Tööstuslikud infovõrgud ja IT turvalisus

Õppestendi Tutvustus ja komponendid

Õppestendi Tutvustus

Õppestendi eesmärk on pakkuda praktilist ja käepärast vahendit mehhatroonika ja tööstuslike infovõrkude õppimiseks ja harjutamiseks. See stend on varustatud mitmesuguste Siemens’i komponentidega, mis võimaldavad õppuritel mõista ja katsetada erinevaid tööstusautomaatika ja võrgu seadistamise tehnikaid. Õppestend on konstrueeritud nii, et see kataks mitmesuguseid tööstuslikke stsenaariumeid, sealhulgas andmevahetust, turvalisust, seadistamist ja veaotsingut.

Komponendid

Õppestend sisaldab järgmisi Siemens’i komponente:

  1. SCALANCE XB008 – Mittehallatav tööstuslik Ethernet switch (kommutaatori) 10/100 Mbit/s.
  2. IE SCALANCE Switch XC208 – Hallatav Ethernet switch (kommutaatori).
  3. IE SCALANCE S615 – LAN-ruuter.
  4. SIMATIC ET 200SP CPU 1512SP F-1 PN Safety – PLC kontroller.
  5. SIMATIC MTP700 Unified Comfort Panel – HMI paneel.
  6. ET 200eco PN, IO-Link ja DI moodulid – erinevad sisend/väljund moodulid.
  7. SIMATIC DP, ET 200AL ja ET 200ECO PN – erinevad IO moodulid IP67 kaitseastmega.
  8. SIMATIC IOT2050 – IoT protsessor – Tarkvara ja häälestus.
  9. SIRIUS Compact load feeder ja CONTACTOR – voolumonitooring ja kontaktorid.
  10. TIA Portal tarkvara

Siemens’i õppestendi kasutusjuhend

Üldine ülevaade

Siemens’i õppestend on loodud tööstusautomaatika ja andmesidevõrkude praktiliseks õppimiseks ja õpetamiseks. See sisaldab erinevaid Siemens’i tööstuslikke komponente, mida kasutatakse reaalsetes tööstuslikes rakendustes. Käesolev juhend annab üksikasjaliku ülevaate seadmete ühendamisest, konfigureerimisest, programmeerimisest, testimisest ja hooldamisest, et tagada stendi maksimaalne kasutusmugavus ja efektiivsus.

1. Algseadistamine ja ühendamine

1.1 Toiteühendused:

  • Õige toiteallika valik: Enne seadmete ühendamist veendu, et kõik seadmed on ühendatud sobiva toiteallikaga. Kontrolli, et toitepinge ja voolutugevus vastavad seadmete nõuetele.
  • Kaablite ühendamine: Ühenda seadmete toitekaablid kindlalt ja korrektselt. Kaablid peavad olema terved, ilma nähtavate kahjustusteta, ja ühendused peavad olema kindlad, et vältida toitekao ja lühise ohtu.
  • LED indikaatorite kontroll: Pärast seadmete toiteühendamist kontrolli seadmete LED indikaatoreid, et veenduda, et kõik seadmed saavad toidet ja töötavad korrektselt.

1.2 Võrguühendused:

  • Ethernet kaablite kasutamine: Kasuta CAT6 või kõrgema kategooria Ethernet kaableid, et ühendada stendi kommutaatorid, ruuterid ja kontrollerid. Need kaablid tagavad usaldusväärse ja kiire andmeedastuse.
  • Kaablite paigaldamine: Paiguta Ethernet kaablid nii, et need ei ole takistuseks ja on kaitstud mehaaniliste kahjustuste eest. Veendu, et kaablite otsad on kindlalt kinnitatud ja ühendused on korrektsed.
  • Ühenduste testimine: Kontrolli, kas kõik seadmed on võrku õigesti ühendatud, ja veendu, et kõik võrguliinid töötavad stabiilselt. LED indikaatorid kommutaatoritel ja ruuteritel peaksid näitama, et ühendused on korras ja võrguliiklus on olemas.

2. Esmane konfiguratsioon

2.1 IP-aadresside määramine:

  • TIA Portal tarkvara kasutamine: Ava TIA Portal tarkvara ja loo uus projekt. Lisa kõik kasutatavad seadmed projekti, valides sobivad seadmemudelid ja konfigureerides iga seadme omadused.
  • Staatilised IP-aadressid: Määra igale seadmele unikaalne staatiline IP-aadress, mis ei kattu teiste seadmete aadressidega võrgus. IP-aadresside määramine tagab, et kõik seadmed on võrgus selgelt identifitseeritavad ja nendele pääseb ligi ilma konfliktideta.
  • Seadmete salvestamine ja kontroll: Salvesta seadistused ja veendu, et kõik seadmed on võrku õigesti lisatud ja nende IP-aadressid vastavad määratud konfiguratsioonile.

2.2 Seadmete avastamine ja testimine:

  • Online Devices tööriist: Kasuta TIA Portali “Online Devices” tööriista, et tuvastada kõik võrku ühendatud seadmed. See tööriist võimaldab kontrollida, kas kõik seadmed on võrku õigesti ühendatud ja toimivad ootuspäraselt.
  • Võrgu testimine: Testi seadmete ühendusi, saates ja vastuvõttes andmepakette, veendumaks, et võrguliiklus toimib korrektselt. Kontrolli, kas kõik seadmed on omavahel ühendatud ja andmeedastus toimub tõrgeteta.

3. Programmeerimine ja loogika loomine

3.1 PLC programmeerimine:

  • Programmide loomine TIA Portal tarkvaras: Loo PLC programm, mis hõlmab kõiki vajalikud sisend- ja väljundseadmeid. Kasuta TIA Portali tööriistu, et lisada juhtimisloogikat, ajastusi ja tingimuslikke funktsioone.
  • Ohutusfunktsioonide lisamine: Lisa programmidesse ohutusfunktsioonid, nagu avariipeatused, ja kontrolli, et turvameetmed oleksid integreeritud kõikidesse kriitilistesse protsessidesse.
  • Programmi kompileerimine ja laadimine: Pärast programmi loomist kompileeri see ja laadi see PLC kontrollerisse. Veendu, et programm on laaditud õigesti ja seadmed reageerivad vastavalt loodud loogikale.

3.2 HMI seadistamine:

  • HMI paneeli konfiguratsioon: Konfigureeri SIMATIC MTP700 Unified Comfort Panel, et see kuvaks kõik vajalikud andmed reaalajas. Lisage visualisatsioonid, juhtimislülitid ja alarmid, mis aitavad operaatoril jälgida ja juhtida süsteemi.
  • Kasutajaliidese kujundus: Disaini kasutajaliides, mis on intuitiivne ja hõlpsasti kasutatav. Veendu, et kõik olulised funktsioonid ja andmed on kergesti ligipääsetavad ja selgelt esitatud.

3.3 IO-Link ja teiste moodulite seadistamine:

  • IO-Link moodulite konfigureerimine: Määra kõik IO-Link moodulid, kasutades TIA Portali. Konfigureeri nende parameetrid, et tagada korrektne andmete kogumine ja edastamine PLC-le.
  • Moodulite testimine ja häälestus: Testi moodulite toimivust, veendumaks, et kõik sisendid ja väljundid töötavad ootuspäraselt. Tee vajadusel muudatusi konfiguratsioonides, et saavutada soovitud tulemused.

4. Turvalisus ja andmekaitse

4.1 Turvaparoolid ja ligipääsuõigused:

  • Kasutajate haldamine: Määra igale seadmele ja kasutajale turvaparoolid ja ligipääsuõigused, et tagada ainult volitatud isikutele juurdepääs kriitilistele seadistustele. Kasuta rolle ja kasutajapõhiseid õigusi, et tagada süsteemi turvalisus ja vältida volitamata juurdepääsu.
  • Ligipääsu logimine: Rakenda süsteem, mis logib kõik ligipääsu katsed ja muudatused, et jälgida ja analüüsida kasutajate tegevust süsteemis. Regulaarne logide ülevaatus aitab tuvastada ja ennetada võimalikke turvariske.

4.2 VPN ja tulemüüri seadistamine:

  • IE SCALANCE S615 ruuteri turvalisus: Konfigureeri IE SCALANCE S615 ruuter VPN-i kasutamiseks, et võimaldada turvalist kaugjuurdepääsu süsteemile. VPN tagab, et andmevahetus toimub turvalises ja krüpteeritud keskkonnas.
  • Tulemüüri reeglid: Määra tulemüüri reeglid, mis blokeerivad volitamata juurdepääsu ja lubavad ainult kindlatele IP-aadressidele ja portidele juurdepääsu. Testi tulemüüri toimivust, et tagada võrguliikluse turvalisus ja süsteemi kaitse küberohtude eest.

5. Testimine ja diagnostika

5.1 Simulatsioon ja eeltestimine:

  • Simulatsioon TIA Portalis: Kasuta TIA Portali simulatsioonitööriista, et testida loodud programme enne nende seadmesse laadimist. Simulatsioon võimaldab tuvastada võimalikke vigu ja optimeerida programmi enne reaalses keskkonnas katsetamist.
  • Erinevate tööolukordade simulatsioon: Simuleeri erinevaid tööolukordi, sealhulgas avariisid ja ootamatuid sündmusi, et kontrollida süsteemi reageerimist ja turvameetmete toimivust.

5.2 Reaalajas testimine:

  • Programmi laadimine ja reaaltestimine: Lae programm seadmesse ja testi seda reaalajas, veendumaks, et kõik sisendid ja väljundid töötavad ootuspäraselt. Kontrolli, kas kõik süsteemi komponendid reageerivad korrektselt loodud loogikale.
  • Jõudluse monitooring: Kasuta TIA Portali diagnostika tööriistu, et jälgida süsteemi jõudlust reaalajas, sealhulgas võrguliikluse analüüsi ja seadmete reageerimiskiirust. Analüüsi saadud andmeid ja tee vajadusel optimeerimisi.

5.3 Diagnostika ja veaotsing:

  • Diagnostikavahendite kasutamine: Kasuta Siemens’i diagnostikasead

meid ja tarkvara, et kontrollida ja analüüsida süsteemi tööd. Tuvasta võimalikud vead ja kitsaskohad varakult, et vältida süsteemi tõrkeid ja vähendada seisakuid.

