Stap 1: Vereisten

• ethernetkabel
• SD-kaart
• 24V voeding
• Arduino IDE
• Siemens SIMATIC IOT 2040
• Ubidots-account - of - STEM-licentie

Stap 2: De SIMATIC IOT2000-serie instellen

Eerst moet u zich registreren bij of toegang hebben tot Siemens Support Portal om alle initiële configuraties te downloaden. Deze portal biedt ook probleemoplossing en ondersteuning van Siemens bij alle hardwaregerelateerde vragen. De hele IOT2000-serie is op dezelfde manier ingesteld, volg deze tutorial voor alle apparaten in de serie.

Stap 3: Brand en installeer de SD-kaart

Begin met het branden van de SD-kaart met de afbeelding die wordt geleverd door de Siemens Industry Online Support-pagina. Download en bewaar Voorbeeld_Image_V2.1.3 voor later.

• Plaats de microSD-kaart in de SD-kaartsleuf van uw computer (er kan een adapter nodig zijn).
• Pak de gedownloade afbeelding uit en brand deze op de SD-kaart. Microsoft-gebruikers klikken hier of hoe u afbeeldingen op uw SD-kaart kunt branden. Linux-gebruikers, lees alstublieft verder.

Een afbeelding op de SD-kaart branden met Linux: 1. Open uw computerterminal en ga naar de map waar het zipbestand zich bevond. gedownload met de opdracht cd. e.i: Ik heb het bestand gedownload naar de map "Downloads":

cd-downloads

2. Pak het gedownloade bestand uit met de onderstaande opdracht:

sudo unzip 109741799_Example_Image_V2.1.3.zip

Zodra het zip-bestand correct is uitgepakt, ziet u een bestand met de naam example-V2.1.3.wic zoals hierboven weergegeven. OPMERKING: Als u een foutmelding krijgt bij het uitvoeren van de bovenstaande opdracht, controleer dan of de naam van het gedownloade bestand hetzelfde is.

3. Controleer de locatie van de SD-kaart om deze te ontkoppelen en de afbeelding te branden. Voer de onderstaande opdracht uit om de locatie te verifiëren:

df -h

De SD-kaart zou zich in de directory /dev/… moeten bevinden; in mijn geval bevindt de SD-kaart zich in de volgende map /dev/mmcblk0

4. Ontkoppel de SD-kaart met de onderstaande opdracht:

ontkoppel /dev/mmcblk0

5. Om de afbeelding te branden, vervangt u de naam van het uitgepakte bestand en de locatie van de SD-kaart; de structuur van de opdracht is als volgt:

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

Nadat de parameters zijn vervangen door de juiste, zou de opdracht er als volgt uit moeten zien:

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

Het uitvoeren van deze opdracht duurt een paar minuten, even geduld a.u.b.:)

Stap 4: installeer uw SD-kaart

Sluit uw SD-kaart aan op uw hardware. Hieronder hebben we de SD-kaart in de SIMATIC 2040 geïnstalleerd waar aangegeven.

Stap 5: Eerste inbedrijfstelling van de SIMATIC IOT2000

De volgende stappen laten zien hoe u toegang krijgt tot de SIMATIC IOT2040 met behulp van het statische IP-adres om het netwerk van de gateway in te stellen. Op dit punt is het belangrijk om te vermelden dat de SIMATIC IOT 2040 het DHCP-adres standaard in de Ethernet-poort - X2P1 brengt, als u dat wenst, kunt u rechtstreeks toegang krijgen met het toegewezen IP-adres.

1. Schakel het apparaat uit en sluit het ene uiteinde van de Ethernet-kabel aan op uw computer en het andere op de Ethernet-poort-X1P1 van het SIMATIC IOT2000-apparaat.

LET OP: Gebruik alleen een DC 9…36V voeding!

2. Zodra de SIMATIC IOT2000 is ingeschakeld, ziet u het volgende gedrag op de LED's van de gateway:

• PWR: vast; apparaat ingeschakeld
• SD: Intermitterend…. vervolgens Solid uitgeschakeld
• USB: solide; apparaat ingeschakeld

De SD-LED zal intermitterend zijn omdat de grootte van de SD-kaart met de afbeelding wordt gewijzigd, wacht tot de SD-LED de status verandert in Solid uitgeschakeld om toegang te krijgen tot de gateway.

3. De SIMATIC IOT2000 geeft u toegang tot via serieel, SSH of Telnet; deze handleiding gebruikt de SSH-verbinding.

De SIMATIC IOT2000 heeft standaard een statisch IP-adres -> 192.168.200.1. Om een SSH-verbinding tot stand te brengen, heeft uw computer hetzelfde subnet als de SIMATIC IOT2000.

Als u met Microsoft werkt, raadpleeg dan deze handleiding om aan de slag te gaan voor toegang tot de gateway. Linux-gebruikers gaan door met de volgende stappen.

4. Zodra het netwerk van uw computer is geconfigureerd op hetzelfde subnet van de SIMATIC IOT2000, controleert u de connectiviteit met een ping:

192.168.200.1 pingen

verwacht resultaat:

PING 192.168.200.1 (192.168.200.1) 56(84) bytes aan gegevens.

64 bytes van 192.168.200.1: icmp_seq=1 ttl=64 tijd=1,04 ms

64 bytes van 192.168.200.1: icmp_seq=2 ttl=64 tijd=1.03 ms

64 bytes van 192.168.200.1: icmp_seq=3 ttl=64 tijd=1,00 ms

Als u het verwachte resultaat krijgt, is de SIMATIC IOT2000 correct aangesloten.

