سلسلة Siemens SIMATIC IOT2000 إلى Ubidots + Arduino IDE: 8 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

إن بساطة Arduino جنبًا إلى جنب مع موثوقية وتاريخ سيمنز تجعل سلسلة SIMATIC IOT2000 خيارًا مثاليًا لبوابة صناعية في المصانع والمؤسسات التي تستكشف خيارات الاتصال والتعديل التحديثي. أجهزة الاستشعار الجديدة على الأجهزة القديمة أو مجرد ترقية المستشعرات المستخدمة حاليًا ، تعمل سلسلة SIMATIC IOT2000 على تنسيق البيانات وتحليلها وإعادة توجيهها بكفاءة باستخدام البروتوكولات الشائعة مثل MQTT و Modbus. استنادًا إلى Yocto Linux ، تشتمل سلسلة SIMATIC IOT2000 على طرازي IoT2020 و IoT2040 المتوافقين مع معظم رسومات Arduino ويمكن تحميلهما مباشرةً من Arduino IDE. يعتبر IOT2040 مثاليًا للمصانع بينما يعتبر IOT2020 هو الأفضل في المؤسسات التعليمية مع الأجهزة الطرفية الإضافية وبروتوكولات الاتصال.

يوضح البرنامج التعليمي أدناه كيفية إعداد سلسلة SIMATIC IOT2000 باستخدام Arduino IDE وكود عينة لإرسال طلب HTTP إلى Ubidots لتفسير الواجهة الأمامية.

الخطوة 1: المتطلبات

• كابل إيثرنت
• بطاقة الذاكرة
• 24V امدادات الطاقة
• اردوينو IDE
• سيمنز SIMATIC IOT 2040
• حساب Ubidots - أو - ترخيص STEM

الخطوة 2: إعداد سلسلة SIMATIC IOT2000

أولاً ، يجب عليك التسجيل في بوابة دعم Siemens أو الوصول إليها لتنزيل جميع التكوينات الأولية. ستوفر هذه البوابة أيضًا استكشاف الأخطاء وإصلاحها والدعم من شركة Siemens بشأن أي استفسارات متعلقة بالأجهزة. تم إعداد سلسلة IOT2000 بالكامل بنفس الطريقة ، يرجى اتباع هذا البرنامج التعليمي لأي أجهزة في السلسلة.

الخطوة 3: نسخ بطاقة SD وتثبيتها

ابدأ بنسخ بطاقة SD بالصورة التي توفرها صفحة دعم Siemens Industry Online. من فضلك ، قم بتنزيل وحفظ Example_Image_V2.1.3 لاحقًا.

• أدخل بطاقة microSD في فتحة بطاقة SD بجهاز الكمبيوتر الخاص بك (قد يلزم وجود محول).
• قم بفك ضغط الصورة التي تم تنزيلها وانسخها على بطاقة SD. ينقر مستخدمو Microsoft هنا أو كيفية نسخ الصور على بطاقة SD الخاصة بك. مستخدمي لينكس الرجاء متابعة القراءة.

نسخ صورة على بطاقة SD باستخدام Linux: 1. افتح جهاز الكمبيوتر الخاص بك وانتقل إلى المجلد حيث كان الملف المضغوط. تم تنزيله باستخدام الأمر cd. e.i: قمت بتنزيل الملف في دليل "التنزيلات":

التنزيلات cd

2. قم بفك ضغط الملف الذي تم تنزيله باستخدام الأمر أدناه:

sudo بفك ضغط 109741799_Example_Image_V2.1.3.zip

بمجرد فك ضغط الملف المضغوط بشكل صحيح ، سترى ملفًا باسم example-V2.1.3.wic كما هو معروض أعلاه. ملاحظة: إذا تلقيت خطأ أثناء تشغيل الأمر أعلاه ، فتحقق من أن اسم الملف الذي تم تنزيله هو نفسه.

3. تحقق من موقع بطاقة SD لإلغاء تحميلها وحرق الصورة. قم بتشغيل الأمر أدناه للتحقق من الموقع:

مدافع-ح

يجب وضع بطاقة SD في الدليل / dev /… ؛ في حالتي ، توجد بطاقة sd في الدليل التالي / dev / mmcblk0

4. قم بإلغاء تحميل بطاقة SD بتشغيل الأمر أدناه:

unmount / ديف / mmcblk0

5. لنسخ الصورة ، استبدل اسم الملف الذي تم فك ضغطه وموقع بطاقة SD ؛ هيكل الأمر كما يلي:

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

بمجرد استبدال المعلمات بالمعلمات الصحيحة ، يجب أن يبدو الأمر مشابهًا لما يلي:

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

تشغيل هذا الأمر يستغرق بضع دقائق ، يرجى التحلي بالصبر:)

الخطوة 4: قم بتثبيت بطاقة SD الخاصة بك

قم بتوصيل بطاقة SD بجهازك. أدناه قمنا بتثبيت بطاقة SD في SIMATIC 2040 حيثما هو محدد.

