Một cổng IoT chỉ có giá trị khi trên đó có chương trình làm việc thật. Thiết lập SIMATIC IOT2000 vì vậy gồm hai phần tách bạch: đưa hệ điều hành lên thiết bị và nối được vào nó, rồi đưa chương trình tự viết lên chạy thường trực. Phần thứ hai mới là phần quyết định dự án chạy hay không.
Thiết bị này là gì, đọc được dữ liệu từ đâu và khác máy tính công nghiệp ra sao nằm ở bài trụ cổng IoT công nghiệp SIMATIC IOT2000. Bài này đi theo trình tự thao tác và các điểm cần lưu ý ở từng bước.
Chuẩn bị trước khi bắt đầu
- Thiết bị IOT2000 và tờ nhãn trên máy. Nhãn là nguồn duy nhất đáng tin về dải điện áp cấp nguồn của đúng đời máy đang cầm.
- Nguồn một chiều theo dải ghi trên nhãn. Dải điện áp cụ thể khác nhau giữa các đời máy, đọc trên nhãn máy.
- Một thẻ microSD và đầu đọc thẻ trên máy tính.
- Một sợi cáp Ethernet nối thẳng từ máy tính sang cổng mạng thứ nhất của thiết bị.
- Tài khoản trên cổng hỗ trợ của hãng để tải bản hệ điều hành. Bản tải về phải đúng đời máy; các đời trong dòng IOT2000 dùng chung cách thiết lập nhưng không dùng chung tệp hệ điều hành.
Nạp hệ điều hành vào thẻ nhớ
Trình tự gồm bốn bước: tải tệp nén từ cổng hỗ trợ, giải nén ra tệp ảnh đĩa, xác định đúng tên thiết bị của thẻ nhớ trên máy tính, rồi ghi tệp ảnh đĩa xuống thẻ. Ba lưu ý làm hỏng bước này nhiều nhất:
- "Ảnh đĩa" ở đây không phải ảnh chụp. Đây là tệp chứa toàn bộ nội dung một ổ đĩa, phần mở rộng thường là .wic, và nó được ghi xuống thẻ ở mức khối chứ không chép như chép tệp.
- Phải tự đọc tên thiết bị của thẻ nhớ trên máy mình. Ghi nhầm tên thiết bị sẽ ghi đè sang ổ khác. Cách đúng là liệt kê các khối đĩa đang gắn, tìm khối có dung lượng đúng bằng thẻ, và đối chiếu hai lần trước khi ghi.
- Tháo gắn kết thẻ trước khi ghi. Thẻ đang được hệ điều hành gắn kết thì lệnh ghi có thể báo thành công mà dữ liệu vẫn nằm trong bộ đệm.
Ghi xong thì gắn thẻ vào thiết bị và cấp nguồn. Đèn báo thẻ nhớ sẽ nhấp nháy một lúc trong lần khởi động đầu vì hệ điều hành mở rộng phân vùng cho vừa dung lượng thẻ; chờ đèn ổn định rồi mới nối vào.
Kết nối lần đầu và đặt địa chỉ mạng
Thiết bị có địa chỉ tĩnh mặc định là 192.168.200.1 trên cổng mạng thứ nhất. Máy tính cấu hình phải lấy một địa chỉ khác trong cùng dải, không được đặt trùng địa chỉ này; nếu trùng sẽ xung đột và không nối được.
Cách làm đúng: đặt cho máy tính một địa chỉ tĩnh khác trong cùng dải, ví dụ 192.168.200.10, mặt nạ mạng 255.255.255.0. Kiểm bằng lệnh ping tới 192.168.200.1; có phản hồi thì mở phiên làm việc từ xa bằng SSH với tài khoản quản trị của thiết bị. Lần đầu, máy tính sẽ hỏi xác nhận khoá của thiết bị, chấp nhận thì mới vào được.
Sau khi vào, việc đầu tiên nên làm là đặt địa chỉ mạng thật cho thiết bị, trong tệp cấu hình giao diện mạng của hệ điều hành, rồi khởi động lại và nối vào mạng nhà máy bằng địa chỉ mới. Chốt trước với bộ phận mạng ba thứ: địa chỉ cấp cho thiết bị, dải mạng nó được phép nói chuyện, và cổng nào ra ngoài. Đặt xong địa chỉ mới mà chưa chốt ba thứ này là thiết bị nằm im trong tủ.
