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？

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？

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CCRM—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？

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

                       来源：西门子

软件和硬件平台

前面我们说过Sicar是15年诞生的，就软件平台而言，当时还是基于TIA Potal V13然后2017年进化到了TIA Portal V14，再到如今的基于TIA Portal V15.1~

就硬件平台而言，是以s7-1500系列为基础的，当然，如果你要说整个硬件架构，应该是下图这样的

                    来源：西门子

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

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

03 虚拟调试与SICAR

如果你熟悉SICAR,你应该知道，SICAR中其实运用了西家各种独特的技术，比如TIA Portal Openness，前面我们还专门讲过：

不懂西门子TIA Portal Openness——看这篇就够了

再比如SiVArc：

TIA Portal 的可视化生成器——Visualization Architect

当然还有这里要说的虚拟调试，对于 NX MCD, Process Simulate, SIMIT等我就不再介绍了，，看过前面阅读前提的，相信很多朋友都已经很清楚了

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）。

那么在做实时测试的时候，你有几种选择，要么就是上台架测试或者直接上车上飞机测试，也就是实打实玩真的硬件。

小一些的硬件还好说，大到汽车发动机，变速箱，飞机发动机，首先直接测试成本太高：整车台架动辄上千万RMB搭建成本，航空航天软件你也不能开发初期随意找来几架飞机测试吧。
另外实际硬件测试有很多限制，打个比方，你要测试混动汽车电池过热的纠错情况，总不能故意拿来电池玩过热玩爆炸吧。

这个时候你就需要使用HiL台架（Hardware in the Loop）。

什么是HiL台架？我画了一张简图：

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？总不能真的去控制大象吧？然后这个接口要发送的传感器信号又来自哪里呢？

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？那我总能模拟这个假的放飞环境吧？
你不是不能让电池过热么？那我总能用数学模型模拟电池过热吧？
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

04 SICAR的进阶之旅与案例

从2015年至今，SICAR其实已经走过了快5年时间，伴随着TIA Portal的不断更新，SICAR也在不断完善，比如前面的说到的Openness,如今已经3.1版本的SICAR早已被国内诸多整车和零部件工厂所采用~

  来源：西门子

最后还是放个案例吧，下面为某汽车厂案例

                     来源：西门子

当然对于很多朋友或许会觉得案例用这种方式显得太死板，是的，那你可以翻看下面用SICAR配合Process Simulate进行虚拟调试的视频或许会直观一些：

TIA Portal中的SICAR，用PLCSIM联合Process Simulate的虚拟调试

其实这是一个很普遍的诉求，作为乙方不论你是做什么样的方案，PLM也好，MES、SACADA也罢，再就是自动化设备也行，我们有时候总会听到客户说：talk is cheat. show me your data。

因为在千篇一律的解决方案和自我吹嘘面前，直观的Demo，清晰的数据，往往比空洞的描述要更让人信服一些（有关系的另算），如果把解决方案看过一个产品，那抓住了客户的需求和痛点之后，或许对于很多自动化和信息化的集成商来说，你们的呈现方式也该进阶了

05 写给看到最后的读者

其实我想表达的并不光是SICAR的进阶，我相信阅读我的文章的，大多都是制造业的同仁们，或是研发端，或是制造端，或是服务端，或是最终用户，或是代理商，又或是系统制造商，系统集成商等，如果从架构上来说，你们都逃不出五层架构

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