  • Logifailide analüüs: Kontrolli ja analüüsi seadmete logifaile, et tuvastada korduvad probleemid või ebakorrapärasused süsteemi töös. Regulaarselt logide ülevaatus aitab ennetada võimalikke tõrkeid ja parandada süsteemi töökindlust.

6. Veaotsing ja hooldus

6.1 Regulaarne hooldus:

  • Seadmete puhastamine ja kontroll: Teosta seadmete regulaarne puhastamine ja kontrolli kõikide ühenduste seisukorda. Eemalda tolm ja mustus, mis võivad põhjustada ülekuumenemist või muid probleeme.
  • Tarkvaravärskendused: Kontrolli ja rakenda regulaarselt tarkvaravärskendusi kõikidele seadmetele, et tagada nende turvalisus ja stabiilsus. Uuendused aitavad ennetada turvariske ja tagavad seadmete tõrgeteta töö.

6.2 Veaotsing ja probleemide lahendamine:

  • Tõrkeotsingu juhendid: Kasuta Siemens’i tõrkeotsingu juhendeid ja tarkvara, et tuvastada ja lahendada süsteemis esinevaid probleeme. Veaotsingu tööriistad võimaldavad kiiresti diagnoosida ja parandada probleeme, vältides tööseisakuid.
  • Varuosade ja tarvikute haldamine: Veendu, et kõik vajalikud varuosad ja tarvikud on kergesti kättesaadavad, et tagada kiire ja efektiivne hooldus. Hoia varus vajalikud kaablid, pistikud ja muud komponendid, et vältida viivitusi seadmete hooldamisel.

7. Viited ja abimaterjalid

7.1 Siemens’i dokumentatsioon:

  • SIMATIC ET 200SP CPU 1512SP F-1 PN Safety käsiraamat: Sisaldab üksikasjalikke juhiseid kontrolleri seadistamise, programmeerimise ja hooldamise kohta.
  • TIA Portal Getting Started Guide: Annab ülevaate TIA Portal tarkvara kasutamisest, sealhulgas seadmete lisamisest, konfigureerimisest ja programmeerimisest.
  • Siemens Industry Online Support (SIOS): Pakub laia valikut dokumentatsiooni, abimaterjale ja tõrkeotsingu juhendeid kõikide Siemens’i tööstusseadmete jaoks.

7.2 Kogemuste ja parimate praktikate jagamine:

  • Õppematerjalide jaotamine: Kasuta õppestendi kogemuste ja parimate praktikate jagamiseks kolleegide ja õppuritega. Koosta ja levita dokumentatsiooni, mis aitab teistel kasutajatel õppestendi tõhusalt kasutada.
  • Tugi ja koolitus: Võta vajadusel ühendust Siemens’i tehnilise toe või kohaliku edasimüüjaga, et saada täiendavat koolitust ja tuge õppestendi kasutamisel.

Kokkuvõte

See kasutusjuhend on loodud selleks, et tagada Siemens’i õppestendi tõhus ja ohutu kasutamine. Juhendi järgimine aitab tagada, et kõik seadmed ja süsteemid töötavad ootuspäraselt, vähendades tõrgete ja seisakute ohtu. Kasutajate teadlikkus ja ettevaatlikkus tagavad, et õppestendi kasutatakse maksimaalse efektiivsusega ning et see pakub parimat võimalikku õpikogemust.

See juhend peaks aitama õppuritel kasutada õppestendi maksimaalse efektiivsusega, pakkudes samm-sammulist lähenemist seadmete ühendamiseks, konfigureerimiseks ja programmeerimiseks.

Siemens’i õppestendi ohutusjuhend

Üldine ohutus

Tööstuslikud õppestendid, mis hõlmavad elektrilisi, mehaanilisi ja IT-komponente, nõuavad erilist tähelepanu ohutusele. Järgnev ohutusjuhend on loodud selleks, et tagada õppijate ja kasutajate turvalisus kogu seadistuse, kasutamise ja hooldamise protsessi vältel. Kõik juhised tuleb hoolikalt läbi lugeda ja järgida, et vältida vigastusi, varalisi kahjustusi ning tööseisakuid.

1. Elektriohutus

1.1 Elektriseadmete paigaldamine ja ühendamine:

  • Vooluringide väljalülitamine: Enne mis tahes elektriliste komponentide ühendamist, lahtiühendamist või hooldust veendu, et kõik vooluringid on täielikult välja lülitatud ja seadmed on vooluvõrgust lahti ühendatud.
  • Isolatsioon ja tööriistad: Kasuta ainult isoleeritud tööriistu, mis on mõeldud töötamiseks elektriseadmetega, et vältida elektrilöögi ohtu. Kontrolli, et kõik kaablid ja pistikud on terved ja isolatsioon ei ole kahjustatud.
  • Maandamine: Veendu, et kõik seadmed on korralikult maandatud, et vältida elektrilöögi ohtu. Maandamine on eriti oluline tööstuslikes seadmetes, kus kasutatakse kõrgepingeseadmeid.
  • Pinge kontroll: Kontrolli alati, kas seadmed saavad õiget toitepinget ja voolutugevust. Liiga kõrge või madal pinge võib põhjustada seadmete kahjustusi või ohustada kasutajate turvalisust.
  • Ülepinge ja ülekoormuse kaitse: Kasuta ülepinge ja ülekoormuse kaitset, et vältida seadmete kahjustamist ja ohtlike olukordade teket.

1.2 Elektriohutuse tagamine töö käigus:

  • Kaitsepiirded ja hoiatusmärgid: Paigalda kaitsepiirded ja hoiatusmärgid kõikide ohtlike piirkondade ümber, kus on juurdepääs elektrilistele ühendustele või seadmetele. Hoiatusmärgid peaksid olema selgelt nähtavad ja loetavad.
  • Juhtmete ja kaablite hooldus: Veendu, et kõik kaablid ja juhtmed on korralikult kinnitatud ja paigutatud nii, et need ei oleks kahjustustele või juhuslikule lahtiühendamisele vastuvõtlikud.
  • Kontroll enne seadmete sisselülitamist: Enne seadmete sisselülitamist veendu, et kõik ühendused on kindlad, ja kaablid ning seadmed on heas töökorras. Kontrolli, kas kõik kaitselülitid ja kaitsmed on terved ja töötavad korrektselt.
  • Pääs ja ruum: Jälgi, et elektriseadmete ümbruses oleks piisavalt ruumi liikumiseks ja seadmete hooldamiseks, vältimaks takistusi ja ohtlikke olukordi.

2. Mehhaaniline ohutus

2.1 Seadmete paigaldamine ja kinnitamine:

  • Töökoha korrashoid: Hoia töökoht korras ja vaba üleliigsetest esemetest, mis võiksid tekitada komistamis- või kukkumisohtu.
  • Seadmete kindel paigaldamine: Veendu, et kõik seadmed on kindlalt ja stabiilselt kinnitatud, et vältida nende juhuslikku liikumist või kukkumist. Raskeid ja suuri seadmeid tuleks kinnitada spetsiaalsete kinnituste või raamistikuga.
  • Tööriistade kasutamine: Kasuta ainult sobivaid tööriistu seadmete paigaldamiseks ja hooldamiseks. Veendu, et tööriistad on heas korras ja sobivad vastava ülesande jaoks.
  • Liikuvad osad ja kaitsekatted: Veendu, et kõik liikuvad osad on kaetud kaitsekatetega, et vältida vigastusi. Kaitsekatted peavad olema kindlalt kinnitatud ja need ei tohi eemaldada, kui seadmed on töörežiimis.

2.2 Hooldus ja tööriistade kasutamine:

  • Hooldus ainult kvalifitseeritud personalile: Kõik seadmete hooldus- ja remonditööd tuleb jätta kvalifitseeritud tehnikutele. Ebaseaduslikud ja valesti tehtud parandused võivad põhjustada seadmete tõrkeid ja ohtlikke olukordi.
  • Jõumeetodite vältimine: Väldi liigset jõudu seadmete paigaldamisel või hooldamisel. Kui midagi ei sobi või ei tööta õigesti, kontrolli seadistusi või konsulteeri spetsialistiga, et vältida seadmete kahjustamist.
  • Raskete esemete tõstmine ja liigutamine: Kasuta raskete esemete tõstmiseks ja liigutamiseks sobivaid töövahendeid, nagu tõstukeid või transportimisraame. Jälgi, et tõstetööde käigus ei oleks ohtu vigastustele.

3. IT ja küberohutus

3.1 Turvalised ühendused ja andmekaitse:

  • Paroolid ja ligipääsuõigused: Kasuta tugevate paroolide poliitikat kõigil seadmetel ja süsteemides. Määra erinevate kasutajate jaoks erinevad ligipääsuõigused vastavalt nende rollile ja vajadusele.
  • Turvaseadistused: Konfigureeri kõik võrguseadmed, nagu ruuterid ja kommutaatorid, turvaseadistustega, mis hõlmavad tulemüüri, VPN-i ja krüpteeritud andmevahetust. Kasuta alati uusimaid turvaprotokolle ja standardeid.
  • Andmete varundamine: Loo ja rakenda andmete varundamise kava, mis tagab, et olulised andmed on turvaliselt talletatud ja neid saab vajadusel taastada.
  • Regulaarne tarkvarauuendus: Veendu, et kõik seadmed ja tarkvara on ajakohased ja neile on rakendatud viimased turvapaigad. Tarkvara uuendamine vähendab küberrünnakute riski ja tagab süsteemi stabiilsuse.

3.2 Küberohutuse meetmed töö käigus:

  • Jälgimine ja logimine: Kasuta võrgu ja süsteemide pidevat jälgimist ja logimist, et tuvastada ebatavalist tegevust või potentsiaalseid turvariske. Analüüsi logisid regulaarselt ja reageeri koheselt kõikidele kahtlastele sündmustele.
  • Töötajate koolitamine: Korralda regulaarselt töötajate koolitusi küberohutuse alal, et tagada teadlikkus võimalikest ohtudest ja parimatest praktikadest, sealhulgas turvaliste paroolide kasutamine ja kahtlaste meilide vältimine.
  • Andmekaitse ja konfidentsiaalsus: Kaitse tundlikke ja konfidentsiaalseid andmeid volitamata juurdepääsu eest. Kasuta andmekaitsemeetmeid, nagu krüpteerimine ja andmete pseudonüümimine, et tagada nende turvalisus.

