TIA Portal下的虚拟调试与SICAR解读：标准的进阶之旅与案例分析

写在面前

大家好，我是小智，智能制造之家号主~

只要是经常关注本号的朋友，对于SICAR和虚拟调试肯定都不会陌生，即使陌生也没关系，文章不短，阅读门槛不高，但是干货满满，还是老样子，先说说本次的主要内容：

01 SICAR到底包括些什么/p>

02 SICAR的应用范围

03 虚拟调试与SICAR

04 SICAR的进阶之旅与案例

05 写给看到最后的读者

如果你是刚关注本号，也不清楚虚拟调试和SICAR，可以先补补前面的内容（如不补充也几乎没有太大阅读门槛）：

Sicar-从基于TIA Potal的汽车行业自动化标准看数字化制造

TIA配合Amesim、MCD、PDPS、Plant Simulation,这里有你想看的虚拟调试

01 SICAR到底包括些什么/p>

对于很多做PLC程序开发的朋友来说，或许所谓SICAR就是那一套基于TIA Portal的程序，这显然是片面和不负责任的，前面我们说过了戴姆勒，通用汽车等国际顶级汽车厂的标准：

基于TIA Portal的自动化标准Integra的编程框架

基于TIA Portal 的Sicar,基于RSLogix的CCRW—通用GCCH框架简述

大家应该有所了解，一个自动化标准囊括了硬件，软件，网络架构，程序库，HMI模板等等太多东西，SICAR当然也不例外，今天我们就来聊一聊SICAR到底包括了些啥/p>

我们以下图一个自动化系统或机器设备进行标准化包括的内容（在前面的文章中有提到过，关于标准化包括的范围）作为基准，与SICAR进行对比

我来给大家解读一下图中我觉得重要的东西（按照图中的标号1-10）：

标识符为1的防火墙模块，不知道大家是否还记得前面我们写过一篇文章：

设备网络与工厂网络之间的NAT转换—自动化连接信息化

是的，很多工厂配置NAT就是在这里进行配置，配置软件PST（仅限西家），一般就是在这里区分了IT网络和车间网络的，在往上就是你们熟知的MES之类的了，比如罗家FTPC,比如西家Simatic IT UA （现在不叫这个名字了，叫Opcenter了）等，感兴趣的朋友可以参考：

罗克韦尔MES FTPC技术架构，组件概览-跟我入门MES/MOM系列1

我们也来谈谈制造运营管理（MOM）-西门子MES/MOM专版

2.S7-1500系列PLC，对于现在的诸多汽车厂，安全已经是必不可少的部门，因此大家可以看到图中所示的是安全PLC，前面有介绍过西家罗家两大安全PLC：

浅谈从PROFINET到PROFIsafe的安全通信，西门子安全PLC与普通PLC的区别

从GuardLogix 和 CIP Safety认识安全PLC控制器

3.其余的我就不多做介绍了，比如能源采集和测量设备，比如RFID，工业相机，智能电源，交换机等等，我想说的是，如果你希望自己可以像前面文章中提到的那些网络解决案例：

一个烟厂PROFINET工业网络故障诊断与分析案例

S7–1500遇上工业无线AP：一个立体仓库无线网络故障诊断分析案例

像他们分析各种网络原因的话，那你别小看交换机，也别小看前面的防火墙，路由与交换知识、工业网络建议你了解一下（后面我会专门写几篇工业网络的文章，不过不是那种纯应用型的）~

基础程序与库

这个或许就是很多关心的地方了，SICAR包括了很多PLC基础程序，全局库与HMI模板，这个在前面的文章中已经介绍过，这里就不再赘述~

帮助文档和说明文件

这是很多国内企业与工程师非常欠缺的，大家可以往回看下前面关于戴姆勒Integra,通用汽车CCRW，这些标准背后都有数不清的支持文件，SICAR当然也必不可少，不过国内很多企业没有在意过技术的记录与积累（不要不承认，我见得多了）。

到了这里你再对比下SICAR的范围与上面图中的标准化所包括的内容，是不是硬件，软件，IT网络，文档等都能一一对应

02 SICAR的应用范围

其实在前面的文章中早就聊过这个话题，SICAR本意是给一些还不具有自身标准的线体供应商，整车厂，汽车零部件工厂等，据悉，目前SICAR在国内的应用套数已经超过4位数，诸多汽车厂，零部件工厂，线体商等都有了不少的应用案例。

不过其实我想在这里更想说的是标准化的话题，汽车行业作为走在众多行业前列的行业，如果用前面的五层架构来讲，无疑汽车行业很多地方还是有值得借鉴的地方的。

因此不要把SICAR当做一套程序来看，也别简单的认为这是西家在汽车行业的标准，肯定不适用于你所在的行业，从标准化的角度而言，很多标准化的理念是值得借鉴的，不同行业之间确实存在着巨大的鸿沟，但是很多地方却也有着相似之处。

来源：西门子

我在这里就只给大家说一说图中的硬件在环和软件在环，这是在计算机仿真中很常见的术语

硬件在环（HiL），英文Hardware In Loop，为了让大家比较通俗易懂的了解，我借用了来自知乎的高赞答案：

首先，无论是汽车行业还是航空航天或者其他需要电控系统的工业领域，我们会先设计软件，之后生成控制器可以使用的代码，刷写进控制器也就是ECU（Electronic Control Unit不是Engine Control Unit）。

左边的控制器是“瞎的”，他不管你右边虚线框里放的是真的汽车，飞机，还是一头大象，只要他能正常接收传感器和其他需要的信息（通过CAN信号和电信号），然后他发送正常的指令即可。

那么HiL台架正是利用了控制器的这个特点，通过中间的硬件接口接收控制器的控制指令（比如开关开闭的数字信号，或者是阀体的电流控制模拟信号），然后发送控制器需要的传感器和其他信号（比如压力，扭矩，温度信号）给控制器。

那么问题来了，这个硬件接口接收来的控制器控制信号用来控制谁呢不能真的去控制大象吧后这个接口要发送的传感器信号又来自哪里呢/p>

这就要说到HiL台架的核心了，也就是最右边的控制对象和运行环境。
你不是不能测试软件就放飞飞机么我总能模拟这个假的放飞环境吧br> 你不是不能让电池过热么我总能用数学模型模拟电池过热吧br> 那些你不能做的，难以做到的，都可以用数字模型来模拟，这是HiL台架中“假的硬件”。

类比大家就能了解什么是软件在环（SiL），我就不再赘述了~

来源：西门子

最后还是放个案例吧，下面为某汽车厂案例

你们也总是在为IT层或者为OT层而服务

（见：工业网络的两层与三级-从PLM到MES，再到SCADA、PLC的连接
）

因此不论你从事的是哪一层，请摒弃自己的固有点偏见与固执 ，用开放的心态，去完善自己，完成自己的进阶，或许有的人并不赞同我前面在文章：

自动化早已不是原来的自动化，为何你却还是原来的你

当中的看法，有的人会觉得是在贩卖焦虑（这年头谁缺少焦虑，卖给谁，有的人觉得我是在吹嘘新技术，然而并不实用，对此我也不做评论，不过感谢你们的意见，我的理念本就是接受事物和思维的多样性，承认自己的无知，同时也写给善于自我思考的朋友看，思维的碰撞才能崩出新的想法。

我是小智，某985非名校毕业（这样说会不会被打），曾经的工业网络工程师，现在是一个特立独行的数字化制造咨询顾问~

参考：

1.https://www.zhihu.com/question/32069347/answer/139874774
2.2019西门子DF&PD系统集成商会PPT，来源于西门子

来源：智能制造之家