我們的客戶總是在尋找最好的自動化解決方案來應(yīng)對日益激烈的市場競爭。CASE是英文Computer Aided Software Engineering的縮寫，主要是指利用一整套的方法和工具對系統(tǒng)規(guī)則進行建模，并自動生成合適的程序。CASE概念在自控軟件設(shè)計領(lǐng)域中的流行還是最近幾年的事情，但發(fā)展速度之迅速卻是出乎許多人的預料。在設(shè)計的各個階段，盡量多的使用計算機手段幫助設(shè)計人員高質(zhì)量地完成設(shè)計，并盡可能地減少需要使用的不同工具或產(chǎn)品種類，減少不同工具之間的數(shù)據(jù)重新捕獲，提高設(shè)計復用性，減輕設(shè)計人員掌握不同工具所需的學習量，降低整個設(shè)計和運營成本。由于CASE概念為自控軟件設(shè)計領(lǐng)域帶來脫胎換骨般的變化，使整個領(lǐng)域提升至一個全新的高度，在短短一兩年的時間內(nèi)就迅速在歐美自控界普及開來。

ControlBuild產(chǎn)品是自控軟件設(shè)計領(lǐng)域中第一個全流程的CASE解決方案，涵蓋了從設(shè)計規(guī)格說明書、設(shè)計、代碼生成、仿真校驗到實施的全部過程。

1、 設(shè)計規(guī)格說明書：可執(zhí)行的規(guī)格說明書（形式化設(shè)計）

自控軟件設(shè)計的第一步是根據(jù)用戶需求完成設(shè)計規(guī)格說明書。設(shè)計說明書是后面所有工作的基礎(chǔ)，它的好壞直接影響到整個設(shè)計的好壞。目前國內(nèi)普遍使用基于文本的工具編寫（如Word、Excel等）。但是，由于文本語言自身的特點，對于相同的文本每個人的理解經(jīng)常會出現(xiàn)差異，基于文本的設(shè)計說明書不可避免地在用戶和設(shè)計人員之間造成歧義和誤解。這些錯誤往往要到設(shè)計的最后階段甚至到現(xiàn)場安裝階段才被發(fā)現(xiàn)，造成巨大浪費并付出重大代價。因此，如何在設(shè)計的最初始階段解決所有的歧義，充分和用戶溝通并確保設(shè)計規(guī)格說明書完全符合用戶需求就顯得極為重要。

利用ControlBuild，設(shè)計人員能夠在文本說明書的基礎(chǔ)上，全面使用“可執(zhí)行”的說明書。所謂“可執(zhí)行”，是指在設(shè)計的最開始階段，設(shè)計人員通過對用戶需求的分析，對系統(tǒng)進行高層設(shè)計，使用用戶熟悉的圖形化方法對系統(tǒng)進行分解和形式化建模。這就把基于文本的設(shè)計規(guī)格說明書可視化，同時清晰準確地和客戶溝通。對現(xiàn)場對象的形式化建模能夠清除在用戶需求清單中含糊不清的條款，降低在項目后期再對設(shè)計進行修改的風險。從而在設(shè)計的開始階段就避免所有的歧義、誤解和含糊不清的地方。這就是目前國際上流行的可執(zhí)行規(guī)格說明書，也是目前國際上非常流行的形式化設(shè)計的一種形式。

國內(nèi)有些單位也已經(jīng)認識到基于文本的設(shè)計說明書的缺陷，有時在和用戶溝通的過程中也會使用Visio之類的工具畫出高層功能分解，并拿給用戶看。不過，這種做法的缺陷在于，這樣的圖形表示實際上只是一個示意性的說明，無法進行模塊間連接有效性的檢查。另一方面，這種示意圖在實際系統(tǒng)實現(xiàn)時僅能作為參考，無法與實現(xiàn)過程緊密結(jié)合并強制地要求實際實現(xiàn)與其完全一致，從而大大削弱了其實際作用。

2、設(shè)計：自頂向下、自底向上的設(shè)計方法

ControlBuild通過對高層需求的功能性分解，把整個系統(tǒng)逐步分解為最基本的組件，可以通過圖形化語言描述組件，完成設(shè)計。這是自頂向下的設(shè)計方法。

另一方面，在系統(tǒng)存在許多有共性或相同的組件，設(shè)計一個組件模板，就可以通過復制生成許多實例，像搭積木一樣把整個系統(tǒng)設(shè)計出來。這是自底向上的設(shè)計方法。ControlBuild支持兩種方法的混合使用。

每當做完一個組件設(shè)計，ControlBuild可以很容易地進行單元測試，確保組件的正確。另外，對由多個組件組成的復雜組件，ControlBuild能復用各單元測試的結(jié)果進行集成測試。

3、 自動設(shè)計文檔生成

在傳統(tǒng)的自控設(shè)計中，手工編寫設(shè)計文檔占去了設(shè)計人員相當多的時間和精力，是設(shè)計人員最不愿意做的事情之一。手工編寫設(shè)計文檔不但費時費力，更重要的是，難以不能保證所編寫的設(shè)計文檔和設(shè)計完全符合。對設(shè)計的每次更改，都會帶來設(shè)計文檔的更改甚至完全重新編寫，浪費大量精力和時間。ControlBuild自動設(shè)計文檔生成工具可以有效地解決這個難題。設(shè)計人員需要做的就是點擊一下鼠標，所有的設(shè)計都會自動生成文檔，隨時隨地。小到基本組件，大到整個系統(tǒng)，都可以生成用戶定制的設(shè)計文檔。當設(shè)計發(fā)生修改時，只需點擊一下鼠標就可以輕松地再次生成文檔，并保證生成的設(shè)計文檔和設(shè)計是完全一致的，節(jié)省大量編寫文檔的時間和人力。