الخطوة 5: بدء تشغيل SIMATIC IOT2000

توضح الخطوات التالية كيفية الوصول إلى SIMATIC IOT2040 باستخدام IP ثابت لإعداد شبكة البوابة. في هذه المرحلة ، من المهم الإشارة إلى أن SIMATIC IOT 2040 يجلب عنوان DHCP افتراضيًا في منفذ Ethernet - X2P1 ، إذا كنت ترغب في ذلك ، يمكنك الوصول مباشرة باستخدام عنوان IP المعين.

1. قم بإيقاف التشغيل وتوصيل أحد طرفي كابل Ethernet بالكمبيوتر والآخر بمنفذ Ethernet- X1P1 لجهاز SIMATIC IOT2000.

تنبيه: استخدم فقط مصدر طاقة تيار مستمر 9 … 36 فولت!

2. بمجرد تشغيل SIMATIC IOT2000 ، سترى السلوك التالي على مصابيح LED الخاصة بالبوابة:

• PWR: صلب ؛ تم تشغيل الجهاز
• ش.د: متقطع…. ثم الصلبة تحولت
• USB: صلب ؛ تم تشغيل الجهاز

سيكون مؤشر SD LED متقطعًا نظرًا لتغيير حجم بطاقة SD بالصورة ، انتظر حتى يغير SD LED حالتها إلى Solid متوقف عن التشغيل للوصول إلى البوابة.

3. يتيح لك SIMATIC IOT2000 الوصول إلى عبر Serial أو SSH أو Telnet ؛ يستخدم هذا الدليل اتصال SSH.

يحتوي SIMATIC IOT2000 على عنوان IP ثابت بشكل افتراضي -> 192.168.200.1. لإنشاء اتصال SSH ، يكون لجهاز الكمبيوتر الخاص بك نفس الشبكة الفرعية مثل SIMATIC IOT2000.

إذا كنت تعمل مع Microsoft ، فيرجى الرجوع إلى دليل البدء هذا للتعرف على كيفية الوصول إلى البوابة. مستخدمو Linux يرجى متابعة الخطوات التالية.

4. بمجرد تكوين شبكة الكمبيوتر على نفس الشبكة الفرعية لـ SIMATIC IOT2000 ، تحقق من اتصالها باستخدام اختبار ping:

ping 192.168.200.1

نتيجة متوقعة:

PING 192.168.200.1 (192.168.200.1) 56 (84) بايت من البيانات.

64 بايت من 192.168.200.1: icmp_seq = 1 ttl = 64 مرة = 1.04 مللي ثانية

64 بايت من 192.168.200.1: icmp_seq = 2 ttl = 64 مرة = 1.03 مللي ثانية

64 بايت من 192.168.200.1: icmp_seq = 3 ttl = 64 مرة = 1.00 مللي ثانية

إذا تلقيت النتيجة المتوقعة ، فسيتم توصيل SIMATIC IOT2000 بشكل صحيح.

5. الوصول إلى البوابة التي تقوم بتشغيل الأمر أدناه:

ssh [email protected]

عند الوصول إلى البوابة لأول مرة ، سيُطلب منك الموافقة على رسالة الأمان. أرسل الأمر نعم واضغط على إدخال للموافقة والمتابعة. بمجرد إنشاء الوصول بشكل صحيح ، سترى الجذر التالي في جهازك الطرفي:

الجذر @ iot2000: ~ #

6. كما ذكرنا سابقًا ، تم تعيين عنوان IP الثابت لـ SIMATIC IOT2000 على 192.168.200.1. وبالتالي ، إذا كان هناك حاجة إلى عنوان IP ثابت آخر أو عنوان DHCP ، فيمكن تعيين ذلك في ملف "واجهات" في دليل "/ etc / network".

للقيام بذلك ، أدخل إلى الدليل المحدد بالأمر أدناه:

cd / etc / network /

افتح ملف الواجهات باستخدام محرر nano الذي يقوم بتشغيل الأمر التالي:

واجهات نانو

يكون محتوى ملف الواجهات افتراضيًا هو نفسه على النحو التالي:

# / etc / network / interfaces - ملف التكوين لـ ifup (8) ، ifdown (8)

# واجهة الاسترجاع

لو تلقائي

iface lo آينت الاسترجاع

# واجهات سلكية

eth0 السيارات

iface eth0 إنت ثابت

عنوان 192.168.200.1

قناع الشبكة 255.255.255.0

السيارات eth1

iface eth1 إنت dhcp

كما ذكرنا أعلاه ، إذا كنت تعمل باستخدام SIMATIC IOT2040 ، فسيتم تكوين عنوان DHCP افتراضيًا على المنفذ الثاني (X2 P1LAN). تأكد من توصيل كابل Ethernet بمنفذ Ethernet الثاني وأعد تشغيل البوابة.