4. Hädaseisukordade ohutusmeetmed

4.1 Hädaseiskamine ja väljalülitamine:

  • Hädaseiskamisnupud: Paigalda stendi lähedusse hädaseiskamisnupud, mida saab kasutada seadmete kiireks väljalülitamiseks hädaolukorras. Veendu, et kõik kasutajad teavad, kus need nupud asuvad ja kuidas neid kasutada.
  • Elektritoite väljalülitamine: Hädaolukorras lülita kõik seadmed vooluvõrgust välja ja eemalda toitekaablid, et vältida edasisi kahjustusi või ohtlikke olukordi.

4.2 Tuleohutus:

  • Tulekustutid: Paigalda tulekustutid stendi lähedusse, et olla valmis tulekahju korral. Veendu, et kõik kasutajad teavad, kuidas tulekustutit kasutada.
  • Elektritulekahjud: Elektritulekahjude korral kasuta ainult spetsiaalseid CO2 või pulberkustuteid, mis sobivad elektriseadmete kustutamiseks. Ära kasuta vee- või vahtkustutit, kuna need võivad põhjustada elektrilööki.

4.3 Evakueerimine ja esmaabi:

  • Evakueerimisplaan: Koosta ja riputa nähtavale kohale evakueerimisplaan, mis näitab väljapääsude asukohti ja evakuatsiooniteid.
  • Esmaabikast: Tagada, et ruumis on alati olemas esmaabikast, mis sisaldab kõiki vajalikke vahendeid, nagu sidemed, antiseptikumid ja muud esmaabivahendid.

5. Keskkonnakaitse ja jäätmekäitlus

5.1 Keskkonnasõbralik töötamine:

  • Energiasääst: Kasuta seadmeid energiasäästurežiimis, kui need ei ole aktiivses kasutuses. Lülita välja seadmed, mida parajasti ei kasutata.
  • Jäätmekäitlus: Kõik kasutatud ja kahjustatud elektroonikakomponendid, kaablid ja patareid tuleb viia spetsiaalsetesse elektroonikajäätmete kogumiskohtadesse. Jälgi, et neid ei visata olmejäätmete hulka.

5.2 Ohutud materjalid ja kemikaalid:

  • Ohtlike kemikaalide käitlemine: Kui töötad seadmetega, mis kasutavad või toodavad ohtlikke aineid, veendu, et kõik kemikaalid on korralikult märgistatud ja hoitud vastavalt ohutusnõuetele.
  • Kaitsevahendid: Kasuta sobivaid kaitsevahendeid, nagu kindad ja kaitseprillid, kui töötad kemikaalidega või ohtlike ainetega.

Kokkuvõte

See ohutusjuhend on loodud tagamaks, et kõik Siemens’i õppestendi kasutajad ja hooldajad järgivad vajalikke ettevaatusabinõusid, mis aitavad vältida vigastusi ja seadmete kahjustusi. Järgides antud juhiseid, suudad tagada turvalise ja tõhusa tööprotsessi ning kaitsta nii ennast kui ka teisi. Pidage meeles, et ohutus on alati esikohal ja kõik võimalikud ohud tuleb koheselt tuvastada ja lahendada.

SCALANCE XB008

Ülesanne 1: seadista SCALANCE XB008

Eesmärk: Ühenda ja seadista SCALANCE XB008 mittemanageeritav switch (kommutaatori) lihtsaks tööstuslikuks Etherneti võrguks.

Juhised:

  1. Seadme ühendamine:
  • Eemalda SCALANCE XB008 switch pakendist.
  • Ühenda seade 24V toiteallikaga.
  • Ühenda Ethernet kaablid seadmesse, kasutades RJ45 porte.
  1. Võrgu konfigureerimine:
  • Kuna tegemist on mittemanageeritav switchiga, pole seadmel konfigureeritavat kasutajaliidest.
  • Kontrolli, et kõik ühendatud seadmed (PLC-d, HMI-d, andurid jne) saavad võrgust IP-aadressi (tavaliselt läbi DHCP-serveri).
  1. LED-indikaatorite kontrollimine:
  • Kontrolli LED-indikaatoreid, et veenduda, et kõik pordid on aktiivsed ja õigesti ühendatud.
  • Veendu, et toite LED on roheline, mis näitab, et seade saab toidet.
  1. Seadme Testimine:
  • Testi võrguühendusi ping-käskluse abil (nt kasutades arvutit või HMI-d).
  • Kontrolli, et kõik seadmed suhtlevad omavahel probleemideta.

Viited ja Abimaterjalid:

Ülesanne 2: Konfigureeri SCALANCE XB008

Eesmärk: Konfigureeri SCALANCE XB008 mittemanageeritav switch suuremas tööstuslikus võrgus, mis sisaldab mitut alamsüsteemi.

Juhised:

  1. Seadme ühendamine ja toite konfigureerimine:
  • Eemalda SCALANCE XB008 switch pakendist.
  • Ühenda seade 24V toiteallikaga.
  • Ühenda Ethernet kaablid seadmesse, kasutades RJ45 porte.
  1. Alamsüsteemide konfigureerimine:
  • Ühenda erinevad alamsüsteemid (nt tootmisliini osad, ladustamissüsteemid jne) switchi portidega.
  • Kontrolli, et kõik ühendatud seadmed saavad võrgust IP-aadressi (tavaliselt läbi DHCP-serveri).
  1. Võrgu segmenteerimine:
  • Kasuta täiendavaid switch’e, et jagada võrk alamsüsteemideks.
  • Veendu, et iga alamsüsteem töötab sõltumatult ja suhtleb keskse võrgu kaudu.
  1. Seadme ja võrgu testimine:
  • Testi võrguühendusi ping-käskluse abil (nt kasutades arvutit või HMI-d).
  • Kontrolli, et kõik seadmed suhtlevad omavahel probleemideta ja andmevahetus on stabiilne.
  1. Diagnostika ja hooldus:
  • Kontrolli regulaarselt LED-indikaatoreid, et tuvastada võimalikke probleeme.
  • Kasuta võrgu analüsaatori tööriistu, et jälgida andmevooge ja tuvastada kitsaskohti.

Viited ja Abimaterjalid:

Ülesanne 3: Integreeri SCALANCE XB008 mittemanageeritav switch suurde tööstuslikku võrku

Eesmärk: Integreeri SCALANCE XB008 mittemanageeritav switch suurde tööstuslikku võrku, mis sisaldab mitut kontrollerit, HMI-d ja erinevaid kommunikatsiooniprotokolle.

Juhised:

  1. Seadme ühendamine ja toite konfigureerimine:
  • Eemalda SCALANCE XB008 switch pakendist.
  • Ühenda seade 24V toiteallikaga.
  • Ühenda Ethernet kaablid seadmesse, kasutades RJ45 porte.
  1. Võrgu arhitektuuri kavandamine:
  • Loo võrgu arhitektuuriskeem, mis sisaldab kõiki kontrollerid, HMI-d ja teisi võrgu seadmeid.
  • Määrake seadmete IP-aadressid ja võrgu segmenteerimine.
  1. Kommunikatsiooniprotokollide konfigureerimine:
  • Veenduge, et kõik seadmed toetavad vajalikku kommunikatsiooniprotokolli (nt PROFINET, Modbus TCP jne).
  • Konfigureeri kõik seadmed kasutama õigeid protokolle ja veendu, et andmevahetus on sujuv.
  1. Võrgu diagnostika ja hooldus:
  • Kasuta võrgu analüsaatori tööriistu, et jälgida andmevooge ja tuvastada kitsaskohti.
  • Testi võrguühendusi ping-käskluse abil (nt kasutades arvutit või HMI-d).
  1. Kaugtöötluse seadistamine ja järelevalve:
  • Loo kaugühendus süsteemide ja SCALANCE switchide vahel, kasutades VPN või teisi turvalisi ühendusi.
  • Konfigureeri kaugjärelevalve, et tuvastada võimalikke probleeme ja hallata võrku eemalt.
  1. Dokumenteerimine ja koolitus:
  • Dokumenteeri kõik võrgu seadistused, sh IP-aadressid, seadme ühendused ja konfiguratsioonid.
  • Koolita võrgu administreerijaid ja operaatoreid seadmete kasutamise ja probleemide lahendamise osas.

Viited ja abimaterjalid:

Need ülesanded ja viited pakuvad põhjalikku juhendit SCALANCE XB008 mittemanageeritav switchi seadistamiseks ja kasutamiseks erineva keerukusega tööstuslikes võrkudes. Kasutage viidatud materjale, et saada sügavam arusaam ja laiendada oma teadmisi tööstuslikust võrgundusest.

IE SCALANCE XC208

Ülesanne 1: Ühenda ja seadista IE SCALANCE XC208

Eesmärk: Ühenda ja seadista IE SCALANCE XC208 hallatav switchi lihtsaks tööstuslikuks Etherneti võrguks.

IE SCALANCE XC208 Tutvustus

IE SCALANCE XC208 on hallatav tööstuslik Ethernet kommutaatori, mis on loodud pakkuma usaldusväärseid ja stabiilseid ühendusi erinevates tööstuslikes keskkondades. Selle kommutaatori omadused ja funktsionaalsus teevad sellest sobiva lahenduse keeruliste võrguinfrastruktuuride haldamiseks, pakkudes tuge mitmesugustele rakendustele ja seadmetele.

