Основы автоматизированных систем управления технологическими процессами

– 

ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева О. М. Осмонов
Рассмотрены общие вопросы автоматизации систем управления 
предприятиями. Даны основные понятия теории управления, сформулированы принципы построения информационных систем автоматизированного регулирования, в том числе интегрированных. Под- 
робно раскрыты вопросы нформационной безопасности предприятия 
и предложены методы построения корпоративной системы защиты 
информации. Описаны отличительные черты и принципы конструирования SCADA-систем. Даны рекомендации по использованию системы SCADA TRACE MODE в отечественной практике на примерах 
действующих предприятий. 
Соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования последнего поколения. 
Для студентов инженерных специальностей образовательных 
учреждений высшего профессионального образования, научных работников и инженеров. 

Содержание

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………………...5

1.ПОНЯТИЯ УПРАВЛЕНЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ………………………………….7

1.1. Принципы управления……………………………………………………………………...7

1.2. Принятие решений…………………………………………………………………………11 

1.3. Классификация эффективности управления……………………………………………..13 

1.4. Виды оценки эффективности управления………………………………………………..15 

2.ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В УПРАВЛЕНИИ

ПРЕДПРИЯТИЕМ…………………………………………………………………………….19 

2.1. Автоматизация жизненного цикла изделия……………………………………...............19 

2.2. Единое информационное пространство………………………………………………….22 

3. ИНТЕГРИРОВАННАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СРЕДА  КАК ФАКТОР

ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОРГАНИЗАЦИЙ НА ВСЕХ СТАДИЯХ

ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА…………………………………………………………………….24 

3.1. Понятие единой информационной среды………………………………………..............24 

3.2. Эффективность управления данными с помощью CALS/ИПИ –

технологий………………………………………………………………………………………25 

3.3. Основные положения концепции  CALS/ИПИ.  Стратегия и задачи концепции 

CALS/ИПИ……………………………………………………………………………...............27 

4. ЗАЩИЩЕННОСТЬ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ……….........................37

4.1. Понятие защищенности автоматизированных систем…………………………………..37 

4.2. Автоматизированная система управления безопасностью предприятия Enterprise 

Security Manager……………………………………………………...........................................45 

4.3. Аналитические работы по оценке защищенности……………………………………….48 

4.4. Методика построения корпоративной системы защиты информации…………………49 

4.5. Модель построения корпоративной  системы защиты информации…………...............51 

5. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ (АСУТП)…………………………...............55 

5.1. Общие сведения о технологических процессах………………………………………….55 

5.2. Этапы развития АСУТП…………………………………………………………...............65 

5.3. Причины появления АСУ ТП……………………………………………….......................66 

5.4. Функции АСУ ТП………………………………………………………….........................68 

5.5. Схемы управления в АСУТП……………………………………………………………..70 

5.6. Комплекс технических средств АСУТП…………………………………………………75 

5.7. Система управления, имеющая многоуровневую иерархическую 

структуру………………………………………………………………………………………..81 

6. ИНТЕГРИРОВАННАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА

УПРАВЛЕНИЯ………………………………………………………………………...............85 

6.1. ИАСУ как фактор обеспечения  согласованного взаимодействия всех видов 

автоматизированных систем на предприятии………………………………………...............85 

6.2. Структура ИАСУ…………………………………………………………..........................87 

6.3. Роль человека в ИАСУ…………………………………………………….........................89 

7. SCADA – СИСТЕМЫ………………………………………………………………………94

7.1. Общие сведения о предприятии…………………………………………………………..94 

7.2. SCАDA (Supervisory Control And Data Acquisition –  

диспетчерское управление и сбор данных)…………………………………………...............97 

8. SCADA TRACE MODE 6  В ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИ…………………………………106

8.1. SCADA TRACE MODE 6  в диспетчеризации Петропавловских

тепловых сетей………………………………………………………………………...............106 

8.2. SCADA TRACE MODE в автоматизации водозабора г. Саранска……………………109 

8.3. Комплексная автоматизация главной насосной станции МУП «Водоканал»