Đưa chương trình tự viết lên chạy thường trực
Thiết bị chạy Linux và cho lập trình bằng ngôn ngữ cấp cao, nên viết được chương trình đọc thiết bị hiện trường rồi gửi lên hệ thống cấp trên. Nhưng một chương trình gõ tay trong phiên đăng nhập sẽ chết ngay khi đóng phiên. Bảng dưới là năm việc phải làm đủ trước khi coi là xong.
| Việc | Làm gì | Chỗ hay hỏng | Cách kiểm |
|---|---|---|---|
| Đưa chương trình lên thiết bị | Chép qua phiên SSH, hoặc kéo từ kho mã nội bộ | Thiếu thư viện phụ thuộc trên thiết bị | Chạy thử một lần bằng tay, đọc hết thông báo lỗi |
| Đăng ký thành dịch vụ tự khởi động | Khai báo dịch vụ trong hệ điều hành, bật chế độ tự chạy lại khi lỗi | Quên bước này, chương trình chỉ sống trong phiên đăng nhập | Rút điện thiết bị rồi cấp lại, xem chương trình có tự chạy không |
| Ghi nhật ký | Cho chương trình ghi vào nhật ký hệ thống, có mốc thời gian | In ra màn hình rồi mất khi đóng phiên | Đọc lại nhật ký sau khi khởi động lại |
| Giữ đúng giờ | Cấu hình đồng bộ giờ theo máy chủ thời gian nội bộ | Dữ liệu gửi lên bị gắn sai mốc thời gian, phân tích sau này vô nghĩa | So giờ thiết bị với giờ máy chủ sau khi mất điện qua đêm |
| Hạn chế ghi lên thẻ nhớ | Đệm trong bộ nhớ, chỉ ghi xuống thẻ khi cần; nhật ký đặt mức vừa phải | Ghi liên tục làm thẻ nhớ hao mòn và hỏng sau vài tháng | Ước lượng số lần ghi mỗi ngày ngay khi thiết kế |
Với người không viết mã, hướng nhanh hơn là dùng công cụ lập trình theo luồng dữ liệu chạy trên trình duyệt, dựng đường đi của dữ liệu bằng các khối kéo thả rồi xuất ra một trang trạng thái. Công cụ phổ biến cho việc này là Node-RED. Cách này đủ cho phần lớn việc đọc và chuyển tiếp, và vẫn cần đủ năm hạng mục trong bảng trên.
Chốt lại trước khi bàn giao
- Rút điện thử hai lần. Một lần sau khi cài xong, một lần sau khi chạy được vài ngày. Cổng IoT nằm trong tủ và mất điện là chuyện thường, nên khả năng tự trở lại là yêu cầu chứ không phải tùy chọn.
- Ghi lại tài khoản và địa chỉ. Địa chỉ mạng, tài khoản quản trị, nơi cất bản sao thẻ nhớ. Thiết bị nhỏ nằm trong tủ rất dễ bị quên sau một năm.
- Giữ một bản sao thẻ nhớ đã cấu hình xong. Khi thẻ hỏng, thay thẻ và nạp lại bản sao nhanh hơn nhiều so với dựng lại từ đầu.
- Kiểm phần dữ liệu ra ngoài. Trước khi mở đường lên dịch vụ bên ngoài, xem phần đường đi và bảo mật dữ liệu của cổng IoT.
Chọn thiết bị cho việc này
Nếu chương trình dự định viết chỉ đọc vài chục điểm dữ liệu rồi gửi đi, một thiết bị trong danh mục cổng IoT công nghiệp SIMATIC là đủ. Nếu chương trình phải tính toán tại chỗ hoặc chạy nhiều tiến trình song song, đời sau là SIMATIC IOT2050 có bộ xử lý và bộ nhớ khá hơn. Nếu phần mềm bắt buộc chạy trên Windows, phải chuyển sang máy hộp như SIMATIC IPC127E.
Bối cảnh chung về nhóm thiết bị này nằm ở bài SIMATIC IoT sử dụng linh hoạt. Khi cần so cổng IoT với các hướng thiết bị khác cho cùng bài toán, công cụ chọn máy lọc theo chỗ lắp và yêu cầu xử lý; nền chung về máy tính công nghiệp nằm ở chuyên trang máy tính công nghiệp Siemens.
Câu hỏi thường gặp
Thiết lập SIMATIC IOT2000 cần chuẩn bị những gì?
Thiết bị, một thẻ microSD kèm đầu đọc, nguồn một chiều trong dải ghi trên nhãn máy, một sợi cáp Ethernet, và một tài khoản trên cổng hỗ trợ của hãng để tải bản hệ điều hành cho đúng đời máy. Dải điện áp đọc trên nhãn máy, vì các đời trong dòng có dải khác nhau.
Máy tính đặt địa chỉ IP nào để nối lần đầu với IOT2000?
Thiết bị có địa chỉ tĩnh mặc định là 192.168.200.1. Máy tính phải lấy một địa chỉ khác trong cùng dải, ví dụ 192.168.200.10, với mặt nạ mạng 255.255.255.0. Không đặt trùng 192.168.200.1, nếu trùng sẽ xung đột địa chỉ và không nối được vào thiết bị.
Chương trình tự viết trên IOT2000 có tự chạy lại sau khi mất điện không?
Chỉ khi được đăng ký thành một dịch vụ của hệ điều hành, có bật chế độ tự chạy lại khi lỗi. Chương trình chạy bằng tay trong phiên đăng nhập sẽ dừng khi đóng phiên hoặc khi mất điện. Cách kiểm duy nhất đáng tin là rút điện thiết bị rồi cấp lại và xem chương trình có tự trở lại không.