Peamised Omadused
  1. Portide arv ja kiirus:
  • 8 Fast Ethernet (FE) porti: Kõik portid toetavad 10/100 Mbit/s kiiruseid, mis võimaldavad paindlikku ja kiiret andmevahetust erinevate seadmete vahel.
  1. Haldamine ja konfigureerimine:
  • SNMP-tugi (Simple Network Management Protocol): Võimaldab kaugjuhtimist ja seadme jälgimist läbi standardsete haldustööriistade.
  • VLAN-tugi (Virtual Local Area Network): Võimaldab võrgu segmentimist, parandades turvalisust ja vähendades liiklust konkreetsetes võrguosades.
  1. Turvalisus ja andmekaitse:
  • IEEE 802.1X autentimine: Tagab, et võrgule saavad juurde pääseda ainult volitatud seadmed.
  • Access Control Lists (ACL): Võimaldab määrata, millised seadmed ja kasutajad pääsevad juurde konkreetsetele võrguteenustele.
  1. Töökindlus ja vastupidavus:
  • Karmi tööstusliku keskkonna tugi: Kommutaatori on ehitatud taluma erinevaid töötingimusi, sealhulgas kõrgeid ja madalaid temperatuure, niiskust ja elektromagnetilisi häireid.
  • Redundantsed toiteallikad: Pakuvad töökindlust ja vähendavad süsteemi seisaku aega.
  1. Integreeritus ja laiendatavus:
  • Profinet I/O ja Ethernet/IP: Toetab erinevaid tööstusprotokolle, võimaldades hõlpsat integreerimist olemasolevate süsteemidega.
  • Modulaarne ülesehitus: Võimaldab seadme laiendamist ja kohandamist vastavalt konkreetsetele rakendusnõuetele.

Kasutusalad ja Rakendused

IE SCALANCE XC208 sobib mitmesugusteks tööstuslikeks rakendusteks, sealhulgas:

  • Automatiseeritud tootmisliinid: Tagab kiire ja usaldusväärse andmevahetuse tootmisseadmete vahel.
  • Energeetika ja kommunaalteenused: Võimaldab turvalise ja stabiilse võrguühenduse kriitilise tähtsusega infrastruktuurides.
  • Logistika ja laohaldus: Parandab seadmete ja süsteemide omavahelist suhtlust, tagades tõhusa töövoo.

Täiendavad Materjalid ja Viited

Need materjalid pakuvad põhjalikku teavet ja kasutusjuhendeid, aidates kasutajatel seadet tõhusalt konfigureerida ja hallata.

Juhised:

  1. Seadme ühendamine:
  • Eemalda IE SCALANCE XC208 switch pakendist.
  • Ühenda seade 24V toiteallikaga.
  • Ühenda Ethernet kaablid seadmesse, kasutades RJ45 porte.
  1. Võrgu konfigureerimine:
  • Kuna tegemist on mittemanageeritav switchiga, pole seadmel konfigureeritavat kasutajaliidest.
  • Kontrolli, et kõik ühendatud seadmed (PLC-d, HMI-d, andurid jne) saavad võrgust IP-aadressi (tavaliselt läbi DHCP-serveri).
  1. LED-indikaatorite kontrollimine:
  • Kontrolli LED-indikaatoreid, et veenduda, et kõik pordid on aktiivsed ja õigesti ühendatud.
  • Veendu, et toite LED on roheline, mis näitab, et seade saab toidet.
  1. Seadme testimine:
  • Testi võrguühendusi ping-käskluse abil (nt kasutades arvutit või HMI-d).
  • Kontrolli, et kõik seadmed suhtlevad omavahel probleemideta.

Viited ja abimaterjalid:

Ülesanne 2: Keskmine (Põhjalik selgitus ja viited)

Eesmärk: Konfigureeri IE SCALANCE XC208 hallatav switch suuremas tööstuslikus võrgus, mis sisaldab mitut alamsüsteemi.

Juhised:

  1. Seadme ühendamine ja toite konfigureerimine:
  1. Alamsüsteemide konfigureerimine:
  • Ühenda erinevad alamsüsteemid (nt tootmisliini osad, ladustamissüsteemid jne) switchi portidega.
  • Kontrolli, et kõik ühendatud seadmed saavad võrgust IP-aadressi (tavaliselt läbi DHCP-serveri).
  1. Võrgu degmenteerimine:
  • Kasuta täiendavaid unmanaged switch’e, et jagada võrk alamsüsteemideks.
  • Veendu, et iga alamsüsteem töötab sõltumatult ja suhtleb keskse võrgu kaudu.
  1. Seadme ja võrgu testimine:
  • Testi võrguühendusi ping-käskluse abil (nt kasutades arvutit või HMI-d).
  • Kontrolli, et kõik seadmed suhtlevad omavahel probleemideta ja andmevahetus on stabiilne.
  1. Diagnostika ja hooldus:
  • Kontrolli regulaarselt LED-indikaatoreid, et tuvastada võimalikke probleeme.
  • Kasuta võrgu analüsaatori tööriistu, et jälgida andmevooge ja tuvastada kitsaskohti.

Viited ja abimaterjalid:

Ülesanne 3: Integreeri IE SCALANCE XC208 switch suurde tööstuslikku võrku

Eesmärk: Integreeri IE SCALANCE XC208 switch suurde tööstuslikku võrku, mis sisaldab mitut kontrollerit, HMI-d ja erinevaid kommunikatsiooniprotokolle.

Juhised:

  1. Seadme ühendamine ja toite konfigureerimine:
  • Eemalda IE SCALANCE XC208 switch pakendist.
  • Ühenda seade 24V toiteallikaga.
  • Ühenda Ethernet kaablid seadmesse, kasutades RJ45 porte.
  1. Võrgu arhitektuuri kavandamine:
  • Loo võrgu arhitektuuriskeem, mis sisaldab kõiki kontrollerid, HMI-d ja teisi võrgu seadmeid.
  • Määrake seadmete IP-aadressid ja võrgu segmenteerimine.
  1. Kommunikatsiooniprotokollide konfigureerimine:
  • Veenduge, et kõik seadmed toetavad vajalikku kommunikatsiooniprotokolli (nt PROFINET, Modbus TCP jne).
  • Konfigureeri kõik seadmed kasutama õigeid protokolle ja veendu, et andmevahetus on sujuv.
  1. Võrgu diagnostika ja hooldus:
  • Kasuta võrgu analüsaatori tööriistu, et jälgida andmevooge ja tuvastada kitsaskohti.
  • Testi võrguühendusi ping-käskluse abil (nt kasutades arvutit või HMI-d).
  1. Kaugtöötluse seadistamine ja järelevalve:
  • Loo kaugühendus süsteemide ja SCALANCE switchide vahel, kasutades VPN või teisi turvalisi ühendusi.
  • Konfigureeri kaugjärelevalve, et tuvastada võimalikke probleeme ja hallata võrku eemalt.
  1. Dokumenteerimine ja koolitus:
  • Dokumenteeri kõik võrgu seadistused, sh IP-aadressid, seadme ühendused ja konfiguratsioonid.
  • Koolita võrgu administreerijaid ja operaatoreid seadmete kasutamise ja probleemide lahendamise osas.

Viited ja abimaterjalid:

Need ülesanded ja viited pakuvad põhjalikku juhendit IE SCALANCE XC208 hallatav switchi seadistamiseks ja kasutamiseks erineva keerukusega tööstuslikes võrkudes. Kasutage viidatud materjale, et saada sügavam arusaam ja laiendada oma teadmisi tööstuslikust võrgundusest.

IE SCALANCE S615 LAN-router

Ülesanne 1: Ühenda ja seadista IE SCALANCE S615 LAN-router

Eesmärk: Ühenda ja seadista IE SCALANCE S615 LAN-router lihtsaks tööstuslikuks võrguks.

Juhised:

  1. Seadme ühendamine:
  • Eemalda IE SCALANCE S615 LAN-router pakendist.
  • Ühenda seade toiteallikaga (24V DC).
  • Ühenda WAN-port internetiga (nt ruuteri või modemi kaudu).
  • Ühenda LAN-port tööstusvõrgu seadmetega, kasutades Ethernet kaableid.
  1. Esialgne konfiguratsioon:
  • Ühenda arvuti LAN-porti ja ava veebibrauser.
  • Sisesta seadme vaikimisi IP-aadress (nt 192.168.1.1) brauseri aadressiribale.
  • Logi sisse kasutajanime ja parooliga (vaikimisi võivad olla admin/admin).
  1. Põhiseadistused:
  • Määra seadmele uus turvaline parool.
  • Konfigureeri LAN ja WAN seadistused (IP-aadressid, alamvõrk jne).
  • Salvesta ja taaskäivita seade.
  1. Seadme testimine:
  • Testi võrguühendust, kasutades ping-käsklust (nt ping www.google.com).
  • Veendu, et kõik ühendatud seadmed pääsevad internetti ja suhtlevad omavahel probleemideta.

Viited ja abimaterjalid:

Ülesanne 2: Konfigureeri IE SCALANCE S615 LAN-router

Eesmärk: Konfigureeri IE SCALANCE S615 LAN-router suuremas tööstuslikus võrgus, mis sisaldab mitut alamsüsteemi ja turvameetmeid.

Juhised:

  1. Seadme ühendamine ja esialgne konfiguratsioon:
  • Ühenda IE SCALANCE S615 LAN-router toiteallikaga ja võrku, nagu algtaseme ülesandes.
  • Logi sisse veebiliidesesse ja määra seadmele turvaline parool.
  1. Alamsüsteemide konfigureerimine:
  • Ühenda erinevad alamsüsteemid LAN-portidega.
  • Määra LAN ja WAN IP-aadressid vastavalt võrguarhitektuurile.
  1. VPN konfiguratsioon:
  • Loo VPN ühendus, et võimaldada turvalist kaugligipääsu tööstusvõrku.
  • Konfigureeri VPN seadistused (IPSec, OpenVPN jne).
  • Testi VPN ühendust ja veendu, et see töötab korralikult.
  1. Turvaseadistused:
  • Loo ja rakenda tulemüüri reeglid, et piirata võrgu liiklust.
  • Konfigureeri NAT (Network Address Translation) seadistused.
  1. Seadme ja Võrgu Testimine:
  • Testi võrguühendusi ping-käskluse abil (nt ping www.google.com).
  • Kontrolli, et kõik seadmed suhtlevad omavahel probleemideta ja internetiühendus on turvaline.

