SIMATIC IOT2000 THE INTELLIGENT GATEWAY FOR INDUSTRIAL IOT SOLUTIONS - GIANCARLO MARIANI
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SIMATIC IOT2000 The intelligent Gateway for Industrial IoT solutions Unrestricted © Siemens AG 2016 siemens.com/iot2000
SIMATIC IOT2040
Posizionamento
Maker Boards SIMATIC IOT2040 SIMATIC IPC
Schede programmabili senza case Funzioni aggiuntive rispetto alle Funzioni aggiuntive rispetto a
e certificazioni, dedicate al mercato schede standard: SIMATIC IOT2000:
dei Maker. + Robustezza Industriale + Supporto Windows
+ Operatività 24/7 + Performance e archiviazione
Teach. Learn. Make. + Real time clock + Funzioni Industrial server
+ Interfacce standard + Applicazioni HMI
+ Case e montaggio su guida DIN + SIMATIC Software controller
+ TIA / Diagnostica IPC
SIMATIC IOT2000:
+ Espandibilità
Gateway intelligente per Industrial
IoT
Capacità aggiuntive:
Espandibile con ARDUINO & mPCIe
Unrestricted © Siemens AG 2017
SIMATIC IOT2000
L’ Internet of Things secondo Siemens
Low power consumption and SIMATIC IOT2000
deterministic
▪ Mini-PC Linux-based basato su processori Intel Quark
▪ Aperto
✓ Molteplici protocolli industriali di comunicazione
✓ Gateway dati per soluzioni IoT industriali
▪ Robusto
✓ Realizzato per operare 24/7
▪ Scalabile
✓ Compatibile con le shield Arduino e schede miniPCIe
✓ Accesso rapido alle interfacce interne / SD-Card-Slot
Battery buffered Industrial
real time clock grade ▪ Programmabile
Unrestricted © Siemens AG 2017
▪ linguaggi ad alto livello: Eclipse, Arduino, Node-RED
SIMATIC IOT2040
Robusto. Aperto. Industry 4.0
+ Espandibilità & +
SIMATIC quality Connettività
Realizzato per operare 24/7 Compatibile con mPCIe,
In ambiente industriale Arduino Shields e varie
interfacce, protocolli e driver
standard
Performance +
AutomatIon.ConnecTed + Processore 32bit
Connessione facile deterministico Intel
all’automazione con supporto Quark®x1020, 1 GB RAM e
PROFINET*) , interfacce real-time-clock con batteria
standard e apertura a Aperto + di buffer
Liberamente programmabile
soluzioni basate su Cloud
con linguaggi ad alto livello
(es. Java, C++) tramite diversi
*) planned
IDE (es. Eclipse) e compilatori
per Yocto Linux
Unrestricted © Siemens AG 2017
Famiglia SIMATIC IOT2000
IOT2020 e IOT2040
SIMATIC IOT2020 SIMATIC IOT2040
Target Variante Accademica Variante “Industrial IoT”
Per Università e istituti scolastici Gateway / Collettore dati in applicazioni industriali
6ES7647-0AA00-1YA2
Hardware • Intel Quark® x1000 (Galileo) • Intel Quark® x1020 (+secure boot)
• 512 MB RAM • 1 GB RAM
• 1 Ethernet interface • 2 Ethernet interfaces
+ 2 x RS232/485 interfaces
+ battery buffered RTC
Espandibilità Arduino shield / mPCIe / µSD card slot
Software Profinet driver planned
Programmazione Yocto Linux/ programming in high level languages
Supporto Tecnico Hardware: Direttamente dal distributore
Software e esempi applicativi: Siemens SIOS (Online Support) forum
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SIMATIC IOT2000
Supporto NOVITA’
• Divisione in 3 sezioni
SIMATIC IOT2000 Forum • Starter Guide IOT – Link www.siemens.com/iot2000-forum
Piattaforma di Supporto
Forum come unica piattaforma di supporto. Per tutti i dubbi usa
Gestito da moderatori Siemens ed esperti pronti a sempre il tasto CERCA!
rispondere ad ogni domanda.
Community
Sviluppo di una comunità IOT, proprio come per
altri prodotti comparabili
Contenuti
Post di FAQs, Application Examples e
Documenti/Downloads. Ogni contenuto condiviso
dagli utenti è ben accetto!
Disponibilità
Forum disponibile solo in lingua inglese!
