写在面前

大家好，我是小智，智能制造之家号主~

经常有朋友关注到PLCSIM、SIMIT、Amesim、NX MCD、 Process Simulate、Plant Simulation等，但都不知道它们到底做啥的~

因此今天对西门子仿真与虚拟调试进行整体介绍，力求让小白也能熟悉了解~

01 前言

前面写了文章：

Teamcenter、TIA Portal、NX MCD是如何结合在一起的

本意是让每个技术方向的人，去了解和探索下自己技术的边界，毕竟很多技术之间都存在着很多的相通性，

比如我见过很多学习NX MCD或者Process Simulate的朋友，对如何与PLC连接进行虚拟调试总是感觉无从入手，比如从OPC DA换成了OPC UA之后，一下子就搞不定了，为什么呢？因为虚拟调试不光是NX MCD，也不光是Process Simulate,它是多种技术的集合~

前面我一直说工业通讯，我知道关注本号的人，PLM、MESMOM、SCADA、PLC、等等各个方向都有，但是我想无论你在哪一个方向，都离不开网络，离不开通讯~

不过今天的内容不是讲通讯的，因为通讯后面会专门有专题介绍，希望对大家有用~

今天的内容是讲仿真与虚拟调试的，前面我们其实讲了很多，不过有些零散，今天就做个总结性的介绍~

02 自动化系统的抽象

随着技术的进步，数字孪生和虚拟调试逐渐被大众所熟知和接受，比如众多主机厂多年前就开始在自己的控制标准中加入了仿真相关内容，前面我们在介绍奔驰和沃尔沃标准的时候也说过，具体可以参见：

TIA Portal下的自动化标准—沃尔沃VCC Standard

基于TIA Portal的自动化标准Integra的编程框架

今天我们从一个自动化系统出发，来形象的解释数字孪生与虚拟调试~

一般说来，我们的一个自动化设备，包括了电气、机械、辅助系统和控制软件(如PLC程序、HMI程序、单片机程序、等)

图像化一些，一般就是有下面的这些东西(这三张图之后还会用到)：

左图为人机界面，作为操作员操作设备的入口

中间为电气控制柜，包括了PLC控制器和部分电气部件，还有部分在有图(如电机等)

右侧为机械部件

再配合辅助系统和软件系统，就组成了我们所谓的自动化设备

在往下看之前，我们来看看数字孪生与虚拟调试的定义

如果你去网上搜索数字孪生，大概可以得到这样的解释：

数字孪生主要被解释为是对任何物理对象、系统、过程或者人的数字化表示。它不仅是一个数字模型，还模拟了物联网设备或系统工作和运行的动态。

如果你搜索虚拟调试，会得到这样的解释：

虚拟调试是指通过虚拟技术创建出物理制造环境的数字复制品，以用于测试和验证产品设计的合理性。

简单地说，虚拟调试是通过工厂、车间、制造机器的模型，模拟运行整个或部分生产流程，并在生产线投产前对重要功能和性能进行测试。它能够检测和消除设计缺陷，例如PLCs代码中的bug，并提前解决一系列技术上的问题。

知道了定义之后，然后再看下图，真实物理世界的设备通过虚拟技术创造出复制品。这样，一个自动化系统的VIrtual World就诞生了

既然虚拟世界具有真实物理世界的数字模型(参考数字孪生的定义)，那对于一台完整的自动化机器系统而言，我们可以抽象成以下几个部分：

自动控制模型、电气和动作模型、物理和运动模型

03 西门子的仿真体系

只要是长期关注本号的朋友，应该不止一次见过下面的图了，也给大家分享和介绍了很多西家用于仿真的软件：

• PLCSIM V1X和 PLCSIM Advanced
• WinCC
• SIMIT
• Simcenter Amesim
• NX MCD(即图中的NX Mechatronic Concept Designer)
• Tecnomatix Process Simulate
• Tecnomatix Plant Simulation

也因此有了下面的仿真层级

我们还是先从上面的一个自动化系统开始，介绍上面各个层级的软件，以上面介绍一个自动化设备时用的三张图为例：

那对于NX MCD 、PLCSIM、WinCC和SIMIT，他们所仿真的部分是图中这样的

如果你还不是很清楚，我们以上面讲的物理和运动模型、电气和动作模型、自动控制模型来介绍吧，这样或许更清晰一些，对于做过虚拟调试的朋友来说，或许下面的介绍会很熟悉，即使你之前从没接触过，也能明白每一个软件所能仿真的部分~

如果按照虚拟调试的层级(根据Workflow)来说，可以用下面这张图来了解

下面我们选在物理和运动模型、电气和动作模型、自动控制模型中分别选择PLCSIM Advanced、SIMIT、和NX MCD来简要说一说~

PLCSIM Advanced可以仿真PLC控制器，并提供了对应的通讯接口，说到PLCSIM Advanced,大家肯定会想到PLCSIM V1X，我们来看看他们之间的差异(如果版本不同，略有差异)

然后再说NX MCD，MCD也可以通过众多通讯接口与控制器或者仿真控制器进行连接

最后来说一说SIMIT，其实SIMIT不光能仿真电机、阀等电气和动作部件，还能它像PLCSIM一样，也能仿真PLC，也有硬件SIMIT UNIT(图中所示)，根据仿真的PLC的多少，具有不同的版本与授权，这里就不介绍了，反正不是一般人买得起的~

在上图也出现了软件在环，硬件在环的概念，不清楚的朋友，可以参见前面在SICAR应用案例的文章：

TIA Portal下的虚拟调试与SICAR解读：标准的进阶之旅与案例分析

好了，以上大题就是了，不过很多朋友应该会说，Simcenter 1D、Simcenter 3D................

那些就不在今天介绍范围内，大家看看下面的图，自行了解吧

04 简单应用案例与说明

这里就不多讲了，参看前面的文章

TIA Portal与NX MCD间的联合虚拟调试

除此之外，前面也介绍了很多，感兴趣的可以自行在历史文章中搜索，我有自己的认知和知识局限，如果哪里不对的请理性拍砖~

还有，很多朋友总是会武断的认为这是西门子的广告，我作为号主，我原封不动的把前面文章：

Teamcenter、TIA Portal、NX MCD是如何结合在一起的

当中我的态度拿出来，自行看吧

心态要开放，我只能求自己保持开放的心态，时刻保持空杯，向你们每一位学习，如果从一个产品的角度来思考(用户，需求，场景，解决方案)，当我不牛逼的时候，我看看牛逼的行业在做什么，这个行业牛逼的企业在做什么，我所在的行业牛逼的企业又在做什么，这很多时候是一种大势，先抄后超(当然不一定能超)的策略还是适合于很多企业和个人的。去分析巨头或者行业中的用户，在巨头的夹击下用户都有什么样的迫切需求，我自己能不能切换下场景，根据巨头的策略来定适合自己的解决方案。

请放下自己的偏执，保持空杯心态，也不要认为自己认知范围外的就事不对的，理性分析，理性看待~

我是小智，一个特立独行的数字化制造咨询顾问~