г. Биробиджана на основе SCADA TRACE MODE………………………………...............110 

8.4. SCADA TRACE MODE при управлении водозаборами артезианских скважин 

Минскводоканала……………………………………………………………………...............113 

8.5. SCADA TRACE MODE в автоматизации системы теплоснабжения 

Ярославля……………………………………………………………………………...............116 

8.6. SCADA TRACE MODE в АСУ ТП и АСТУЭ Лобненских  

электросетей…………………………………………………………………………...............118 

8.7. TRACE MODE в автоматизации теплиц на агрокомбинате

«Московский»………………………   ………………………………………………………124 

8.8. АСУ ТП котельной  установки на основе SCADA  TRACE MODE 6………...............126 

ЛИТЕРАТУРА………………………………………………………………………...............130 

На Петербургском международном экономическом форуме 2017 г. 

Президент Владимир Путин высказался о перспективах цифровой экономики 

в России. 

«Россия намерена многократно увеличить выпуск специалистов 

цифровых технологий, Россия способна добиться лидерства по ряду 

направлений так называемой новой экономики, прежде всего цифровой», – 

заявил в ходе форума Президент. «Отечественные специалисты не просто 

предлагают наилучшие уникальные программные решения, а, по сути, 

создают новую сферу знаний, новую среду для развития экономики и 

жизни», – констатировал Путин. 

Президент призвал сформировать принципиально новую, гибкую 

нормативную базу для внедрения информационных технологий во все сферы 

жизни. Правительство подготовило соответствующую программу, и Путин 

призвал 
определиться 
с 
источниками, 
механизмами 
и 
объемами 

финансирования. 

Цифровая экономика – это не отдельная отрасль, по сути, это основа, 

которая позволяет создавать качественно новые модели бизнеса, торговли, 

логистики, 
производства. 
Она 
изменяет 
формат 
образования, 

здравоохранения, государственного управления, коммуникаций между 

людьми, а следовательно, задает новую парадигму развития государства, 

экономики и всего общества. 

Чтобы 
наращивать 
преимущества 
в 
сфере 
информационных 

технологий, необходимо внедрить цифровые технологии во все сферы жизни.  

С участием государства и частного бизнеса планируется многократно 

обеспечить выпуск специалистов цифровой экономики и добиться всеобщей 

цифровой грамотности. Для этого необходимо изменить систему образования 

на всех уровнях и обеспечить программу развития цифровой экономики. 

Исследования 
показывают: 
те 
предприятия, 
которые 
успешно 

пользуются информационными технологиями в своей деятельности, более 

конкурентоспособны, чем те, что отстают в своей «цифровой зрелости». 

Современный мир невозможно представить себе без компьютеров и 

информационных систем.  

Развитие 
технологий 
вычислительной 
техники 
и 
цифровых 

телекоммуникаций все сильнее влияет на другие сферы деятельности 

человека. Локомотивом практического применения новых информационных 

технологий 
являются 
промышленные 
предприятия, 
и 
руководство 

подавляющего большинства из них уже в полной мере осознает 

необходимость интегрироваться в цифровую среду.  

Формирование единого информационного пространства является 

одним 
из 
приоритетных 
направлений 
развития 
международных 

экономических связей на ближайшие несколько лет.  

Странами-лидерами в разработке цифровых технологии являются 

Англия, Швеция, Германия, Италия и Аргентина. Специалистами отмечено, 

что Россия в разработке систем электронного документооборота и 

финансово-торговых операций является лидером в Евразийском союзе. 

Предлагаемый в учебном пособии материал посвящен принципам 

управления технологическими процессами и предприятиями в целом с 

использованием информационных технологий. 

Применение цифровых технологий, по статистике, снижает жизненный 

цикл производства продукта на 30 %. Автоматизируя наиболее рутинные 

участки производства, персонал высвобождает время и ресурсы для развития 

новых и оптимизации действующих направлений бизнеса. 