Unrestricted © Siemens AG 2017
SIMATIC IOT2000 - Applicazioni
Il gateway intelligente che connette il campo al livello IT /Cloud
Raccolta e processamento Connessioni flessibili a sensori/attuatori tramite
1 dei dati rilevanti di
seriale, ethernet o Arduino.
Comunicazione verso PLC,drives, motori ed HMI
produzione dalle sorgenti con PROFINET1) o OPC UA2)
3 4
Conversione Protocollo / Aggregazione dati, conversione dei diversi
protocolli di comunicazione e pre-processamento,
2 2 Controllo programmato programmabile con linguaggi ad alto livello come
dall’utente Java, C++,…
1
Trasferimento sicuro a I dati convertiti possono essere trasmessi a
3 sistemi IT o applicazioni sistemi IT / Cloud utilizzando ad esempio OPC UA,
MQTT o AMQP 2)
cloud
Controllo, analisi e
Analisi Cloud-based per individuare i potenziali
4 ottimizzazione della
punti da ottimizzare
produzione
1) planned 2) application examples will be provided at IOT2000 forum
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SIMATIC IOT2040
Pre-processamento, conversione e trasferimento dati
Gateway tra IT/Cloud e
Manutenzione Predittiva Ottimizzazione della produzione
produzione
• Comunicazione sicura tra sistemi • Raccolta e analisi dei dati(es. • Trasferimento dati in caso di
ERP/IT, applicazioni cloud e Velocità, ore di produzione) per livello minimo dei materiali di
produzione identificare il miglior momento consumo a magazzino
• Ottimizzazione della produzione per la manutenzione • Allarmistica automatica alla
con integrazione verticale dei dati • Ottimizzazione tempi di fermo direzione vendita per evitare fermi
su tutto il processo macchina macchina
Piattaforma aperta per la connessione di sistemi preesistenti a sensori addizionali e al livello IT
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SIMATIC IOT2000
Analizzare dati da sensori aggiuntivi per Retrofit
Aggiungere nuovi sensori in macchine
già esistenti per:
▪ Generare nuovi dati per potenziali
ottimizzazioni
▪ Pre-processing / acquisizione dati
con IOT2040 e/o trasferimento dati
a cloud / rete aziendale
▪ Nessuna modifica all’infrastruttura
esistente necessaria
Protocol conversion to cloud
SIMATIC IOT2040 è l’ideale per
protocols (MQTT, AMPQ...)
retrofits/ opzioni aggiuntive su
macchine e impianti esistenti, ad un
prezzo estramente competitivo
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SIMATIC IOT2040
Interfacce
Front 2
1) Fori per alette a pressione per montaggio a muro
4
1 2) Preforati per installazione antenne
3
5
3) Connettore alimentazione
4) Porte COM (RS232/422/485)
6
5) LEDs
7
6) Cover sinistra (Arduino interface)
9 8 7) Cover destra (µSD card, battery)
10
8) Chiusura di sicurezza
9) Tasto RESET
Bottom
11 10) Tasto USER, programmabile
11) Porta Ethernet 10/100 Mbps
14
12 12) Porta Ethernet 10/100 Mbps, compatibile con PoE
13
13) USB Type Micro B
Unrestricted © Siemens AG 2017 1 14) USB Type ASIMATIC IOT2000 Espandibilità Unrestricted © Siemens AG 2017
SIMATIC IOT2040 Espandibiltà con shields Arduino / mPCIe Unrestricted © Siemens AG 2017
SIMATIC IOT2000
IOT2000 Input/Output Module Shield
6ES7647-0KA01-0AA2
Arduino shield con 5x DI, 2x DO e 2x AI
• Design Industriale
• Facile da assemblare
• Uso di voltaggio standard industriale 24V
• Testata 24/7 per ambienti fino a 50°C
• Programmabile via GPIO da diversi ambienti di
programmazione
Applicazioni:
• Connessione diretta di sensori ed attuatori
• Invio dati a sistemi IT / Cloud
Unrestricted © Siemens AG 2017 • Nodo disponibile per Node-RED - LinkSIMATIC IOT2000
Espandibilità - Wireless
Diverse possibilità di implementazione:
• Slot miniPCIe - Moduli Wi-Fi /Bluetooth come ad es.
• Intel Centrino Advanced N-6235
• Intel Centrino Advanced N-6205
• Arduino shield – moduli GPRS. ZigBee, LoraWAN, Wi-Fi
• USB WIFI - USB Key con connettività Wi-Fi come ad es.