4、 控制代碼自動生成

隨著控制代碼自動生成工具的普及，越來越多的設(shè)計人員開始放棄手工編寫控制代碼，轉(zhuǎn)向使用自動工具。設(shè)計人員通過ControlBuild圖形化軟件開發(fā)工具（IEC61131-3語言）對所開發(fā)的項目進行描述，建立整套系統(tǒng)的形式化模型。然后ControlBuild代碼自動生成工具就可以根據(jù)該模型生成PLC或C語言的源代碼。自動生成代碼能夠大幅提高設(shè)計品質(zhì)：

n 提高代碼質(zhì)量

n 提高代碼的可復用性

n 降低開發(fā)時間和成本

n 縮短調(diào)試時間

n 與設(shè)計完全吻合。如果設(shè)計更改，程序代碼保持一致

n 這是一種充分的、能夠完全被理解的系統(tǒng)設(shè)計方法，因為開發(fā)者的想法被自動地實現(xiàn)

n 在集成到目標設(shè)備之前允許在一臺主機上進行仿真，驗證更加規(guī)范和全面。

5、仿真校驗

今天，長時間的現(xiàn)場調(diào)試已經(jīng)變得不可容忍！最終用戶給予系統(tǒng)集成商的時間越來越短，并且對工程延誤處以高額罰金。這就迫使自控系統(tǒng)集成商在現(xiàn)場調(diào)試之前對自控代碼設(shè)計進行校驗測試，發(fā)現(xiàn)并更正絕大多數(shù)設(shè)計錯誤，從而確保使用最短的現(xiàn)場時間完成系統(tǒng)的安裝調(diào)試。

很顯然，通過仿真方法建立現(xiàn)場對象的形式化模型，然后在此仿真環(huán)境中對自控軟件進行校驗和驗證是最自然的解決方案。當然，這樣的仿真校驗必須是在完整的仿真環(huán)境下（仿真整個生產(chǎn)線甚至是整個工廠環(huán)境）進行，而各硬件廠商自帶的仿真工具由于只能仿真測試單個功能塊，是無法擔此重任的，必須使用像ControlBuild這樣的先進自控軟件設(shè)計工具。

使用ControlBuild進行仿真校驗測試具有無可比擬的優(yōu)點：

1、在仿真環(huán)境下校驗測試自控軟件，發(fā)現(xiàn)并更正絕大多數(shù)的設(shè)計錯誤，大大縮短現(xiàn)場安裝調(diào)試時間。從國外的經(jīng)驗來看，通過仿真校驗可以將數(shù)個月的現(xiàn)場安裝調(diào)試時間縮短到數(shù)個星期，極大地提高了效率。

2、在仿真環(huán)境下，改變環(huán)境及生產(chǎn)條件，測試設(shè)計的反應(yīng)

3、在仿真環(huán)境下，可以引入各種異常，失靈情況，對設(shè)計進行破壞性測試

4、在仿真環(huán)境下，虛擬機器100％可使用

5、在仿真環(huán)境下，有更多的時間去測試和修改

6、仿真環(huán)境提供了更好的工作環(huán)境，避免進入一些高危險性的場合（高溫、酸、易爆、有毒等）

7、在物理設(shè)備或系統(tǒng)沒有實際安裝或聯(lián)接的情況下，可以提早校驗測試、提早投產(chǎn)

8、系統(tǒng)操作員和維護人員可以提早接受培訓，提高操作維護水平。

6、透明設(shè)計：維護與升級

在目前國內(nèi)傳統(tǒng)的設(shè)計方法中，自控系統(tǒng)集成商的設(shè)計對于最終用戶來說完全是“黑箱”設(shè)計。工程結(jié)束后，供應(yīng)商留下的設(shè)計文檔和控制代碼往往令人難以理解，用戶變成了“瞎子”，完全不知道自己的自控系統(tǒng)是如何設(shè)計和運作的。這會給用戶的系統(tǒng)維護、系統(tǒng)將來的升級改造帶來巨大困難！

ControlBuild使用的是國際上流行的“透明設(shè)計”理念。自控集成商在設(shè)計過程中，采用ControlBuild進行設(shè)計，從最開始的設(shè)計規(guī)格說明書到系統(tǒng)實施階段全程和用戶溝通，全程對用戶透明，用戶完全知道是如何設(shè)計的，這樣對將來的系統(tǒng)維護和升級都極有好處。

7、全流程的自控軟件解決方案

雖然在每個設(shè)計階段都存在著若干CASE工具幫助設(shè)計人員進行設(shè)計，但對于一個完整的設(shè)計流程來說，設(shè)計人員往往需要掌握和使用多個工具，這顯然不能令人滿意。

這也就是為什么ControlBuild這個全流程的解決方案自然會成為設(shè)計人員的最愛的重要原因之一。ControlBuild全流程的設(shè)計工具涵蓋了從設(shè)計規(guī)格說明書、設(shè)計、代碼生成、仿真校驗、到系統(tǒng)實施的全部過程，在享用CASE工具帶來的巨大好處的同時，設(shè)計人員無需在不同的工具間捕獲數(shù)據(jù)，無需同時學習掌握多種工具，從而大大降低設(shè)計成本，提高了設(shè)計效率。