工業(yè)數(shù)字化的概述

工業(yè)自動化進(jìn)入到數(shù)字化的時代，工業(yè)企業(yè)面臨著前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。
工業(yè)數(shù)字化是什么概念呢？在實際工作中，對數(shù)字化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的理解是多樣化的，對數(shù)字化的認(rèn)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(shù)字化而苦惱，讓我們用通俗易懂的方式來為大家梳理一下。

說到工業(yè)數(shù)字化，大家會想到什么呢？一種軟件？一種技術(shù)？一種服務(wù)？其實，工業(yè)數(shù)字化并不是說專門的某一款軟件或者某種技術(shù)，簡單地說，工業(yè)數(shù)字化是指將傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)過程中的各種信息、數(shù)據(jù)通過數(shù)字化技術(shù)的手段進(jìn)行實時獲取、記錄、交互、分析、共享、應(yīng)用等一系列過程。

舉個例子，在工廠的設(shè)計階段，可以通過仿真軟件進(jìn)行工藝的虛擬仿真，可以在計算機上進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)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(shè)計就是工業(yè)生產(chǎn)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(shù)字化的技術(shù)手段。


在產(chǎn)品的制造過程中，通過物聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備之間的聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)共享，可以tigao生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
自動化技術(shù)可以替代傳統(tǒng)的人工操作，tigao生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性，減少人為誤差；通過數(shù)據(jù)分析和預(yù)測，可以優(yōu)化生產(chǎn)過程，減少資源浪費和產(chǎn)品缺陷，tigao產(chǎn)品質(zhì)量，也就是我們常說的智能化技術(shù)。
而在整個方案實現(xiàn)的過程中，IOT 產(chǎn)品、大數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的實時監(jiān)控、AI 技術(shù)等等，共同構(gòu)建了數(shù)字化的解決方案。


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

2

IT-OT 課程內(nèi)容

在工業(yè)數(shù)字化發(fā)展的進(jìn)程中，數(shù)據(jù)扮演著越來越重要的角色。
傳統(tǒng)的自動化工程師，習(xí)慣關(guān)注于控制，我們的思路邏輯是一個閉環(huán)的結(jié)構(gòu)。
在整個閉環(huán)中，有哪些數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以給什么樣的人用？這個對于自動化工程師是一個挑戰(zhàn)。

自動化工程師面向的對象是工業(yè)設(shè)備，在整個閉環(huán)過程中產(chǎn)生的控制數(shù)據(jù)、診斷數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)，如何挖掘這些數(shù)據(jù)的價值，是我們需要去思考和準(zhǔn)備的。

傳統(tǒng)的 IT 網(wǎng)絡(luò)中，提供了豐富的規(guī)范、協(xié)議以及技術(shù)手段，這些都可以幫助用戶對數(shù)據(jù)進(jìn)行充分地發(fā)掘。
這就不難理解為什么工業(yè)數(shù)字化的發(fā)展中 IT-OT 融合是大勢所趨，IT-OT 融合是把信息技術(shù) (IT)，即處理數(shù)據(jù)的硬件、軟件和技術(shù)，與運營技術(shù) (OT)，即控制工業(yè)運營的系統(tǒng)，集成在一起。

西門子1847工業(yè)學(xué)習(xí)平臺針對工業(yè)數(shù)字化進(jìn)程中 IT-OT 融合的應(yīng)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(wù) 

       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(shù)被引入到 OT 應(yīng)用之中，以前我們談?wù)?PLC 通訊會想到 PROFINET、S7、Modbus TCP 這些傳統(tǒng)的工業(yè)通訊協(xié)議，現(xiàn)在隨著技術(shù)發(fā)展，SIMATIC PLC 也提供了常用于 IT 領(lǐng)域的通信協(xié)議庫和功能塊。

這些協(xié)議塊能夠幫助傳統(tǒng)的 PLC 適應(yīng)更多豐富的應(yīng)用場景。

HTTP/HTTPS/MQTT 這些都是常用的互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議，顯然這些協(xié)議并不適合工業(yè)現(xiàn)場層設(shè)備間的數(shù)據(jù)交互，PLC 可以通過這些協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)的北向 （IT）傳輸，面向的對象可以是服務(wù)器、云端，這就為后續(xù)大數(shù)據(jù)的分析提供了保證。

