Информационные технологии в металлургии. Ч. 1

УДК 681.511.4 
Ш23 

Р е ц е н з е н т 
доктор технических наук, профессор В.П. Быстрое 

Шапкарина Г.Г. 

Ш23 
Информационные технологии в металлургии. Ч. 1: Учеб. пособие. - М.: МИСиС, 2004. - 79 с. 

В первой части учебного пособия рассмотрены основные понятия и определения информационного обеспечения АСУ ТП; приведены основные алгоритмы получения и преобразования информации, а также сведения о построении автоматизированных систем управления. 

Предназначено для студентов специальностей 110200, 110800. 

© Московский государственный институт 
стали и сплавов (Технологический 
университет) (МИСиС), 2004 

Оглавление 

Введение 
4 

1. Общая схема и содержание информационного обеспечения 
различных сфер деятельности 
5 

2. Особенности информационного обеспечения управления 
технологическими процессами 
10 

3. Основные понятия автоматики. Характеристика устройств 
автоматики 
15 

4. Общие принципы построения АСУ ТП 
21 

5. Связь АСУ ТП с другими уровнями АСУ 
28 

6. Технологический процесс как объект автоматического 
управления 
32 

7. Применение УВМ в АСУ ТП 
36 

8. Информационные функции АСУ ТП. Назначение 
информационного обеспечения АСУ ТП 
54 

9. Преобразование технологической информации 
61 

10. Использование УВМ для непосредственного (прямого) 
цифрового управления 
69 

11. Типизация АСУ ТП 
74 

Контрольные вопросы и задания 
76 

Библиографический список 
78 

3 

Введение 

Проблема информационного обеспечения всех сфер деятельности 
современного общества является по актуальности и значимости основной проблемой. Задача информатизации превосходит проблему дальнейшей индустриализации производства. Таким образом, можно сказать, что современное общество вступает в постиндустриальньй период 
своего развития, которьй может быть назван информационным. 

Поскольку для дальнейшего поступательного развития современного общества первостепенную роль играет информационное обеспечение всех сфер его жизнедеятельности, то производство, переработка и использование информации становится важнейшей отраслью 
народного хозяйства, которая получила название информационной 
индустрии, производственные процессы в которой должны быть организованы на принципах поточного производства. При рассмотрении вопросов функционирования и применения информационных 
систем (ПС) исходят, прежде всего, из того, что информация является одним из ресурсов организации и играет важную роль в процессе 
управления производством. 

Под информационным обеспечением деятельности понимается 
предоставление каждому ее участнику всей необходимой информации с соблюдением требований своевременности, актуальности, релевантности и толерантности. 

4 

1. ОБЩАЯ СХЕМА И СОДЕРЖАНИЕ 

ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 
РАЗЛИЧНЫХ СФЕР ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 

Основные концепции информатизации могут быть сформулированы следующим образом. 

1. Сущность информатизации. 
2. Конечные результаты информатизации. 
3. Пути, средства и методы достижения основных результатов 
информатизации. 

Сущность информатизации, можно сказать, заключается в формировании такой информационной среды, в которой имелись бы все 
объективные предпосылки, необходимые для наиболее рационального информационного обеспечения деятельности. 

Существование такой информационной среды позволит все информационные процессы, необходимые для информационного обеспечения 
деятельности, 
осуществлять 
на 
принципах 
поточноиндустриального производства. Следовательно, основной целью информатизации является создание подобной информационной среды. 

Создание объективных предпосылок, необходимых для формирования информационной индустрии, составляет основное содержание 
информатизации современного общества, а информатика должна 
служить научно-методологическим базисом этого процесса. 

Под информационным обеспечением деятельности (ИОД) предприятия, организации или учреждения понимается создание, организация и обеспечение функционирования такой системы сбора, хранения, обработки и выдачи информации, которая обеспечивала бы предоставление всем подразделениям и должностным лицам организации всей необходимой им информации в требуемое время, требуемого качества и при соблюдении всех устанавливаемых правил обращения с информацией. 

Система ИОД включает в себя в качестве основных подсистем 
прежде всего подсистемы, реализующие следующие процедуры. 

1. Формирование и совершенствование информационного кадастра. 

2. Организация и обеспечение функционирования информационной технологии. 

3. Управление входными потоками информации. 

5 

Уместно привести некоторые элементы информационного обеспечения, полученные в последнее время в рамках информатики, которые позволяют создать предпосылки к реализации информационного обеспечения деятельности на принципах поточно-индустриального производства. 

1. Системная классификация информации. 
2. Унификация структуры информационного потока. 
3. Унификация процедур (задач) обработки информации. 
4. Систематизация методов обработки информации. 
5. Унификация информационной технологии. 
6. Формирование концепции управления процессами обработки 
информации по унифицированной технологии. 

Следует отметить, что рассмотренные элементы информационного обеспечения должны быть отражением естественнонаучных 
подходов. 