إذا كنت تعمل باستخدام SIMATIC IOT2020 وترغب في إعداد عنوان DHCP ، فيجب عليك تعديل ملف الواجهات كما هو موضح أدناه ، ثم إعادة تشغيل البوابة:

# / etc / network / interfaces - ملف التكوين لـ ifup (8) ، ifdown (8)

# واجهة الاسترجاع

لو تلقائي

iface lo آينت الاسترجاع

# واجهات سلكية

auto eth0 iface

eth0 إنت dhcp

بمجرد تكوين عنوان DHCP ، يمكنك استخدام تطبيق ماسح ضوئي للشبكة لمعرفة عنوان IP الجديد المخصص لـ SIMATIC 2000 ، نوصي بشدة باستخدام الإصبع وهو سهل الاستخدام ومتوفر في كل من متجر Google Play ومتجر تطبيقات Apple.:)

الخطوة 6: Arduino IDE وعينة التعليمات البرمجية

يتوافق SIMATIC IOT2000 مع Arduino IDE باستخدام حزمة Intel Galileo. يرجى اتباع الخطوات أدناه لإعداد اللوحة بشكل صحيح:

1. افتح Arduino IDE

2. افتح مدير اللوحات من Tools -> Board -> Boards Manager وقم بتثبيت حزمة galileo. للعثور على الجهاز الصحيح ، ابحث عن "Intel i5" داخل شريط البحث. قم بتنزيل أحدث إصدار وتثبيته.

3. حدد Intel Galileo gen2 من أدوات> قائمة اللوحة.

4. قم بتوصيل Micro USB بـ IOT2000 الخاص بك وحدد المنفذ com المعين من Tools> Port> Intel Galileo. إذا كان عملك على Windows ولا يتعرف جهاز الكمبيوتر الخاص بك على IOT2000 ، فيجب عليك تحديث برامج التشغيل يدويًا.

5. الآن بعد تكوين كل شيء ، قم بتحميل Blink Sketch للتحقق من أن كل شيء يعمل بشكل صحيح. انتقل إلى ملف> أمثلة> أساسيات> وميض وقم بتجميع التعليمات البرمجية.

6. بمجرد تحديث الرمز بشكل صحيح ، سيبدأ مؤشر LED الخاص بالمستخدم في الوميض.

الخطوة 7: تصور بياناتك في Ubidots

بمجرد أن تكون قادرًا على ترجمة كود Blink في SIMATIC IOT2000 ، يمكنك متابعة الخطوات التالية: 1. انسخ هذا الرمز والصقه أدناه في Arduino IDE. بمجرد لصق الرمز ، تأكد من تعيين رمز Ubidots المميز في المكان المشار إليه. إذا كنت لا تعرف كيفية استخدام رمز Ubidots الخاص بك ، فيرجى الرجوع إلى هذه المقالة.

نشر هام ملاحظة: الكود أعلاه هو نموذج رمز يوضح كيفية إرسال طلب HTTP POST إلى Ubidots باستخدام مكتبة EthernetClient. لتنفيذ الكود الخاص بك ، يرجى الرجوع إلى مرجع Ubidots REST API ودعم Siemens للحصول على موارد إضافية.

2. تحقق من الرمز وقم بتحميله باختيار رمز علامة الاختيار ثم رمز السهم الأيمن بجانب رمز علامة الاختيار.

3. لتصور استجابة الخادم واتصاله بالجهاز ، افتح Serial Monitor الخاص بـ Arduino IDE. قم بعرض الشاشة التسلسلية عن طريق تحديد رمز "العدسة المكبرة" في الزاوية اليمنى العليا من Arduino IDE.

قم بتأكيد الكود الخاص بك بالذهاب إلى حساب Ubidots الخاص بك للعثور على الجهاز الجديد الذي تم إنشاؤه باسم "simatic-iot2000" الذي يحتوي على متغير يسمى "الرطوبة" والذي يقرأ إدخال A0 من Arduino Shield الموجود في SIMATIC IOT2000.

الخطوة 8: النتائج

في غضون دقائق قليلة ، قمنا بدمج جهاز صناعي ، Siemens SIMATIC IOT2000 مع Ubidots ، ونحتاج فقط إلى المعرفة الأساسية حول الأجهزة والوظائف الخاصة بـ Arduino IDE.

حان الوقت الآن لإنشاء لوحات تحكم Ubidots لتصور بياناتك وتفسيرها للتحكم في العمليات أو تخفيف الأخطاء.