SNMP 協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，既可以和 IT 網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)管理軟件進(jìn)行通信，也可以用于工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的信息收集，可以幫助 PLC 查詢、更改網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的狀態(tài)，隨時掌握網(wǎng)絡(luò)性能，不同的 MIB 庫也為實際應(yīng)用定義了很多有用的信息，為網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)、診斷提供了有力的幫助。

針對這些功能塊，我們結(jié)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tigao，通過指令塊的靈活使用，SIMATIC PLC 的網(wǎng)絡(luò)通信功能如虎添翼，為自動化工程師提供了更多的網(wǎng)絡(luò)診斷手段。
期望 SIMATIC PLC 的這些通信協(xié)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(fù)性強、調(diào)試過程中需要做大量的、重復(fù)性的工作。
如果能夠使用批量工具快速配置，批量完成重復(fù)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(xiàn)有的軟件環(huán)境，有沒有解決辦法呢？TIA Portal，作為西門子數(shù)字化解決方案的重要一環(huán)，其實已經(jīng)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(fù)性的編程工作。
TIA Portal Openness提供了 API 的函數(shù)供gaoji語言調(diào)用，例如通過使用 Microsoft Visual Studio 創(chuàng)建應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)功能，TIA Portal Openness 使用 DLLs 訪問 TIA Portal 對象和相應(yīng)功能，應(yīng)用程序通過 Openness 遠(yuǎn)程控制 TIA Portal 實現(xiàn)定義好的功能。

這樣，就可以通過定義好的應(yīng)用程序完成預(yù)定的自動化任務(wù)，可謂事半功倍！

利用 Python 實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的簡單呈現(xiàn)
Python 這門編程語言，相信很多同學(xué)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(tài)，為什么還要學(xué)習(xí)Python呢？
在工控行業(yè)中，自動化工程師常常負(fù)責(zé)監(jiān)控和優(yōu)化生產(chǎn)線的自動化設(shè)備和系統(tǒng)。
Python在這個領(lǐng)域中的應(yīng)用可以大大tigao工作效率。

Python具有強大的功能庫，可以用于數(shù)據(jù)處理和分析、與工業(yè)設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行交互、實現(xiàn)機器學(xué)習(xí)和人工智能。
這些工具可以幫助自動化工程師理解和優(yōu)化生產(chǎn)過程、構(gòu)建預(yù)測模型，進(jìn)行故障預(yù)測、控制產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)智能制造。

Python 的語法清晰簡單，易于學(xué)習(xí)和使用。
這使得自動化工程師可以快速地開發(fā)出解決特定問題的應(yīng)用。
使用 Python 可以大大tigao自動化工程師的工作效率，tisheng工作質(zhì)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(yīng)用，通過調(diào)用不同的協(xié)議庫來實現(xiàn)對工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和呈現(xiàn)功能。


利用Python實現(xiàn)簡單的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理
按照我們上面的介紹，Python 提供了豐富的應(yīng)用庫，這些庫同樣可以實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理和數(shù)據(jù)收集功能。

例如，我們熟悉的 PN-DCP 的協(xié)議，可以讓我們收集和管理 PN 設(shè)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(qū)動。
通過Python 的 DCP 的庫我們也可以開發(fā)輕量級、跨平臺的應(yīng)用，可以在自己開發(fā)的應(yīng)用上實現(xiàn) PN-DCP 的功能。

 

通過 Python 的SNMP 的庫可以對生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中重要節(jié)點的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，liuliang狀態(tài)會以曲線的方式呈現(xiàn)出來，這些信息對我們維護(hù)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定提供了重要的依據(jù)。

小程序監(jiān)視和控制現(xiàn)場設(shè)備

，是我們現(xiàn)在生活中必不可少的工具，如果工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)數(shù)據(jù)能夠安全、直觀地通過去查看，可以大大方便管理、維護(hù)人員遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備，任何時候都可以采集、存儲、分析、呈現(xiàn)現(xiàn)場的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

對于這個應(yīng)用場景，可能對于絕大多數(shù)自動化工程師會感到陌生，我們的課程會一步一步帶著大家開啟掃盲之旅，從網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建、服務(wù)的開發(fā)，幫助大家了解整個過程，相信一定會給大家?guī)矶恳恍碌母杏X！