Процедура системной классификации информации заключается в 
выборе критериев деления ее на классы и обосновании классификационной структуры по выбранным критериям. Под системной понимается такая классификация информации, которая удовлетворяет 
требованиям всего комплекса задач, реализуемых в системе. 

В этом случае информация рассматривается под углом зрения задач 
и проблем информатизации, т.е. с одной стороны, как информационный ресурс общества, необходимый для информационного обеспечения общественной деятельности и повседневной жизни людей, а с 
другой стороны - как специфическое сырье, подлежащее добыванию и 
переработке по определенным технологиям. В первом случае главным 
критерием должно быть удобство использования информации в процессе решения практических задач, во втором - удобство обработки и 
хранения информации с использованием современных методов и 
средств. По поскольку информация одновременно является и информационным ресурсом и сырьем для обработки, то указанные два критерия целесообразно рассматривать как единый критерий с тем, чтобы 
единой была и классификационная структура. Наиболее целесообразным представляется классифицировать информацию, исходя из потребности ее функционального использования, а методы и средства 
обработки рассматривать как ограничения, возможные при решении 
поставленной задачи. Вообще говоря, развитие средств вычислительной техники, а также способов и методов ее использования для обработки информации шло именно таким путем. 

6 

с точки зрения первичной классификации информации можно 
сказать, что всю информацию целесообразно разделить на два вида: 
1 - сведения об источниках, где могут быть необходимые данные 
(факты); 2 - собственно данные (факты), пригодные для непосредственного использования. Первый вид информации принято называть 
документальным, а второй - фактографическим. 

Дальнейшую классификацию документальной информации удобно проводить, исходя из ее содержания, объема и способа оформления, а также установившейся практики ее использования. Для подавляющего большинства организаций наиболее массовой и обязательной для обработки разновидностью документальной информации 
является корреспонденция, которая, как известно, делится на входящую и исходящую. Вторую важную разновидность документальной 
информации составляет техническая документация различного назначения. Кроме того, в процессе деятельности практически каждого 
предприятия используется документальная информация общего назначения (газеты, журналы, книги и т.п.), которую обобщенно можно 
назвать прочей документацией. 

Фактографическую информацию наиболее целесообразно классифицировать по той срочности, с которой она должна обрабатываться 
в соответствии с функциональным назначением организации. Практика показывает, что в этом отношении всю фактографическую информацию удобно разделить на быстроменяющуюся (оперативную), 
медленноменяющуюся 
и постоянную 
(нормативно-справочную). 
Часто фактографическую информацию рассматривают как исходную 
(неполную, непроверенную, непроанализированную) и регламентную, прошедшую все виды предварительной обработки и принятую в 
качестве официальной. 

Целесообразно рассмотреть информационный поток и определить 
его как движение в некоторой среде данных, представленных в 
структурированном виде. Отсюда следует, что для формирования 
структуры информационного потока необходимо, во-первых, сформировать ту среду, в которой должны двигаться (циркулировать) 
данные (или в более общем толковании - информация), а во-вторых, 
структурировать собственно ту информацию, которая должна циркулировать. 

Основными процессами, обеспечивающими циркуляцию информационных потоков, являются следующие. 

7 

1. Генерирование (возникновение) информации. 
2. Передача информации. 
3. Прием информации. 
4. Накопление и хранение информации. 
5. Поиск информации. 
6. Выдача информации. 
Необходимо отметить, что существующая в настоящее время 
практика сбора, хранения, переработки и распространения информации далеко не полностью удовлетворяет современным требованиям. В связи с этим основными задачами, решаемыми при разработке информационного обеспечения, являются: унификация процедур обработки информации и систематизация методов обработки информации. 

Реализация перечисленных выше процессов предполагает осуществление над информацией некоторых процедур, или в более понятной терминологии - решение некоторых задач обработки информации. 

Задачами обработки информации являются: 
1 - определение структуры информационного потока (содержание); 
2 - преобразование исходной структуры (найти выход, или иначе, 
найти определенное решение) в соответствии с требуемым правилом, 
которое должно соответствовать конкретной цели и заключаться в 
осуществлении некоторых операций над имеющейся (в том числе и 
получаемой в процессе решения задачи) информацией. 

Обычно методами обработки информации являются чисто математические методы, которые могут быть формализованы в виде математических зависимостей и решение может быть получено с использованием средств вычислительной техники. К настоящему времени стал совершенно очевидным и получил всеобщее признание тот 
факт, что наиболее эффективна человеко-машинная технология обработки информации, причем эта технология может осуществляться 
в следующих двух режимах. 

1. Человек и ЭВМ обрабатывают информацию независимо, а затем результаты объединяются. 

2. Человек использует средства вычислительной техники в самом 
процессе обработки информации, в результате чего формируется 
единый результат обработки. 

Нетрудно заметить, что второй режим является более общим. Отсюда следует, что классификация и анализ методов обработки ин
8