寫在面前
大家好，我是小智，智能製造之家號主~
只要是經常關注本號的朋友，對於SICAR和虛擬調試肯定都不會陌生，即使陌生也沒關係，文章不短，閱讀門檻不高，但是乾貨滿滿，還是老樣子，先說說本次的主要內容：
01 SICAR到底包括些什麼？
02 SICAR的應用範圍
03 虛擬調試與SICAR
04 SICAR的進階之旅與案例
05 寫給看到最後的讀者
如果你是剛關注本號，也不清楚虛擬調試和SICAR，可以先補補前面的內容（如不補充也幾乎沒有太大閱讀門檻）：
Sicar-從基於TIA Potal的汽車行業自動化標準看數字化製造
TIA配合Amesim、MCD、PDPS、Plant Simulation,這裏有你想看的虛擬調試
01 SICAR到底包括些什麼？
對於很多做PLC程序開發的朋友來說，或許所謂SICAR就是那一套基於TIA Portal的程序，這顯然是片面和不負責任的，前面我們說過了戴姆勒，通用汽車等國際頂級汽車廠的標準：
基於TIA Portal的自動化標準Integra的編程框架
基於TIA Portal 的Sicar,基於RSLogix的CCRW—通用GCCH框架簡述
大家應該有所瞭解，一個自動化標準囊括了硬件，軟件，網絡架構，程序庫，HMI模板等等太多東西，SICAR當然也不例外，今天我們就來聊一聊SICAR到底包括了些啥？
我們以下圖一個自動化系統或機器設備進行標準化包括的內容（在前面的文章中有提到過，關於標準化包括的範圍）作爲基準，與SICAR進行對比
來源：西門子
軟件和硬件平臺
前面我們說過Sicar是15年誕生的，就軟件平臺而言，當時還是基於TIA Potal V13然後2017年進化到了TIA Portal V14，再到如今的基於TIA Portal V15.1~
就硬件平臺而言，是以s7-1500系列爲基礎的，當然，如果你要說整個硬件架構，應該是下圖這樣的
來源：西門子
我來給大家解讀一下圖中我覺得重要的東西（按照圖中的標號1-10）：
標識符爲1的防火牆模塊，不知道大家是否還記得前面我們寫過一篇文章：
是的，很多工廠配置NAT就是在這裏進行配置，配置軟件PST（僅限西家），一般就是在這裏區分了IT網絡和車間網絡的，在往上就是你們熟知的MES之類的了，比如羅家FTPC,比如西家Simatic IT UA （現在不叫這個名字了，叫Opcenter了）等，感興趣的朋友可以參考：
羅克韋爾MES FTPC技術架構，組件概覽-跟我入門MES/MOM系列1
我們也來談談製造運營管理（MOM）-西門子MES/MOM專版
2.S7-1500系列PLC，對於現在的諸多汽車廠，安全已經是必不可少的部門，因此大家可以看到圖中所示的是安全PLC，前面有介紹過西家羅家兩大安全PLC：
淺談從PROFINET到PROFIsafe的安全通信，西門子安全PLC與普通PLC的區別
從GuardLogix 和 CIP Safety認識安全PLC控制器
3.其餘的我就不多做介紹了，比如能源採集和測量設備，比如RFID，工業相機，智能電源，交換機等等，我想說的是，如果你希望自己可以像前面文章中提到的那些網絡解決案例：
S7–1500遇上工業無線AP：一個立體倉庫無線網絡故障診斷分析案例
像他們分析各種網絡原因的話，那你別小看交換機，也別小看前面的防火牆，路由與交換知識、工業網絡建議你瞭解一下（後面我會專門寫幾篇工業網絡的文章，不過不是那種純應用型的）~
基礎程序與庫
這個或許就是很多關心的地方了，SICAR包括了很多PLC基礎程序，全局庫與HMI模板，這個在前面的文章中已經介紹過，這裏就不再贅述~
幫助文檔和說明文件
這是很多國內企業與工程師非常欠缺的，大家可以往回看下前面關於戴姆勒Integra,通用汽車CCRW，這些標準背後都有數不清的支持文件，SICAR當然也必不可少，不過國內很多企業沒有在意過技術的記錄與積累（不要不承認，我見得多了）。
到了這裏你再對比下SICAR的範圍與上面圖中的標準化所包括的內容，是不是硬件，軟件，IT網絡，文檔等都能一一對應
02 SICAR的應用範圍
其實在前面的文章中早就聊過這個話題，SICAR本意是給一些還不具有自身標準的線體供應商，整車廠，汽車零部件工廠等，據悉，目前SICAR在國內的應用套數已經超過4位數，諸多汽車廠，零部件工廠，線體商等都有了不少的應用案例。
不過其實我想在這裏更想說的是標準化的話題，汽車行業作爲走在衆多行業前列的行業，如果用前面的五層架構來講，無疑汽車行業很多地方還是有值得借鑑的地方的。
因此不要把SICAR當做一套程序來看，也別簡單的認爲這是西家在汽車行業的標準，肯定不適用於你所在的行業，從標準化的角度而言，很多標準化的理念是值得借鑑的，不同行業之間確實存在着巨大的鴻溝，但是很多地方卻也有着相似之處。
來源：西門子
03 虛擬調試與SICAR
如果你熟悉SICAR,你應該知道，SICAR中其實運用了西家各種獨特的技術，比如TIA Portal Openness，前面我們還專門講過：