5. Toegang tot de gateway met de onderstaande opdracht:

ssh [email protected]

Bij de eerste toegang tot de Gateway wordt u gevraagd om het beveiligingsbericht goed te keuren. Stuur de opdracht ja en druk op enter om goed te keuren en door te gaan. Zodra de toegang correct tot stand is gebracht, ziet u de volgende root in uw terminal:

6. Zoals hierboven vermeld, is het statische IP-adres van de SIMATIC IOT2000 ingesteld op 192.168.200.1. Als er dus een ander statisch IP-adres of DHCP-adres nodig is, kan dit worden ingesteld in het bestand "interfaces" in de map "/etc/network".

Om dit te doen, gaat u naar de map die is opgegeven met de onderstaande opdracht:

cd /etc/netwerk/

Open het interfaces-bestand met behulp van nano-editor met de volgende opdracht:

nano-interfaces

De inhoud van het interfacebestand is standaard hetzelfde als hieronder:

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

# De loopback-interface

automatisch uitschakelen

iface lo inet loopback

# Bekabelde interfaces

auto eth0

iface eth0 inet statisch

adres 192.168.200.1

netmasker 255.255.255.0

auto eth1

iface eth1 inet dhcp

Zoals hierboven vermeld, als u met de SIMATIC IOT2040 werkt, is het DHCP-adres standaard geconfigureerd op de tweede poort (X2 P1LAN). Zorg ervoor dat uw Ethernet-kabel is aangesloten op de tweede Ethernet-poort en start de gateway opnieuw op.

Als u met de SIMATIC IOT2020 werkt en het DHCP-adres wilt instellen, moet u het interfacebestand wijzigen zoals hieronder wordt weergegeven en vervolgens de gateway opnieuw opstarten:

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

# De loopback-interface

automatisch uitschakelen

iface lo inet loopback

# Bekabelde interfaces

auto eth0 iface

eth0 inet dhcp

Nadat het DHCP-adres is geconfigureerd, kunt u een netwerkscanner-app gebruiken om het nieuwe ip-adres te kennen dat aan de SIMATIC 2000 is toegewezen. We raden u ten zeerste aan om fing te gebruiken, dat gebruiksvriendelijk is en beschikbaar is in zowel Google's Play Store als Apple's App Store.:)

Stap 6: Arduino IDE en voorbeeldcode

De SIMATIC IOT2000 is compatibel met de Arduino IDE met behulp van het Intel Galileo-pakket. Volg de onderstaande stappen om het bord correct in te stellen:

1. Open de Arduino IDE

2. Open Boards Manager via Extra -> Board -> Boards Manager en installeer het galileo-pakket. Om het juiste apparaat te vinden, zoekt u "Intel i5" in de zoekbalk. Download en installeer de nieuwste versie.

3. Selecteer uw Intel Galileo gen2 in het menu Extra > Bord.

4. Sluit de Micro USB aan op uw IOT2000 en selecteer de toegewezen poort via Extra > Poort > Intel Galileo. Als u met Windows werkt en uw pc uw IOT2000 niet herkent, moet u de stuurprogramma's handmatig bijwerken.

5. Nu alles is geconfigureerd, uploadt u de Blink Sketch om te controleren of alles goed werkt. Ga naar Bestand > Voorbeelden > Basis > Knipperen en compileer de code.

6. Zodra de code correct is bijgewerkt, begint de USER-LED te knipperen.

Stap 7: Uw gegevens visualiseren in Ubidots

Zodra u de Blink-code in de SIMATIC IOT2000 kunt compileren, kunt u doorgaan met de volgende stappen:1. Kopieer en plak deze code hieronder in je Arduino IDE. Nadat u de code hebt geplakt, moet u de unieke Ubidots TOKEN toewijzen waar aangegeven. Als u niet weet hoe u uw Ubidots TOKEN moet gebruiken, raadpleeg dan dit artikel.

BELANGRIJKE UITVOERINGSOPMERKING: De bovenstaande code is een voorbeeldcode die laat zien hoe u een HTTP POST-verzoek naar Ubidots kunt sturen met behulp van de EthernetClient-bibliotheek. Raadpleeg de Ubidots REST API Reference en Siemens Support voor aanvullende bronnen om uw eigen code te implementeren.

2. Controleer en upload de code door het vinkje te kiezen en vervolgens de pijl naar rechts naast het vinkje.

3. Om de reactie van de server en zijn connectiviteit met het apparaat te visualiseren, opent u de seriële monitor van de Arduino IDE. Geef de seriële monitor weer door het "vergrootglas"-pictogram in de rechterbovenhoek van onze Arduino IDE te selecteren.

Bevestig uw code door naar uw Ubidots-account te gaan om het nieuwe apparaat te vinden dat is gemaakt met de naam "simatic-iot2000" met een variabele genaamd "humidity" die de A0-invoer van het Arduino Shield bevat door de SIMATIC IOT2000.

Stap 8: Resultaten

In slechts een paar minuten integreerden we een industrieel apparaat, de Siemens SIMATIC IOT2000 met Ubidots, en hadden we alleen basiskennis nodig over de hardware en functionaliteit van de Arduino IDE.

Nu is het tijd om Ubidots-dashboards te maken om uw gegevens te visualiseren en te interpreteren om processen te controleren of fouten te verminderen.