Viited ja abimaterjalid:

Ülesanne 3: Integreeri IE SCALANCE S615 LAN-router suurde tööstuslikku võrku

Eesmärk: Integreeri IE SCALANCE S615 LAN-router suurde tööstuslikku võrku, mis sisaldab mitut kontrollerit, HMI-d ja erinevaid kommunikatsiooniprotokolle ning rakenda edasijõudnud turvameetmed.

Juhised:

  1. Seadme ühendamine ja esialgne konfiguratsioon:
  • Ühenda IE SCALANCE S615 LAN-router toiteallikaga ja võrku, nagu algtaseme ülesandes.
  • Logi sisse veebiliidesesse ja määra seadmele turvaline parool.
  1. Võrgu arhitektuuri kavandamine:
  • Loo võrgu arhitektuuriskeem, mis sisaldab kõiki kontrollerid, HMI-d ja teisi võrgu seadmeid.
  • Määrake seadmete IP-aadressid ja võrgu segmenteerimine.
  1. Turvalisuse konfigureerimine:
  • Loo VPN ühendus, et võimaldada turvalist kaugligipääsu tööstusvõrku.
  • Konfigureeri tulemüüri reeglid, et kaitsta võrku volitamata juurdepääsu eest.
  • Määra IDS/IPS (Intrusion Detection/Prevention System) süsteemid.
  1. LAN ja WAN optimeerimine:
  • Konfigureeri QoS (Quality of Service), et tagada kriitilistele süsteemidele prioriteet.
  • Optimeeri NAT seadistused ja sisemiste IP-aadresside jaotus.
  1. Kommunikatsiooniprotokollide konfigureerimine:
  • Veenduge, et kõik seadmed toetavad vajalikku kommunikatsiooniprotokolli (nt PROFINET, Modbus TCP jne).
  • Konfigureeri kõik seadmed kasutama õigeid protokolle ja veendu, et andmevahetus on sujuv.
  1. Seadme ja võrgu diagnostika ja hooldus:
  • Kasuta võrgu analüsaatori tööriistu, et jälgida andmevooge ja tuvastada kitsaskohti.
  • Kasuta logide jaaruandeid, et jälgida võrgu turvalisust ja tuvastada võimalikke rünnakuid.
  1. Dokumenteerimine ja koolitus:
  • Dokumenteeri kõik võrgu seadistused, sh IP-aadressid, seadme ühendused ja konfiguratsioonid.
  • Koolita võrgu administreerijaid ja operaatoreid seadmete kasutamise ja probleemide lahendamise osas.

Viited ja abimaterjalid:

Need ülesanded ja viited pakuvad põhjalikku juhendit IE SCALANCE S615 LAN-routeri seadistamiseks ja kasutamiseks erineva keerukusega tööstuslikes võrkudes. Kasutage viidatud materjale, et saada sügavam arusaam ja laiendada oma teadmisi tööstuslikust võrgundusest.

SIMATIC ET 200SP Distributed Controller CPU 1512SP F-1 PN

Ülesanne 1: Ühenda ja seadista SIMATIC ET 200SP Distributed Controller CPU 1512SP F-1 PN

Eesmärk: Ühenda ja seadista SIMATIC ET 200SP Distributed Controller CPU 1512SP F-1 PN Safety, et luua lihtne turvaline automaatikalahendus.

Juhised:

  1. Seadme ühendamine:
  • Eemalda SIMATIC ET 200SP CPU 1512SP F-1 PN Safety pakendist.
  • Ühenda seade toiteallikaga (24V DC).
  • Ühenda Profinet kaabel CPU Profinet porti ja teine ots kommutaatorisse või otse arvutisse.
  1. Esialgne konfiguratsioon:
  • Ava TIA Portal tarkvara ja loo uus projekt.
  • Lisa projektile ET 200SP CPU 1512SP F-1 PN Safety seade.
  • Ühenda seade arvutiga, kasutades Etherneti kaablit.
  • Tuvasta ja määra seadme IP-aadress.
  1. Põhiseadistused:
  • Konfigureeri seadme parameetrid (IP-aadress, alamvõrk, lüüs).
  • Määra kasutajaparoolid ja õigused.
  • Salvesta ja lae konfiguratsioon seadmesse.
  1. Seadme testimine:
  • Loo lihtne programm, mis kasutab seadme sisendeid ja väljundeid.
  • Lae programm seadmesse ja testi, et sisendid ja väljundid töötavad oodatult.

Viited ja abimaterjalid:

Ülesanne 2: SIMATIC ET 200SP CPU 1512SP F-1 PN Safety Seadistamine ja programmeerimine

Eesmärk: Seadista ja programmeeri SIMATIC ET 200SP CPU 1512SP F-1 PN Safety keskmise suurusega automaatikasüsteemi turvalisuse tagamiseks.

Juhised:

  1. Seadme ühendamine ja esialgne konfiguratsioon:
  • Ühenda SIMATIC ET 200SP CPU toiteallikaga ja võrguga, nagu algtaseme ülesandes.
  • Ava TIA Portal ja loo uus projekt, lisades ET 200SP CPU seadme.
  1. Turva- ja kommunikatsiooniprotokollide konfigureerimine:
  • Määra seadmele turvalised paroolid ja õigused.
  • Loo turvaprotokollid, kasutades F-CPU funktsioone (nt turvaplokkide konfigureerimine).
  • Konfigureeri Profinet ühendused teiste seadmetega võrgus.
  1. PLC programmeerimine ja turvafunktsioonid:
  • Loo programm, mis sisaldab turva- ja juhtimisloogikat.
  • Kasuta TIA Portal Safety Integrated funktsioone turvaprograamide loomiseks.
  • Lisa turvaseadmeid ja määratle nende funktsioonid (nt avariilülitid, valguskardinad).
  1. Turvalisuse testimine ja simulatsioon:
  • Testi loodud programmi simulatsioonis või reaalses seadmes.
  • Veendu, et kõik turvafunktsioonid töötavad korrektselt ja vastavad nõuetele.
  • Logi ja analüüsi seadme tegevust turvaintsidentide ennetamiseks.

Viited ja abimaterjalid:

Ülesanne 3: SIMATIC ET 200SP CPU 1512SP F-1 PN Safety Integreerimine

Eesmärk: Integreeri SIMATIC ET 200SP CPU 1512SP F-1 PN Safety suure tööstusliku võrguga, mis sisaldab mitut kontrollerit, HMI-d ja erinevaid kommunikatsiooniprotokolle ning rakenda edasijõudnud turvameetmed.

Juhised:

  1. Seadme ühendamine ja esialgne konfiguratsioon:
  • Ühenda SIMATIC ET 200SP CPU toiteallikaga ja võrguga, nagu eelnevates ülesannetes.
  • Ava TIA Portal ja loo uus projekt, lisades ET 200SP CPU seadme.
  1. Võrgu arhitektuuri kavandamine:
  • Loo võrgu arhitektuuriskeem, mis sisaldab kõiki kontrollerid, HMI-d ja teisi võrgu seadmeid.
  • Määrake seadmete IP-aadressid ja võrgu segmenteerimine.
  • Kasuta SCALANCE kommutaatorid ja ruuterid, et tagada võrgu segmenteerimine ja turvalisus.
  1. Turvalisuse konfigureerimine:
  • Loo VPN ühendus, et võimaldada turvalist kaugligipääsu tööstusvõrku.
  • Konfigureeri tulemüüri reeglid, et kaitsta võrku volitamata juurdepääsu eest.
  • Määra IDS/IPS (Intrusion Detection/Prevention System) süsteemid.
  • Kasuta turva-PLC funktsioone turvaplokkide loomiseks ja haldamiseks.
  1. LAN ja WAN optimeerimine:
  • Konfigureeri QoS (Quality of Service), et tagada kriitilistele süsteemidele prioriteet.
  • Optimeeri NAT seadistused ja sisemiste IP-aadresside jaotus.
  1. Kommunikatsiooniprotokollide konfigureerimine:
  • Veenduge, et kõik seadmed toetavad vajalikku kommunikatsiooniprotokolli (nt PROFINET, Modbus TCP jne).
  • Konfigureeri kõik seadmed kasutama õigeid protokolle ja veendu, et andmevahetus on sujuv.
  1. Seadme ja võrgu diagnostika ja hooldus:
  • Kasuta võrgu analüsaatori tööriistu, et jälgida andmevooge ja tuvastada kitsaskohti.
  • Kasuta logide ja aruandeid, et jälgida võrgu turvalisust ja tuvastada võimalikke rünnakuid.
  1. Dokumenteerimine ja koolitus:
  • Dokumenteeri kõik võrgu seadistused, sh IP-aadressid, seadme ühendused ja konfiguratsioonid.
  • Koolita võrgu administreerijaid ja operaatoreid seadmete kasutamise ja probleemide lahendamise osas.

Viited ja abimaterjalid:

Need ülesanded ja viited pakuvad põhjalikku juhendit SIMATIC ET 200SP CPU 1512SP F-1 PN Safety seadistamiseks ja kasutamiseks erineva keerukusega tööstuslikes võrkudes. Kasutage viidatud materjale, et saada sügavam arusaam ja laiendada oma teadmisi tööstuslikust võrgundusest.

Ülesanded Arduino ja Siemens SIMATIC ET 200SP Distributed Controller CPU 1512SP F-1 PN Safety jaoks

Ülesanne 1: Andurite Andmete Lugemine ja Saatmine Arduinoga (Algaja Tase)

Eesmärk: Õppida koguma andmeid erinevatest anduritest Arduinoga ja edastama need SIMATIC ET 200SP kontrollerisse.