不懂西門子TIA Portal Openness——看這篇就夠了
再比如SiVArc：
TIA Portal 的可視化生成器——Visualization Architect
當然還有這裏要說的虛擬調試，對於 NX MCD, Process Simulate, SIMIT等我就不再介紹了，，看過前面閱讀前提的，相信很多朋友都已經很清楚了
來源：西門子
我在這裏就只給大家說一說圖中的硬件在環和軟件在環，這是在計算機仿真中很常見的術語
硬件在環（HiL），英文Hardware In Loop，爲了讓大家比較通俗易懂的瞭解，我借用了來自知乎的高贊答案：
首先，無論是汽車行業還是航空航天或者其他需要電控系統的工業領域，我們會先設計軟件，之後生成控制器可以使用的代碼，刷寫進控制器也就是ECU（Electronic Control Unit不是Engine Control Unit）。
那麼在做實時測試的時候，你有幾種選擇，要麼就是上臺架測試或者直接上車上飛機測試，也就是實打實玩真的硬件。
小一些的硬件還好說，大到汽車發動機，變速箱，飛機發動機，首先直接測試成本太高：整車臺架動輒上千萬RMB搭建成本，航空航天軟件你也不能開發初期隨意找來幾架飛機測試吧。
另外實際硬件測試有很多限制，打個比方，你要測試混動汽車電池過熱的糾錯情況，總不能故意拿來電池玩過熱玩爆炸吧。
這個時候你就需要使用HiL臺架（Hardware in the Loop）。
什麼是HiL臺架？我畫了一張簡圖：
左邊的控制器是“瞎的”，他不管你右邊虛線框裏放的是真的汽車，飛機，還是一頭大象，只要他能正常接收傳感器和其他需要的信息（通過CAN信號和電信號），然後他發送正常的指令即可。
那麼HiL臺架正是利用了控制器的這個特點，通過中間的硬件接口接收控制器的控制指令（比如開關開閉的數字信號，或者是閥體的電流控制模擬信號），然後發送控制器需要的傳感器和其他信號（比如壓力，扭矩，溫度信號）給控制器。
那麼問題來了，這個硬件接口接收來的控制器控制信號用來控制誰呢？總不能真的去控制大象吧？然後這個接口要發送的傳感器信號又來自哪裏呢？
這就要說到HiL臺架的核心了，也就是最右邊的控制對象和運行環境。
你不是不能測試軟件就放飛飛機麼？那我總能模擬這個假的放飛環境吧？
你不是不能讓電池過熱麼？那我總能用數學模型模擬電池過熱吧？
那些你不能做的，難以做到的，都可以用數字模型來模擬，這是HiL臺架中“假的硬件”。
類比大家就能瞭解什麼是軟件在環（SiL），我就不再贅述了~
來源：西門子
04 SICAR的進階之旅與案例
從2015年至今，SICAR其實已經走過了快5年時間，伴隨着TIA Portal的不斷更新，SICAR也在不斷完善，比如前面的說到的Openness,如今已經3.1版本的SICAR早已被國內諸多整車和零部件工廠所採用~
來源：西門子
最後還是放個案例吧，下面爲某汽車廠案例
來源：西門子
當然對於很多朋友或許會覺得案例用這種方式顯得太死板，是的，那你可以翻看下面用SICAR配合Process Simulate進行虛擬調試的視頻或許會直觀一些：
TIA Portal中的SICAR，用PLCSIM聯合Process Simulate的虛擬調試
其實這是一個很普遍的訴求，作爲乙方不論你是做什麼樣的方案，PLM也好，MES、SACADA也罷，再就是自動化設備也行，我們有時候總會聽到客戶說：talk is cheat. show me your data。
因爲在千篇一律的解決方案和自我吹噓面前，直觀的Demo，清晰的數據，往往比空洞的描述要更讓人信服一些（有關係的另算），如果把解決方案看過一個產品，那抓住了客戶的需求和痛點之後，或許對於很多自動化和信息化的集成商來說，你們的呈現方式也該進階了
05 寫給看到最後的讀者
其實我想表達的並不光是SICAR的進階，我相信閱讀我的文章的，大多都是製造業的同仁們，或是研發端，或是製造端，或是服務端，或是最終用戶，或是代理商，又或是系統製造商，系統集成商等，如果從架構上來說，你們都逃不出五層架構
你們也總是在爲IT層或者爲OT層而服務
（見：工業網絡的兩層與三級-從PLM到MES，再到SCADA、PLC的連接
）
因此不論你從事的是哪一層，請摒棄自己的固有點偏見與固執 ，用開放的心態，去完善自己，完成自己的進階，或許有的人並不贊同我前面在文章：
當中的看法，有的人會覺得是在販賣焦慮（這年頭誰缺少焦慮，賣給誰？），有的人覺得我是在吹噓新技術，然而並不實用，對此我也不做評論，不過感謝你們的意見，我的理念本就是接受事物和思維的多樣性，承認自己的無知，同時也寫給善於自我思考的朋友看，思維的碰撞才能崩出新的想法。
我是小智，某985非名校畢業（這樣說會不會被打），曾經的工業網絡工程師，現在是一個特立獨行的數字化製造諮詢顧問~
參考：
1.https://www.zhihu.com/question/32069347/answer/139874774
2.2019西門子DF&PD系統集成商會PPT，來源於西門子