• Edimax EW-7811Un
• Edimax EW-7612UAN
• Official raspberry Pi WIFI dongle
• Guida Online:
https://support.industry.siemens.com/tf/ww/en/posts/h
ow-to-add-usb-wi-fi-
connection/159113/?page=0&pageSize=10
Topic dedicato su SIMATIC IOT2000 Forum:
https://support.industry.siemens.com/tf/ww/en/posts/overview-tested-wifi-usb-
sticks-mpcie-wifi-cards/165068/?page=0&pageSize=10
Unrestricted © Siemens AG 2017SIMATIC IOT2040
Dati Tecnici (1)
SIMATIC IOT2040
6ES7647-0AA00-1YA2
CPU Intel Quark x1020 (x86 - 400 MHz – 16K Cache)
Funzioni di sicurezza Si
RAM / Flash / SRAM 1 GB / 8 MB / 256 KB
Interfaccia Grafica No
Interfacce Ethernet 2x 10/100 Ethernet RJ45
Interfacce Seriali 2x RS232/422/485 (Intercambiabile)
Interfacce USB 1x USB Controller + 1x Device
LED 4x System + 1x User
Tasti 1x Reset + 1x User
RtC Real-time-Clock con Batteria di buffer
*) Specific version for academic market: SIMATIC IOT2020
Monitoraggio di sistema Watchdog
Unrestricted © Siemens AG 2017SIMATIC IOT2040
Dati Tecnici (2)
SIMATIC IOT2040
6ES7647-0AA00-1YA2
Shields Arduino / Pinout Tutte quelle per Arduino Uno R3
18x I/O programmabili
Espansione mPCIe 1x mPCIe Full Size
2x marcature per antenna
Interfacce Interne Interfaccia FTDI (System console)
TTL-232R-3V3
Memoria di Massa Slot microSD Card
SDHC fino a 32 GB
Batteria Si (sostituibile)
Case Grado industriale, protezione da accessi non autorizzati
Sportelli Service Cover (µSD-Card, Battery, FTDI-interface)
Arduino cover (Arduino shield)
Montaggio Montaggio Guida DIN / a muro (accessori)
Unrestricted © Siemens AG 2017SIMATIC IOT2040
Dati Tecnici (3)
SIMATIC IOT2040
6ES7647-0AA00-1YA2
Temperatura di Utilizzo 0 - 50°C (horizontal) / 0 - 45°C (vertical)
Vibration / Shock 1 g / 15 g
Classe di protezione IP20
Alimentazione 9..36 V DC
Consumo typ. 2,2 W / max. 3,5 W
Potenza max per espansioni Arduino: 4 W, mPCIe: 0 W
Arduino: 2 W, mPCIe: 1 W
Arduino: 0 W, mPCIe: 2 W
USB: each 2,5 W
Certificati CE, UL, KCC
Dimensioni (L x H x P) 144 x 90 x 53 mm
Unrestricted © Siemens AG 2017SIMATIC IOT2000
Sistema operativo
SIMATIC IOT2000 – Linux OS
SD Card Image Immagine base Siemens scaricabile dal Forum IOT2000 - Link
Build your own image • Come sviluppare immagini custom, utilizzando il BSP - Link
• BSP: Board Support Package per Yocto Linux
• SIEMENS IOT2000 Layer
• unchanged Yocto build process (*.bb recipes)
• Download all by github
• Necessario PC Linux (e.g. Debian, Ubuntu, SUSE)
• Come creare una Build Debian - Link
Starter Guide Raccolta delle principali informazioni, manuali, guida, esempi
applicativi,… - Link
Unrestricted © Siemens AG 2017SIMATIC IOT2000
Ambienti di Sviluppo e programmazione (1)
Eclipse IDE ARDUINO IDE Phyton Node-RED
Tipologia Avanzata, adatta per Programmazione Programmazione Programmazione “a
tutte le applicazioni semplice per utenti diffusa e semplice blocchi”, semplice ed
(fino a PROFINET RT) intermedi intuitiva – IoT Ready
Linguaggio C / C++, Java ARDUINO (C con API Phyton JavaScript, JSON,
(JRE non inclusa aggiuntive per HTML, ….
nell’immagine base) gestione degli shield)
Accesso MRAA Library diretto MRAA Library Nodo IOT2000 I/O –
ARDUINO Link, Link2 (solo per
Shields
I/O Module)
Uso di driver / Totale Catalogo Librerie Grande catalogo di Nodi come Function
protocolli Arduino librerie Block (FB)
Supporto Si No Si (non testato) No
PROFINET
Disponibilità Windows, Linux Windows, Linux Windows, Linux Linux, Windows, iOS
Unrestricted © Siemens AG 2017SIMATIC IOT2000
Ambienti di Sviluppo e programmazione (2)
Node-RED è un tool di programmazione open-source sviluppato da IBM, nato per collegare insieme
dispositivi hardware, API e servizi web tipicamente in applicazioni Internet of Things.
