找到正确的工程工具
大多数控制和自动化项目计划和设计方法遵循自顶向下的定义和设计哲学，从概述开始，然后使用迭代过程添加细节，直到对控制和自动化需求的全面理解已经开发出来。这个迭代过程的交付品是功能规范。
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大多数控制和自动化项目计划和设计方法遵循自顶向下的定义和设计哲学，从概述开始，然后使用迭代过程添加细节，直到对控制和自动化需求的全面理解已经开发出来。这个迭代过程的交付品是功能规范。
在选择了控制系统并开始实现阶段之后，将按照自下而上的理念实现功能规范。例如，通常首先实现变送器、阀门、泵、电机等的I/O通道分配。接下来是联锁和简单的设备逻辑，例如集管和热交换器控制，产生能够在手动或半自动模式下安全操作过程的实现。
后续实施增加了对单元(即锅炉、反应器、塔、吸收器等)、单元(即蒸馏组、连续搅拌反应器组等)和区域(即公用设施、发酵、溶剂回收等)的连续和顺序控制级别。(参见“组织控制层次结构”图。)
使用这种自顶向下的设计，自底向上的实现过程，并遵循S88标准，将类似的控制和自动化元素放在类似的类别中，每个类别代表一个组件或面向主题的视图。
ANSI/ISA S88标准定义了企业的七个级别(层)，但仅仅是
级别2到7应用于控件层次结构，并在
S88标准。这六层创建了一个可以映射到的控制层次结构
典型的工厂生产操作，并被用于控制和自动化
系统供应商，如西门子能源自动化和横河，
管理控件元素关系和视图。
改变视图
任何花时间观察操作员工作的人都知道，他们只在问题出现时才对细节感兴趣。
通常，操作人员会滚动显示表示层次结构中某个区域或单元级别的显示，以查找异常情况。只有当运营商开始寻找异常情况的根本原因时，他们才会“深入”到更低级别的控制和自动化信息。
控制和自动化系统数据的面向操作的视图通常是维护、排除故障和改造控制系统的首选和更有效的方法。
换句话说，很多时候操作员、系统管理员和维护人员都要求控制和自动化系统信息在面向操作的视图中可用。(参见“组件和操作视图”图表。)
组件和操作视图
使用熟悉的Microsoft Explorer可视化、控件和
自动化软件，如西门子的Simatic PCS 7和
APACS+工程系统，允许用户重命名和查看
组件和操作视图中的信息。
统一的开发环境
几年前，想要实现基于微处理器的控制和自动化系统的用户必须学习大量的开发工具，这些工具大多是由供应商从头开始创建的，其中很少能很好地协同工作。其结果往往是实现的解决方案对于维护、增强和升级来说是一场噩梦。
系统制造商不再需要从头开始开发工具。如今，高度集成的开发工具使用标准、开放系统和面向对象技术来构建，以交付围绕核心操作系统架构构建的统一开发环境。
例如，Entivity’s(密歇根州安娜堡)Think & Do Studio使用微软熟悉的Visio图形图表开发环境和“智能”对象来设计、开发、测试、调试和部署自动化解决方案。
像Entivity、Intellution (Foxborough, Mass.)、Rockwell Automation (Milwaukee, wisconsin .)、USDATA (Richardson, Tex.)和Wonderware (Irvine, california)这样的公司所开发的是提供围绕核心架构构建的统一开发环境的能力。Entivity的架构是Visio的一部分，Intellution称他们的架构为iCore, Rockwell的架构是围绕RSSql构建的，USDATA的架构是开源总线，Wonderware最近宣布计划围绕ArchestrA构建其所有产品(结合了architecture和orchestrate这两个词)。