Sammud:

  1. Seadmete ühendamine:
  • Ühenda Arduino temperatuuri ja niiskuse anduriga (nt DHT11) ning lisa vastavad ühendused SIMATIC ET 200SP kontrolleriga.
  • Näide skeemist:
    • DHT11 VCC -> Arduino 5V
    • DHT11 GND -> Arduino GND
    • DHT11 DATA -> Arduino digitaalne pin 2
  1. Arduino koodi kirjutamine:
  • Kirjuta Arduino kood anduri andmete lugemiseks ja nende edastamiseks SIMATIC ET 200SP kontrollerisse kasutades serial kommunikatsiooni.
  • Näide koodist: 
#include <DHT.h>

#define DHTPIN 2
#define DHTTYPE DHT11

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  dht.begin();
}

void loop() {
  float h = dht.readHumidity();
  float t = dht.readTemperature();

  if (isnan(h) || isnan(t)) {
    Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
    return;
  }

  Serial.print("Temperature: ");
  Serial.print(t);
  Serial.print(" *C ");
  Serial.print("Humidity: ");
  Serial.print(h);
  Serial.println(" %");

  delay(2000);
}
  1. SIMATIC ET 200SP konfigureerimine:
  • Konfigureeri SIMATIC ET 200SP kontrolleri kommunikatsioonipordid, et need suudaksid vastu võtta Arduinolt tulevaid andmeid.
  • Kasuta STEP 7 või TIA Portal tarkvara kontrolleri seadistamiseks ja veendu, et kontroller on võimeline töötlema Arduinolt tulevaid serial andmeid.

Viited ja Ressursid:

Ülesanne 2: Andmete Visualiseerimine SIMATIC ET 200SP ja HMI (Kesktase)

Eesmärk: Õppida kogutud andmeid visualiseerima SIMATIC HMI ekraanil.

Sammud:

  1. Andmete lugemine:
  • Kasuta eelnevalt kogutud andmeid Arduino ja SIMATIC ET 200SP vahel.
  1. HMI ekraani konfigureerimine:
  • Konfigureeri SIMATIC HMI ekraan (nt SIMATIC HMI Comfort Panel), et kuvada Arduinolt ja ET 200SP kontrollerilt tulevaid andmeid.
  • Kasuta TIA Portal tarkvara HMI projekti loomiseks.
  • Näide konfiguratsioonist:
    • Loo uus projekt TIA Portal tarkvaras.
    • Lisa HMI ekraan projekti.
    • Loo ühendus SIMATIC ET 200SP kontrolleriga.
    • Lisa ekraanile graafilised elemendid andmete kuvamiseks (nt temperatuurigraafik, niiskuse tulpdiagramm).
  1. Skripti lisamine HMI-sse:
  • Kirjuta skript, mis perioodiliselt uuendab andmeid HMI ekraanil.
  • Näide skriptist (TIA Portal skripti näide):
Dim temperature, humidity
temperature = HMIRead("DB1.DBD0")  ' Näide andmete lugemisest kontrolleri andmeplokist
humidity = HMIRead("DB1.DBD4")
HMIWrite "Temperature_Display", temperature
HMIWrite "Humidity_Display", humidity

Viited:

Ülesanne 3: IoT Lahenduse Loomine SIMATIC ET 200SP ja Arduino abil (Edasijõudnud Tase)

Eesmärk: Luua integreeritud IoT lahendus, mis hõlmab andmete kogumist, töötlemist ja edastamist pilve, kasutades SIMATIC ET 200SP ja Arduino platvormi.

Sammud:

  1. Andmete kogumine ja saatmine pilve:
  • Koguge andmeid erinevatest anduritest Arduinoga ja saatke need SIMATIC ET 200SP kontrollerisse.
  • Kasutage MQTT protokolli andmete edastamiseks pilveplatvormile (nt AWS IoT, Azure IoT).
  1. SIMATIC ET 200SP ja Arduino integreerimine:
  • Konfigureeri SIMATIC ET 200SP kontroller töötlema ja saatma andmeid pilve.
  • Näide MQTT kliendi seadistusest Pythonis: 
import paho.mqtt.client as mqtt

def on_connect(client, userdata, flags, rc):
    print(f"Connected with result code {rc}")
    client.subscribe("sensor/data")

def on_message(client, userdata, msg):
    print(f"{msg.topic} {msg.payload}")

client = mqtt.Client()
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message

client.connect("MQTT_BROKER_IP", 1883, 60)
client.loop_forever()
  1. Pilveplatvormi konfigureerimine:
  • Loo konto ja konfigureeri pilveplatvorm (nt AWS IoT).
  • Loo vajalikud reeglid ja protokollid andmete vastuvõtmiseks ja töötlemiseks.
  • Näide AWS IoT seadistusest:
    • Loo IoT seade ja genereeri sertifikaadid.
    • Loo reegel andmete töötlemiseks ja edastamiseks AWS Lambda funktsiooni.
  1. Andmete analüüs ja visualiseerimine:
  • Kasuta pilveplatvormi tööriistu andmete analüüsimiseks ja visualiseerimiseks.
  • Näide andmete visualiseerimisest AWS IoT Analytics’iga:
    • Loo andmevoog ja SQL päring andmete analüüsimiseks.
    • Kasuta AWS QuickSight’i andmete visualiseerimiseks ja aruannete loomiseks.

Viited ja ressursid:

Need ülesanded aitavad arendada põhjalikke teadmisi ja praktilisi oskusi, kasutades Siemens SIMATIC ET 200SP kontrollerit ja Arduino platvormi IoT lahenduste loomiseks ja optimeerimiseks.

Siemens IOT2050

Ülesanded Siemens IOT2050 jaoks

Siemens IOT2050 on võimas tööstuslik IoT-platvorm, mis on mõeldud tööstuslike andmete kogumiseks, töötlemiseks ja analüüsimiseks. Järgnevad ülesanded on mõeldud keerukate praktiliste oskuste arendamiseks, kasutades Siemens IOT2050 seadmeid.

SIMATIC IOT2050 operatsioonisüsteemi paigaldamine

SIMATIC IOT2050 operatsioonisüsteemi paigaldamine on oluline samm selle seadme kasutamiseks tööstuslikus keskkonnas. IOT2050 seade toetab erinevaid operatsioonisüsteeme, sealhulgas Yocto ja Debian põhiseid Linuxi jaotusi. Allpool on toodud juhend, kuidas paigaldada operatsioonisüsteemi SIMATIC IOT2050 seadmesse.

1. Valmista ette vajalike tööriistade ja failide kogum
  • USB-mälupulk: Vajate USB-mälupulka, mille maht on vähemalt 4 GB.
  • Arvuti: Arvuti, millel on Linuxi või Windowsi operatsioonisüsteem, et laadida alla ja kirjutada paigalduskujutis (image) USB-mälupulgale.
  • Paigalduskujutis: Laadige alla sobiv operatsioonisüsteemi paigalduskujutis Siemensilt või valitud Linuxi distributsiooni ametlikult veebilehelt.
Linux-põhise operatsioonisüsteem SIMATIC IOT2050 seadmele

Sa saad alla laadida sobiva Linux-põhise operatsioonisüsteemi oma SIMATIC IOT2050 seadmele Siemensi ametlikult tugilehelt. Siemensi poolt pakutud näidis-pildid ja SDK (Software Development Kit) failid on saadaval alloleval lingil:

SIMATIC IOT2050 näidispildid ja SDK-d​

Siemens Industry Support,

Siemens Mobile Support.

Seal leiad kõik vajalikud failid, sealhulgas Debian-põhised süsteemipildid, mis on optimeeritud töötamiseks SIMATIC IOT2050 seadmega. Saadaval on ka SDK-d, mida saab kasutada arendamiseks ja süsteemi kohandamiseks vastavalt vajadusele. Juhul kui on vaja seadistamisel või kasutamisel täiendavat abi, pakub sama leht ka juhiseid ja tehnilist dokumentatsiooni.

2. Laadi alla ja ettevalmista operatsioonisüsteemi paigalduskujutis
  • Laadige alla IOT2050-le mõeldud ametlik operatsioonisüsteemi kujutis Siemens Industry Online Support (SIOS) portaalist või teiselt usaldusväärselt allikalt.
  • Allalaaditud fail võib olla .zip, .tar.gz või muu tihendatud vorming. Laadige fail alla ja pakkige see lahti, et saada .img fail.
3. Kirjuta paigalduskujutis USB-mälupulgale
  • Linux: Kasutage dd käsu abil, et kirjutada kujutis USB-mälupulgale: 
sudo dd if=/path/to/your/image.img of=/dev/sdX bs=4M status=progress
  • Asendage /dev/sdX USB-mälupulga tegeliku seadme nimega. Olge väga ettevaatlik, et mitte valesti määrata seadet, kuna see kustutab kõik andmed määratud seadmel.
  • Windows: Kasutage tööriista nagu Rufus või Etcher, et kirjutada kujutis USB-mälupulgale:
    1. Avage Rufus või Etcher.
    2. Valige alla laaditud .img fail.
    3. Valige sihtkettaks USB-mälupulk.
    4. Klõpsake “Start” ja oodake, kuni protsess lõpeb.
4. Paigaldusprotsess SIMATIC IOT2050 seadmes
  • Sisesta USB-mälupulk: Eemaldage USB-mälupulk oma arvutist ja sisestage see SIMATIC IOT2050 seadme USB-pessa.
  • Käivitage seade: Ühendage SIMATIC IOT2050 toiteallikasse ja käivitage seade. Kui paigalduskujutis on korralikult kirjutatud, peaks seade automaatselt alustama paigaldusprotsessi.
  • Järgige paigaldusjuhiseid: Sõltuvalt kasutatavast operatsioonisüsteemist peate võib-olla järgima ekraanil kuvatavaid juhiseid, näiteks seadistama võrguseadeid või kasutajakontosid.
5. Juurdepääs seadmele ja algse seadistuse tegemine
  • Juurdepääs: Pärast operatsioonisüsteemi paigaldamist saate seadmele ligi SSH või konsooli kaudu. Tavaliselt kasutatakse vaikimisi IP-aadressi või lokalhosti: 
ssh user@iot2050-ip-address
  • Asendage user ja iot2050-ip-address vastavalt oma seadme seadistusele.
  • Võrgu seadistamine: Konfigureerige võrguühendused vastavalt oma keskkonnale. Võite kasutada DHCP-d või määrata staatilise IP-aadressi vastavalt vajadusele.
  • Täiendav tarkvara: Installige vajalik täiendav tarkvara või pakendid, mida vajate oma konkreetse rakenduse või keskkonna jaoks.
6. Seadme turvalisuse tagamine
  • Paroolide muutmine: Muutke vaikimisi paroolid tugevateks ja keerulisteks paroolideks.
  • Uuenduste paigaldamine: Veenduge, et kõik saadaval olevad tarkvarauuendused ja turvapaigad on paigaldatud.
  • Tulemüüri seadistamine: Konfigureerige tulemüür, et piirata ligipääsu seadmele ainult vajalikest IP-aadressidest ja portidest.
7. Jooksvate logide ja teenuste jälgimine
  • Logide ülevaatamine: Kontrollige süsteemiloge (/var/log/ kaustas), et tuvastada võimalikke probleeme või ebatavalisi sündmusi.
  • Teenuste haldamine: Veenduge, et ainult vajalikud teenused on aktiivsed ja käivitatud.
8. Varundamine ja süsteemi koopia loomine
  • Varundus: Pärast seadistuse lõpuleviimist on hea mõte teha süsteemist varukoopia, et saaksite kiiresti taastada seadme vajaduse korral.
  • Snapshotid: Kasutage snapshot-tehnoloogiat, kui teie failisüsteem toetab seda, et teha regulaarselt hetktõmmiseid süsteemi olekust.