• Browser-based flow editing, basato sul motore
Javascript Node.js;
• Le applicazioni sono definite “flows”, composti da
serie di blocchi funzionali (“nodes”) interconnessi:
✓ Amazon Cloud, Twitter, e-Mail ,Youtube, …
✓ MQTT, AMQP, http, Tcp, csv, Serial…
✓ Modbus, S7 Protocol, OPCUA, Konnex, …
✓ GPIO, Arduino, Funzioni custom in Java, …
✓ Oggetti per Dashboard Web, HTML, …
• Semplice e veloce – nodes parametrizzabili anche
senza utilizzare linguaggi di programmazione;
(Documentazione: https://nodered.org/docs/ )
Incluso nella nuova
Unrestricted © Siemens AG 2017 immagine 2.1.3 !SIMATIC IOT2000
Applicazioni / funzionalità dal forum e dai portali di riferimento
Applicazione Descrizione
OPC UA Client Lettura/Scrittura dati da S7-1500 via OPC UA tramite Node-RED.
S7-Connection Lettura/Scrittura dati da S7-1500 via Protocolo S7 tramite Node-RED.
IBM Bluemix Lettura/Scrittura dati da S7-1500 via OPC UA e invio a piattaforma Cloud IBM Waston
IOT tramite Node-RED.
Microsoft Azure JS Lettura/Scrittura dati da S7-1500 via OPC UA (S7 nell esempio NodeRED)e invio a
Microsoft Azure NodeRED piattaforma Cloud Microsoft Azure Cloud.
Webinterface Webinterface for monitoring of I/O Data, Hardwareinformation, Networkinformation
and connected USB devices. Programmed with JavaScript (node.js).
Database Costruzione, gestione e visualizzazione di un database tramite Node-RED, Eclipse ,
node.js e express.
SNAP7 Libreria C++ per Comunicazione S7
Arduino Board Support IOT2000 come Board in Arduino IDE, con supporto di tutte le interfacce HW e librerie.
Nodo IOT2000 I/O Module Nodo per Node-RED per la gestione degli I/O e del modulo I/O per SIMATIC IOT2000
Nodo per LCD Shield Nodo per Node-RED per la gestione di un display LCD 16x2 con Keypad.
Nodo per RFID Adafruit PN532 Nodo per Node-RED per la gestione di un lettore Adafruit PN532 RFID / NFC.
Unrestricted © Siemens AG 2017 Consultate anche i progetti su hackster.io realizzati con IOT! - LinkSIMATIC IOT2040
Altre Applicazioni
MCIS RPC MCIS RPC OPC UA OPC UA
Server Client Server Client
SINUMERIK 840D IOT2000 come traduttore di protocolli MES – Servizi IT
powerline MCIS RPC OPC UA
Unrestricted © Siemens AG 2017SIMATIC IOT2040
Altre Applicazioni
Web
MODBUS TCP / Dashboard,
RS485 Database,…
SENTRON PAC
(e.g.3100)
Unrestricted © Siemens AG 2017SIMATIC IOT2040 Altre Applicazioni • Comunicazione veloce in linguaggio SQL con database MS SQL, Oracle, MySQL,… • Log dei dati prelevati su file CSV,TXT,.. • Invio schedulato / su richiesta dei Report via e-mail Unrestricted © Siemens AG 2017
SIMATIC IOT2040
Altre Applicazioni
• WEB Dashboard grafiche integrate per la visualizzazione rapida dei dati
• Lettura dati con OPC,S7,…
• Processamento dati con indicatori di performance (KPIs, OEE,..)
• Breve storicizzazione per buffering
Unrestricted © Siemens AG 2017SIMATIC IOT2000
PROFINET Driver
Planned
▪ Free Profinet driver (for IOT2040 and IOT2020)
▪ Provided via SIOS
▪ Programming in C/C++
▪ Technical constraints:
▪ PN controller only (not PN device)
▪ 32 nodes tested (approx. 50% utilization IOT2040)
Driver will be integrated in the image.
It is open whether an existing image will be updated or an additional image will be created.
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