在核心操作系统架构下开发产品的优势在于:
利用使能技术，如COM/DCOM、Microsoft . net等;
一次性开发面向对象的模块，如报警、消息、通信、面板显示等，具有模块重用能力;而且
通过模块继承将模块组装成更高级别的应用程序类对象。
Intellution公司首席执行官史蒂夫•鲁宾(Steve Rubin)说，与基于套件的软件相比，使用基于类的、面向对象的操作系统架构设计的产品更有可能具有可扩展性和可伸缩性。
当控制和自动化供应商使用基于类的方法开发产品时，
面向对象的体系结构，用户受益于能够开发、测试、库和
|管理维护继承关系的标准化控件对象模板
即使在安装应用程序之后。用户的利益是实现为较低的拥有成本
因为更改只需要在一个地方和继承中进行
处理更新每个复制的元素。
最终用户受益
对于最终用户来说，这意味着能够配置对象的一个实例(模板)，比如开/关阀门，并在保留对象的继承能力的同时反复使用该对象。
例如，特定于设备的参数，例如标签、描述符、开/关词、I/O通道、警报值等，所有开/关阀门都可以在电子表格、ODBC数据源或文本文件中。当“安装”开/关阀门时，在复制过程中复制库模板版本并获取参数值。(参见“基于类的、面向对象的体系结构”图。)
在开关阀安装后的一段时间，需要一个理想的特性，即阀门关闭状态。由于继承，对库模板进行更改、测试，然后复制到使用该模板的每个开/关阀门。在几秒钟内，每个图形显示器上的每个开/关阀门都会更新以反映阀门状态(假设已经完成必要的现场改造)。由于模板复制，现场测试被简化为只是连接，因为如果软件在一个地方是正确的，那么其他地方也都是正确的。
尽管在基本工具中提供了非常相似的功能，但每个供应商都在不断寻求差异化产品的方法。例如，英维思软件系统公司(弗吉尼亚州赫恩登)的Fox CAE(计算机辅助工程)工具支持可重用和可互换的库特性，并允许批量或选择实例部署。Fox CAE还提供了强制ISA标记命名约定的选项——这是确保数据库一致性的又一种方法。
集成商、oem(原始设备制造商)和第三方供应商也从中受益。
使用开发人员工具包，集成商和原始设备制造商可以创建和修改模块和/或对象，保护知识产权免受未经授权的更改，在未来的项目中使用新的和修订的模块和对象，并使用新的和修订的模块和对象升级现有的客户系统。这降低了客户的总拥有成本，并通过支持模块或对象的“单一版本”降低了供应商的成本。
结构化的、面向对象的体系结构允许第三方供应商创建使用公共数据库的专业产品。(参见“构建在基于类的、面向对象的体系结构上的工具集”图。)
从一个公司开发和部署可加载功能块到另一个公司的产品的一个完美的例子是施耐德电气(马萨诸塞州北安多弗)包含Starling Associates(俄克拉荷马州诺曼)。仪表管理气体流量方程进入选择模型的Modicon，紧凑型，和微控制器。
Meter Manager由Starling Associates公司开发，符合AGA(美国气体协会)报告#3孔板仪表和AGA-8和NX-19压缩方程用于特殊气体成分的要求。
施耐德的实现为最终用户提供了访问仪表管理器方程，同时保护了斯特林的知识产权。
大量的工具
很少有控制和自动化系统供应商能够完全满足每一个最终用户的每一个需求。事实上，这正是一些第三方供应商的整个商业计划所基于的——填补一个利基市场空间。
例如，如果您是Honeywell TotalPlant Solution或TDC 3000系统用户，寻求先进的报警管理软件，那么Plant Automation Service (Houston, Tex.)AMO Suite和ProSys’s(路易斯安那州巴吞鲁日)动态组态软件是专为满足这一需求而设计的产品。
或者，如果需要设计和排除流体管道系统的故障，包括性能估计和分子设计，该怎么办?