SIMATIC IOT2050 operatsioonisüsteemi paigaldamine hõlmab paigalduskujutise ettevalmistamist ja selle kirjutamist USB-mälupulgale, mille kaudu süsteem installitakse seadmesse. Pärast paigaldamist on oluline teha vajalikud turvaseaded ja võrgu konfiguratsioonid, et tagada seadme turvalisus ja usaldusväärne töö tööstuslikus keskkonnas.

SIMATIC IOT2050 turvahäälestus

SIMATIC IOT2050 turvamine on kriitiline, kuna see on sageli seotud tööstuslike protsesside ja andmetega. Allpool on toodud sammud, mida saate rakendada, et muuta SIMATIC IOT2050 võimalikult turvaliseks:

1. Tugevad juurdepääsukontrollid

Muuda vaikimisi paroole:

  • Esimese sammuna muutke kohe kõik vaikimisi kasutajanimed ja paroolid tugevateks, unikaalseteks paroolideks. Kasutage pikki paroole, mis sisaldavad suuri ja väikeseid tähti, numbreid ja erimärke.

Kasutajate ja rollide haldus:

  • Loo ja halda kasutajakontosid nii, et igal kasutajal on minimaalsed õigused, mida ta vajab oma töö tegemiseks (tuntud kui “least privilege” põhimõte).
  • Vältige root-konto kasutamist tavapärasteks ülesanneteks. Kasutage sudo õigusi ainult siis, kui see on vajalik.
2. Võrgu turvamine

Tulemüür:

  • Seadistage ja aktiveerige tulemüür (nt iptables või UFW), et blokeerida kõik mittevajalikud sissetulevad ja väljaminevad ühendused. Lubage ainult vajalikud teenused ja portide liiklus.
  • Piirake juurdepääsu seadmele ainult konkreetsetest IP-aadressidest või alavõrkudest, mis on usaldusväärsed ja mida vajatakse seadmega suhtlemiseks.

Võrgusegmentatsioon

  • :Paigutage SIMATIC IOT2050 turvalisse alavõrku või VLAN-i, mis on eraldatud muudest tundlikest süsteemidest. Võrgusegmentatsioon vähendab riski, et haavatavus ühes seadmes mõjutaks teisi süsteeme.

VPN kasutamine:

  • Kui kaugjuurdepääs on vajalik, seadistage VPN-ühendus, et tagada turvaline ja krüpteeritud andmeside seadme ja kaugkasutajate vahel.
3. Operatsioonisüsteemi turvamine

Regulaarsed uuendused:

  • Hoidke operatsioonisüsteem ja kõik installitud tarkvarakomponendid alati ajakohasena. Installige turvavärskendused kohe, kui need on saadaval, et vältida teadaolevaid haavatavusi.

Kasutamata teenuste ja rakenduste keelamine:

  • Keelake või eemaldage kõik mittevajalikud teenused ja rakendused, et vähendada potentsiaalsete rünnakuvektorite arvu.
  • Kontrollige, millised teenused jooksevad (systemctl list-units --type=service) ja peatage või eemaldage need, mida pole vaja.

Failisüsteemi krüpteerimine:

  • Kasutage LUKS-i (Linux Unified Key Setup) või muud failisüsteemi krüpteerimist, et kaitsta tundlikke andmeid ketta füüsilise varguse või volitamata juurdepääsu korral.
4. Logide ja sündmuste jälgimine

Logimine ja seire:

  • Konfigureerige seadme logid nii, et salvestatakse kõik olulised sündmused, sealhulgas sisselogimiskatsed, teenuste käivitused ja muudatused süsteemis.
  • Kasutage tööriistu nagu rsyslog või journalctl, et jälgida ja analüüsida logisid regulaarselt.
  • Võimaluse korral seadistage logide automaatne edastamine tsentraalsesse logiserverisse, et säilitada logisid turvalises asukohas ja võimaldada lihtsamat analüüsi.

Intrusion Detection System (IDS):

  • Kaaluge IDS-i, nagu näiteks Snort või Suricata, kasutamist, et jälgida ebatavalist liiklust ja potentsiaalseid sissetungi katsed seadmes ja võrgus.
5. Andmete ja kommunikatsiooni krüpteerimine

SSL/TLS kasutamine:

  • Konfigureerige kõik võrguühendused seadme ja teiste süsteemide vahel kasutama SSL/TLS-i, et tagada andmete krüpteerimine ülekande ajal.
  • Kasutage usaldusväärsete sertifikaatide asutuste (CA) väljastatud sertifikaate ja uuendage neid regulaarselt.

VPN-i ja SSH võtmebaasiline autentimine:

  • Lubage ja kasutage SSH võtmebaasilist autentimist paroolipõhise sisselogimise asemel. Keelake parooliga autentimine (PasswordAuthentication no SSH konfiguratsioonifailis).
  • Seadistage VPN ühenduse loomiseks ja kogu liikluse krüpteerimiseks, eriti avalikes või ebaturvalistes võrkudes.
6. Füüsiline turvalisus
  • Seadme füüsiline kaitse:
  • Paigaldage SIMATIC IOT2050 turvalisse asukohta, kuhu pääsevad ligi ainult volitatud isikud. Kasutage turvalukustust või lukustatud kappidesse paigutamist, et takistada volitamata füüsilist juurdepääsu.
  • Kasutage riistvaralist kaitset, kui see on saadaval, et takistada seadme füüsilist muutmist või manipulatsiooni.

Juurdepääsukontroll ja seire:

  • Paigaldage turvakaamerad ja juurdepääsukontrolli süsteemid, et jälgida seadme läheduses toimuvat tegevust.
7. Varundamine ja taasteplaan

Regulaarsed varukoopiad:

  • Looge ja hoidke regulaarselt varukoopiaid kõigist seadme konfiguratsioonidest ja andmetest turvalises kohas. Varukoopiad peaksid olema krüpteeritud ja kergesti taastatavad.
  • Kasutage varukoopiatööriistu nagu rsync või cron skripte automatiseeritud varundamiseks.

Katastroofijärgse taastamise plaan:

  • Looge ja testige katastroofijärgse taastamise plaan, et veenduda, et seade ja selle konfiguratsioonid saab kiiresti ja turvaliselt taastada hädaolukorras.
8. Riskide ja haavatavuste hindamine

Turvaauditid ja sissetungitestimine:

  • Tehke regulaarselt turvaauditeid ja sissetungiteste, et tuvastada ja parandada seadme võimalikud haavatavused.
  • Kasutage tööriistu nagu OpenVAS või Nmap, et skaneerida seadme turvalisust ja tuvastada avatud pordid või teenused, mis võivad olla haavatavad.
9. Töötajate ja kasutajate koolitus
  • Koolitused ja teadlikkus:
  • Koolitage kõik seadme kasutajad turvameetmete ja parimate praktikate kohta, sealhulgas sotsiaalse manipulatsiooni (social engineering) riskide kohta.
  • Pidage regulaarselt turvavestlusi ja tehke teadlikkuse tõstmise kampaaniaid, et hoida turvaprotseduurid esiplaanil.

SIMATIC IOT2050 turvamine nõuab terviklikku lähenemist, mis hõlmab võrgu turvamist, operatsioonisüsteemi ja rakenduste turvamist, logide ja seire jälgimist, füüsilist turvalisust ning pidevat riskihindamist ja töötajate koolitamist. Need meetmed aitavad kaitsta seadet ja sellega seotud tööstuslikke süsteeme võimalike ohtude eest ning tagavad, et seade töötab usaldusväärselt ja turvaliselt ka kriitilistes keskkondades.

Ülesanne 1: Andmete Kogumine ja Eeltöötlus (Algaja Tase)

Eesmärk: Õppida koguma ja eeltöötlema andmeid erinevatest anduri allikatest, kasutades Siemens IOT2050 platvormi.

Sammud:

  1. Seadmete ühendamine:
  • Ühenda IOT2050 erinevate anduritega (nt temperatuuri, niiskuse, rõhu andurid) kasutades I2C või UART protokolle.
  • Kasuta mõnda neist anduritest: DHT22 (temperatuur ja niiskus), BMP180 (rõhk).
  1. Andurite initsialiseerimine:
  • Kirjuta C või Python skript andurite initsialiseerimiseks ja andmete kogumiseks.
  • Näide Python koodist DHT22 jaoks:
import Adafruit_DHT
sensor = Adafruit_DHT.DHT22
pin = 4  # GPIO pin number
humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(sensor, pin)
print(f'Temperatuur: {temperature}°C, Niiskus: {humidity}%')
  1. Andmete eeltöötlus:
  • Rakenda andmetele põhifiltreid (nt liikuv keskmine) eeltöötlemiseks.
  • Näide liikuvast keskmisest Pythonis:
def moving_average(data, window_size):
    cumsum = [0] + list(accumulate(data))
    moving_aves = [(cumsum[i] - cumsum[i - window_size]) / window_size for i in range(window_size, len(cumsum))]
    return moving_aves
  1. Andmete salvestamine:
  • Salvesta töödeldud andmed CSV failina lokaalselt või andmebaasi (nt SQLite).
  • Näide CSV faili salvestamisest:
import csv
with open('andmed.csv', 'w') as csvfile:
    writer = csv.writer(csvfile)
    writer.writerow(['Temperatuur', 'Niiskus'])
    writer.writerow([temperature, humidity])

Viited ja ressursid:

Ülesanne 2: Reaalajas Andmeanalüüs ja Visualiseerimine (Kesktase)

Eesmärk: Rakendada reaalajas andmeanalüüsi ja visualiseerimise tehnikaid, kasutades Siemens IOT2050.