С помощью внедрения электронных систем постановки задач, а также 

систем аккумуляции статистической информации управляющий персонал 

получает 
возможность 
принимать 
решения, 
опираясь 
на 
реальные 

статистические данные. Получая данные из разных областей, руководство 

имеет возможность сравнивать эффективность тех или иных управленческих 

решений с тем, чтобы внедрить наиболее успешные. 

Принципы управления – это основополагающие идеи и правила 

поведения 
руководителей 
по 
осуществлению 
своих 
управленческих 

функций. Они находят отражение в объективных закономерностях практики 

управления и определяют требования к конкретной системе, структуре и 

организации управления. Ведущий принцип – сочетание централизации и 

децентрализации управления, из которого вытекают другие:принцип единоначалия и коллегиальности в управлении, который 

означает, что каждый работник отвечает за свой участок работы и за 

принятие на своем уровне решения. Всю полноту ответственности 

несет одно лицо – директор, который привлекает к выработке 

управленческих решений руководителей разного уровня и конкретных 

исполнителей; 

принцип сочетания прав, обязанностей и ответственности: каждый 

работник несет ответственность только в рамках установленных ему 

полномочий; 

принцип демократизации управления исходит из того, что на 

современном 
уровне 
исполнители 
обладают 
высоким 

профессионализмом, образованием, квалификацией и культурой. 

Привлечение персонала к управлению усиливает рассматриваемый 

принцип. 

Следует полагать, что обозначенные принципы не есть некая догма, 

поскольку экономическая жизнь общества не стоит на месте, следовательно, 

претерпевают изменения правила и принципы управления. 

Современные принципы управления все большее внимание переносят 

на социальный аспект управления, а именно на человека и формулируются 

следующими тезисами: 

развитие инноваций и инновационная предприимчивость; 

гуманизация процессов труда; 

ориентация менеджмента на конечные результаты; 

развитие инноваций и инновационная предприимчивость; 

Известный американский промышленник-новатор Генри Форд (начало 

XX в.), 
положивший 
начало 
научной 
организации 
производства, 

сформировал ее основные принципы. Приведем некоторые из них: 

не надо страшиться будущего и незачем быть почтительным к 

прошлому; 

прошлое полезно потому, что указывает нам путь и средства к 

дальнейшему развитию; 

кто боится риска и неудач, тот ограничивает свою деятельность; 

поменьше административного духа в деловой жизни и побольше духа 

предприимчивости; 

моя цель – простота; 

если цены на товары выше, чем доходы потребителей, то цены следует 

приноровить к доходам; 

понижение заработной платы в государственном масштабе есть дурная 

финансовая политика, ибо она снижает спрос на товары. 

Через методы управления реализуется основное 

содержание управленческой деятельности. Методы призваны развивать 

инициативу работников и их заинтересованность в достижении цели своей 

организации.В зависимости от способа воздействия на управляемую систему среди 

этих 
методов 
выделяются 
административно-распорядительные, 

экономические и социально-психологические. 

Что нужно сделать, чтобы человек стал эффективно работать? Задача 

эта проста: побудить человека к труду можно либо силой, либо вызвать в нем 

интерес к работе. 

С 
развитием 
цивилизации 
методы 
управления, 
связанные 
с 

применением силы и построенные на страхе перед наказанием, все больше 

уступали место методам, основанным на внутренних побудительных мотивах 

деятельности, на заинтересованности работающего. 

Можно силой заставить работать, но обязать работать по приказу 

эффективно 
невозможно, 
потому 
что 
это 
требует 
не 
только 

исполнительности, но и инициативы, постоянного совершенствования 

производства, а главное – внутренних побудительных мотивов. 

.Функция (дословно – действие) применительно 

к 
управлению 
характеризует 
виды 
управленческой 
деятельности, 

возникающие в процессе разделения и специализации труда в сфере 

управления.В современной отечественной экономической литературе к общим 

функциям управления относят планирование, организовывание, мотивацию, 

контроль и координацию (рисунок 1.1). 

–

– – .