看一看工程软件公司(Lacey, Wa。)Pipe-Flo v.7，包括550种工艺化学品和工业流体的数据库，以支持预测工艺流体蒸汽压力和粘度;控制阀和泵正确通径的一个重要考虑因素。
最近，工程软件和分子知识系统(Bedford, N.H.)之间形成了合作关系。Pipe-Flo v.7现在与Cranium集成，使用各种估计技术计算纯化学品和混合物的物理性质，进一步提高预测结果。
回到最基本的方面，一个专门用于管理日志打印机消息的利基产品是TiPs (Georgetown, texas .)的LogMate。LogMate从几乎任何设备收集ASCII文本数据，将数据解析到ODBC数据库，并使其可用于查看、搜索、分析、通知和故障排除。
循环调优工具是利基产品与控制和自动化系统供应商产品成功集成的另一个领域。例如，ControlSoft 's(克利夫兰，O.)Intune和ExperTune的过程回路监控和调优软件与ABB、艾默生过程、GE发那科、霍尼韦尔、欧姆龙、罗克韦尔自动化、西门子、西屋电气等公司的系统连接或成为系统的集成部分。
如果指定和管理现场仪表记录是工厂设计的重要组成部分，那么Intergraph Process and Building Solution (Huntsville, alabama)工厂设计系统(PDS)和Intools解决方案可能会有所帮助。
PDS创建并维护一个准确的信息数据库，用于法规遵从性、操作和维护支持以及改造项目。Intools集成了PDS，并允许深入工厂系统，以管理规格表、接线列表、环路图和各种现场仪器仪表报告。
围绕基于类的、面向对象的体系结构设计的工程工具
允许使用各种工具来开发和维护一个通用控件和
自动化数据库。这种方法允许用户和集成商进行开发
可重用对象，并允许第三方供应商开发特殊的附加工具
同时保护知识产权。
更多的工具
现场总线技术的一个好处是，供应商有机会在现场仪器仪表中以自我诊断和使用信息的形式嵌入智能。智能现场仪表提供了从紧急情况到知情(主动)维护实践的机会。但这样做意味着必须收集、分析智能现场设备中包含的信息并采取行动。
进入更多集成的软件工具。
艾默生过程公司(Emerson Process)称其为资产管理软件(Asset Management Software);Smar (Sertaozinho, SP，巴西)称之为Syscon。这些工程工具允许浏览智能现场总线连接的仪器，以检查整体状态，校准仪器，重新配置参数，进行网络维护，并确定现场总线和连接设备的整体健康状况。
操作和维护人员掌握了实时的现场相关信息，可以更好地做出明智的设备维护决策。
如果在做了所有这些之后，你仍然不确定你需要什么样的软件工具，可以尝试访问software Toolbox (Matthews, N.C.)的在线商店www.softwaretoolbox.com。这就像在西尔斯百货工具部的过道里走来走去。你可能会发现你甚至不知道自己需要的东西。
组织控制层次结构
| ANSI / ISA S88 | 典型的工厂生产 | 样本 | 西门子 | 日本横河 | |
| 来源:控制工程，数据来自ANSI/ISA S88，西门子和横河 | |||||
| 1 | 企业 | ||||
| 2 | 网站 | 工厂 | PHL-East | 项目 | 网站 |
| 3. | 区域 | 部门 | 公用事业公司 | 植物 | 区域 |
| 4 | 细胞过程 | 行 | 锅炉1 | 单位 | 细胞 |
| 5 | 单位 | 单位 | 燃烧 | 函数 | 单位 |
| 6 | 设备模块 | 设备 | 空气 | 位置 | 设备 |
| 7 | 控制模块 | FIC-1-1 | 元素 | 元素 | |
改善项目协作，降低成本
在互联网取得的所有成就中，减少时间和边界可能是最重要的。
近乎即时的双向信息和文件共享使人们可以分散到四面八方，但仍保持联系。但是，参与的人越多，他们在一起工作的时间越长，协作就越像项目，对复杂的组织管理和报告工具的需求就越明显。
在控制和自动化领域，客户、供应商和集成商项目团队很少在同一时区，而且经常不在同一大洲。为了克服时间和空间的困难，项目团队依靠项目标准、外联网、电子邮件、电话会议、视频会议和面对面的会议。
项目标准几乎总是因客户而异，而且同一公司内的项目与项目之间也经常存在差异，因此很难严格遵守。所有列出的其他项目都是沟通的形式，其中一些比其他更有效。
Entivity(安娜堡，密歇根州)的人们认识到分布式项目活动所面临的挑战，并创建了一个基于web的项目协作工具，称为自动化项目网。
Automation ProjectNet为完全分布式的“从设计到部署”项目解决方案提供了一个框架，该方案集成了实时项目分析功能。
它能够提供超过250种文件格式的在线查看和“红线”，并结合为自动化行业流程和工作流程设计的标准化模板库。自动化ProjectNet自动化并帮助管理项目活动，例如投标请求、更改命令、文档交换、日程安排、通知、修订控制、敲打列表，以及测试计划和结果。
传统项目管理方法的一个反复出现的问题是，当项目完成并开始运营时，许多关于为什么要以某种方式完成事情的知识就会丢失。使用Automation ProjectNet，项目文件可以保持可访问性，保持最新，并提供对“已构建”文档的近乎即时访问——这是受监管行业的一个重要考虑因素。
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