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工業數字化的概述

工業自動化進入到數字化的時代，工業企業面臨著前所未有的機遇和挑戰。工業數字化是什么概念呢？在實際工作中，對數字化和數字化轉型的理解是多樣化的，對數字化的認知和理解就像“一千個人有一千個哈姆雷特” 一樣。

對于自動化工程師出身的大家來說，是否同樣也會為如何理解數字化而苦惱，接下來讓我們用通俗易懂的方式來為大家梳理一下。
說到工業數字化，大家會想到什么呢？一種軟件？一種技術？一種服務？其實，工業數字化并不是說專門的某一款軟件或者某種技術，簡單地說，工業數字化是指將傳統工業生產過程中的各種信息、數據通過數字化技術的手段進行實時獲取、記錄、交互、分析、共享、應用等一系列過程。

舉個例子，在工廠的設計階段，可以通過仿真軟件進行工藝的虛擬仿真，可以在計算機上進行產品設計和模擬，減少實物樣機的制作成本和時間。那么，在這個例子中，工廠的工藝設計就是工業生產過程中的信息。而虛擬仿真的軟件，例如：西門子PLCSIM Advance、MCD 就是這里用到的數字化的技術手段。

在產品的制造過程中，通過物聯網和傳感器技術實現設備之間的聯網和數據共享，可以提高生產效率和產品質量。自動化技術可以替代傳統的人工操作，提高生產效率和穩定性，減少人為誤差；通過數據分析和預測，可以優化生產過程，減少資源浪費和產品缺陷，提高產品質量，也就是我們常說的智能化技術。而在整個方案實現的過程中，IOT 產品、大數據分析、網絡狀態的實時監控、AI 技術等等，共同構建了數字化的解決方案。

對于傳統的自動化工程師，如何理解數字化、并在實際工程中去實踐，1847 為大家推出了數字化有關的專題課程，通過不同維度來解析數字化技術的應用。

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IT-OT 課程內容

在工業數字化發展的進程中，數據扮演著越來越重要的角色。傳統的自動化工程師，習慣關注于控制，我們的思路邏輯是一個閉環的結構。在整個閉環中，有哪些數據，這些數據可以給什么樣的人用？這個對于自動化工程師是一個挑戰。

自動化工程師面向的對象是工業設備，在整個閉環過程中產生的控制數據、診斷數據、過程數據、質量數據，如何挖掘這些數據的價值，是我們需要去思考和準備的。
傳統的 IT 網絡中，提供了豐富的規范、協議以及技術手段，這些都可以幫助用戶對數據進行充分地發掘。所以這就不難理解為什么工業數字化的發展中 IT-OT 融合是大勢所趨，IT-OT 融合是把信息技術 (IT)，即處理數據的硬件、軟件和技術，與運營技術 (OT)，即控制工業運營的系統，集成在一起。
西門子1847工業學習平臺針對工業數字化進程中 IT-OT 融合的應用為大家推出幾門課程，我們一起來看一下。

PLC 功能塊來完成 IT 任務 

       既然 IT-OT 的融合是大勢所趨，IT 和 OT 之間的界限也越來越模糊，越來越多的 IT 技術被引入到 OT 應用之中，以前我們談論 PLC 通訊會想到 PROFINET、S7、Modbus TCP 這些傳統的工業通訊協議，現在隨著技術發展，SIMATIC PLC 也提供了常用于 IT 領域的通信協議庫和功能塊。

這些協議塊能夠幫助傳統的 PLC 適應更多豐富的應用場景。
HTTP/HTTPS/MQTT 這些都是常用的互聯網通信協議，顯然這些協議并不適合工業現場層設備間的數據交互，但是 PLC 可以通過這些協議實現數據的北向 （IT）傳輸，面向的對象可以是服務器、云端，這就為后續大數據的分析提供了保證。
SNMP 協議是網絡管理協議，既可以和 IT 網絡中的網絡管理軟件進行通信，也可以用于工業現場設備網絡的信息收集，可以幫助 PLC 查詢、更改網絡設備的狀態，隨時掌握網絡性能，不同的 MIB 庫也為實際應用定義了很多有用的信息，為網絡的維護、診斷提供了有力的幫助。
針對這些功能塊，我們結合實際的工程案例，為大家介紹功能塊的使用。SIMATIC PLC 庫，隨著版本的不斷升級，性能上也有不斷地提高，通過指令塊的靈活使用，SIMATIC PLC 的網絡通信功能如虎添翼，為自動化工程師提供了更多的網絡診斷手段。期望 SIMATIC PLC 的這些通信協議庫和功能塊能夠成為大家工程中的有效工具。

快速生成工程項目

       自動化工程師在實際工程實施中一定遇到這樣的困擾，項目重復性強、調試過程中需要做大量的、重復性的工作。如果能夠使用批量工具快速配置，批量完成重復性的工作，并快速生成 PLC 程序，就能夠解決項目編程耗時長，錯誤率高，效率低下的問題。基于現有的軟件環境，有沒有解決辦法呢？TIA Portal，作為西門子數字化解決方案的重要一環，其實已經提供了解決方案—TIA Portal Openness，TIA Portal Openness 能夠幫助我們完成項目過程中的大量的重復性的編程工作。TIA Portal Openness提供了 API 的函數供gaoji語言調用，例如通過使用 Microsoft Visual Studio 創建應用程序實現相應功能，TIA Portal Openness 使用 DLLs 訪問 TIA Portal 對象和相應功能，應用程序通過 Openness 遠程控制 TIA Portal 實現定義好的功能。

這樣，就可以通過定義好的應用程序完成預定的自動化任務，可謂事半功倍！

利用 Python 實現現場數據的簡單呈現

Python 這門編程語言，相信很多同學或許都聽過，我們作為電氣自動化工程師，平時所熟悉的 PLC 編程以及上位機軟件的組態，為什么還要學習Python呢？
在工控行業中，自動化工程師常常負責監控和優化生產線的自動化設備和系統。Python在這個領域中的應用可以大大提高工作效率。
Python具有強大的功能庫，可以用于數據處理和分析、與工業設備和系統進行交互、實現機器學習和人工智能。這些工具可以幫助自動化工程師理解和優化生產過程、構建預測模型，進行故障預測、控制產品質量、實現智能制造。
Python 的語法清晰簡單，易于學習和使用。這使得自動化工程師可以快速地開發出解決特定問題的應用。因此，使用 Python 可以大大提高自動化工程師的工作效率，提升工作質量，幫助自動化工程師更好地解決工作中的問題。在這個系列視頻中，我們會帶著大家一步一步了解 Python 的基本應用，通過調用不同的協議庫來實現對工業現場數據的采集和呈現功能。

利用Python實現簡單的網絡設備管理

按照我們上面的介紹，Python 提供了豐富的應用庫，這些庫同樣可以實現對網絡設備的管理和數據收集功能。
例如，我們熟悉的 PN-DCP 的協議，可以讓我們收集和管理 PN 設備的信息，大家熟悉的西門子的軟件 TIA Portal、PRONETA、SINEC PNI 都集成了該驅動。通過Python 的 DCP 的庫我們也可以開發輕量級、跨平臺的應用，可以在自己開發的應用上實現 PN-DCP 的功能。

 

通過 Python 的SNMP 的庫可以對生產網絡中重要節點的數據進行分析，流量狀態會以曲線的方式呈現出來，這些信息對我們維護網絡穩定提供了重要的依據。