Sammud:

  1. MQTT protokolli kasutamine:
  • Paigalda ja konfigureeri MQTT broker (nt Mosquitto) Siemens IOT2050 seadmel.
  • Kirjuta skript andmete edastamiseks MQTT protokolli kaudu.
  • Näide andmete saatmisest MQTT kaudu:
import paho.mqtt.client as mqtt
client = mqtt.Client()
client.connect("MQTT_BROKER_IP", 1883, 60)
client.publish("sensor/temperature", temperature)
client.publish("sensor/humidity", humidity)
  1. Andmete vastuvõtmine ja visualiseerimine:
  • Kasuta teist seadet (nt Raspberry Pi või arvuti), et vastu võtta andmeid ja visualiseerida neid reaalajas, kasutades näiteks Matplotlib või Grafana.
  • Näide reaalajas graafiku loomisest Matplotlib’iga: 
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.animation import FuncAnimation

def animate(i):
    data = pd.read_csv('andmed.csv')
    plt.cla()
    plt.plot(data['Aeg'], data['Temperatuur'], label='Temperatuur')
    plt.plot(data['Aeg'], data['Niiskus'], label='Niiskus')
    plt.legend(loc='upper left')
    plt.tight_layout()

ani = FuncAnimation(plt.gcf(), animate, interval=1000)
plt.tight_layout()
plt.show()
  1. Andmete Aanomaaliate tuvastamine:
  • Implementige lihtsad anomaaliate tuvastamise algoritmid, nagu Z-skoor või libiseva akna keskmine.
  • Näide anomaaliate tuvastamisest Z-skoori abil: 
import numpy as np

def detect_anomalies(data):
    threshold = 3
    mean = np.mean(data)
    std_dev = np.std(data)
    anomalies = [x for x in data if abs((x - mean) / std_dev) > threshold]
    return anomalies

Viited ja ressursid:

Ülesanne 3: Integreeritud Lahenduste Loomine ja Optimeerimine (Edasijõudnud Tase)

Eesmärk: Arendada ja optimeerida integreeritud lahendusi, mis hõlmavad keerulisi andmeanalüüsi ja masinõppe tehnikaid Siemens IOT2050 abil.

Sammud:

  1. Andmete kogumine ja eeltöötlus:
  • Koguge andmeid erinevatest allikatest (andurid, veebiteenused) ja eeltöötlege need nagu esimeses ülesandes kirjeldatud.
  1. Masinõppe mudelite rakendamine:
  • Paigaldage vajalikud masinõppe raamatukogud (nt TensorFlow, Scikit-Learn) ja treenige mudel andmete põhjal.
  • Näide lineaarse regressioonimudeli treenimisest Scikit-Learn abil: 
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.linear_model import LinearRegression
import pandas as pd

data = pd.read_csv('andmed.csv')
X = data[['Temperatuur']]
y = data['Niiskus']
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2)
model = LinearRegression()
model.fit(X_train, y_train)
predictions = model.predict(X_test)
  1. Reaalajas ennustused ja optimeerimine:
  • Kasutage treenitud mudelit reaalajas ennustuste tegemiseks.
  • Näide reaalajas ennustuste tegemisest: 
def predict_real_time(temp):
    return model.predict([[temp]])

while True:
    current_temp = get_current_temperature()
    predicted_humidity = predict_real_time(current_temp)
    print(f'Prognoositud niiskus: {predicted_humidity}%')
  1. Integreeritud süsteemide loomine:
  • Looge integreeritud süsteem, mis kogub andmeid, töötleb neid, rakendab masinõppe mudeleid ja optimeerib süsteemi parameetreid automaatselt.
  • Näide: 
def optimize_system():
    while True:
        temp = get_current_temperature()
        humidity = predict_real_time(temp)
        control_system_based_on_predictions(humidity)
        time.sleep(1)

optimize_system()

Viited ja Ressursid:

Kokkuvõte

Need ülesanded annavad põhjaliku ülevaate sellest, kuidas kasutada Siemens IOT2050 seadet andmete kogumiseks, töötlemiseks, analüüsimiseks ja integreeritud lahenduste loomiseks. Iga ülesanne suurendab keerukuse taset, aidates arendada sügavamaid oskusi ja teadmisi IoT rakenduste arendamisel ja optimeerimisel.

Ülesanded Siemens SIMATIC ET 200SP ja IoT2050 integreerimiseks

Ülesanne 1: Andurite Andmete Lugemine ja Edastamine IoT2050 kaudu (Algaja Tase)

Eesmärk: Õppida koguma andmeid erinevatest anduritest SIMATIC ET 200SP kaudu ja edastama need IoT2050 kasutades.

Sammud:

  1. Seadmete ühendamine:
  • Ühenda SIMATIC ET 200SP temperatuuri ja niiskuse anduriga (nt PT100 temperatuuriandur).
  • Ühenda IoT2050 SIMATIC ET 200SP kontrolleriga kasutades Etherneti ühendust.
  1. ET 200SP koodi kirjutamine:
  • Kirjuta programm ET 200SP jaoks, mis loeb andurid ja edastab andmed IoT2050-le kasutades OPC UA protokolli.
  • Näide Step 7/TIA Portal koodist: 
// Näide PLC koodist temperatuuri lugemiseks ja OPC UA andmeploki seadistamiseks
DataBlock DB1
Temp_Sensor : Real;

Temp_Sensor := PT100_Read();
  1. IoT2050 konfigureerimine:
  • Konfigureeri IoT2050 kasutades Node-RED platvormi, et võtta vastu OPC UA andmed ET 200SP-lt.
  • Näide Node-RED voost:
    • Lisa OPC UA kliendi sõlm.
    • Konfigureeri OPC UA kliendi sõlm, et võtta vastu andmeid ET 200SP-lt.
    • Lisa funktsioonisõlm andmete töötlemiseks ja saatmiseks MQTT kaudu pilve.
  1. Andmete visualiseerimine:
  • Kasuta Node-RED-i, et luua lihtne veebiliides, kus saad jälgida temperatuuri ja niiskuse andmeid reaalajas.

Viited ja ressursid:

Ülesanne 2: Andmete Edastamine Pilve ja Analüüs (Kesktase)

Eesmärk: Õppida edastama kogutud andmeid pilveplatvormile analüüsimiseks ja visualiseerimiseks.

Sammud:

  1. Andmete kogumine ET 200SP kaudu:
  • Kasuta eelnevalt seadistatud ET 200SP koodi temperatuuri ja niiskuse andmete lugemiseks.
  1. IoT2050 konfigureerimine pilve saatmiseks:
  • Konfigureeri IoT2050, et edastada andmed AWS IoT või Azure IoT Hub-i kasutades MQTT protokolli.
  • Näide Node-RED voost:
    • Lisa MQTT väljund sõlm.
    • Konfigureeri MQTT sõlm AWS IoT või Azure IoT Hub detailidega.
    • Lisa funktsioonisõlm, mis töötleb andmed ja edastab need MQTT sõlme kaudu pilve.
  1. Pilveplatvormi konfigureerimine:
  • Loo konto ja seadista AWS IoT või Azure IoT Hub.
  • Loo seadmed, genereeri sertifikaadid ja loo reeglid andmete vastuvõtmiseks.
  1. Andmete analüüs ja visualiseerimine:
  • Kasuta pilveplatvormi tööriistu (nt AWS IoT Analytics, Azure Stream Analytics) andmete analüüsimiseks ja visualiseerimiseks.
  • Näide AWS IoT Analytics seadistusest:
    • Loo andmevoog ja SQL päring andmete analüüsimiseks.
    • Kasuta AWS QuickSight andmete visualiseerimiseks ja aruannete loomiseks.

Viited ja ressursid:

Ülesanne 3: Täiustatud Andmete Töötlemine ja Ennetav Hooldus (Edasijõudnud Tase)

Eesmärk: Luua süsteem, mis kasutab kogutud andmeid masinõppe mudelite treenimiseks ennetava hoolduse rakendamiseks.

Sammud:

  1. Andmete kogumine ja edastamine:
  • Koguge andmeid erinevatelt anduritelt ET 200SP kaudu ja edastage need IoT2050 kasutades.
  1. Masinõppe mudelite treenimine:
  • Kasutage kogutud andmeid masinõppe mudelite treenimiseks ennetava hoolduse jaoks (nt seadmete rikke prognoosimine).
  • Näide mudeli treenimisest kasutades AWS Sagemaker või Azure Machine Learning:
    • Importige andmed AWS Sagemaker või Azure ML keskkonda.
    • Loo ja treeni mudel andmete põhjal seadmete rikke prognoosimiseks.
  1. Ennetava hoolduse süsteemi rakendamine:
  • Integreeri treenitud mudel IoT2050-sse, et reaalajas andmete põhjal teha ennetavaid hooldusotsuseid.
  • Näide Node-RED voost:
    • Lisa funktsioonisõlm, mis edastab andmed masinõppe mudelile.
    • Kasutage mudelist saadud tulemusi, et teavitada hooldustöödest või seadme probleemidest.
  1. Reaalajas teavitussüsteemi seadistamine:
  • Kasutage Node-RED-i, et luua teavitussüsteem (nt e-posti või SMS teavitused), kui mudel tuvastab võimaliku probleemi.
  • Näide Node-RED teavituste voost:
var alert = msg.payload.alert;
if (alert) {
  // Send email or SMS
  node.send({ payload: "Potential issue detected with equipment!" });
}
return msg;

Viited ja Ressursid:

Need ülesanded võimaldavad arendada põhjalikke teadmisi ja praktilisi oskusi, kasutades Siemens SIMATIC ET 200SP ja IoT2050 platvorme täiustatud IoT lahenduste loomiseks ja optimeerimiseks.