Предисловие. 
Технические средства автоматизации и управления

Технические средства автоматизации и управления образуют сложную и объемную часть общей профессиональной подготовки бакалавров по направлению подготовки 220 400 «Управление в технических системах». Достаточно сказать, что выпущенный в СССР в середине 1970;х гг. иод редакцией В. В. Солодовникова уникальный трехтомник «Техническая кибернетика. Устройства и элементы систем автоматического регулирования и управления» насчитывает свыше 2000 страниц текста. При этом устарело за прошедшие годы не более 20% изложенного в трехтомнике материала. В то же время появляются качественно новые и совершенствуются известные элементы, используемые в практике построения автоматизированных и автоматических систем управления. К ним относятся датчики технологических величин с электрическим выходом (аналоговым или цифровым), аналоговые и дискретные преобразовательные устройства, непрерывные и импульсные усилители мощности, исполнительные двигатели различных типов и мощностей, управляющие ЭВМ и контроллеры. Последние включают программируемые логические контроллеры (ПЛК), используемые в составе автоматизированных систем управления (АСУ), и промышленные контроллеры (ПК), применяемые для непосредственного управления объектом (технологическим процессом). Необходимыми элементами систем автоматизации являются устройства сопряжения объекта автоматизации (УСО) с управляющей ЭВМ. К ним относятся аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи (АЦП и ЦАП), прерыватели, таймеры и т. п. Вся эта масса необходимой информации о технических средствах систем автоматизации и управления принципиально не может быть изложена в рамках одной дисциплины стандарта подготовки бакалавров с аналогичным названием.

Данный учебник в разной степени подкрепляет и дополняет материалы, излагаемые в соответствии с рабочими программами, следующих дисциплин профессионального цикла подготовки бакалавров (академический бакалавриат) по направлению 220 400 «Управление в технических системах», входящих в базовую и вариативную часть:

• • Метрология и измерительная техника;
• • Электроника;
• • Технические средства автоматизации и управления;
• • Микроконтроллеры и микропроцессоры в системах управления;
• • Элементы систем управления;
• • Электромеханические системы;
• • Автоматизированные информационно-управляющие системы.

В результате изучения блока названных дисциплин в частях, относящихся к техническим средствам автоматизации и управления, студент должен:

знать

• • методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;
• • современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности;
• • методы сбора и анализа научно-технической информации, обобщения отечественного и зарубежного опыта в области средств автоматизации и управления, проведения анализа патентной литературы;

уметь

• • участвовать в подготовке технико-экономического обоснования проектов создания систем и средств автоматизации и управления;
• • производить расчеты и проектирование отдельных блоков и устройств систем автоматизации и управления и выбирать стандартные средства автоматики, измерительной и вычислительной техники для проектирования систем автоматизации и управления в соответствии с техническим заданием;
• • принимать участие в работах по изготовлению, отладке и сдаче в эксплуатацию систем и средств автоматизации и управления;
• • принимать участие в разработке и изготовлении стендов для комплексной отладки и испытаний программно-аппаратных управляющих комплексов;

владеть

• • основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, навыками работы с компьютером как средством управления информацией;
• • приемами выявления естественнонаучной сущности проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечения для их решения соответствующего физико-математического аппарата;
• • навыками проведения технического оснащения рабочих мест и размещения технологического оборудования;
• • навыками выполнения экспериментов на действующих объектах по заданным методикам и обработки результатов с применением современных информационных технологий и технических средств.

Данный учебник базируется на материалах учебно-методических комплексов дисциплин, читаемых преподавателями кафедры управления и информатики Института автоматики и вычислительной техники Национального исследовательского университета «МЭИ» студентам бакалавриата, обучающимся по направлению 220 400 «Управление в технических системах».

В конце учебника приведен список рекомендованной литературы, ориентированный на соответствующие главы учебника. В него входят как новинки, так и ранняя литература (в том числе и справочная), не потерявшая свою актуальность и полезность сегодня.

В силу того что различные вузы обладают разными возможностями для проведения лабораторных практикумов по названным выше дисциплинам, а также большого разнообразия видов аппаратных средств, которые необходимо отразить хотя бы в минимальном объеме, методическое наполнение лабораторных работ здесь не рассматривается. Это же относится к тематике проведения практических занятий в соответствии с рабочими программами тех или иных дисциплин, в которых они предусмотрены.

Работа над текстом рукописи учебника распределилась следующим образом:

• • профессор О. С. Колосов — общее редактирование рукописи, предисловие, гл. 1, 3, 4;
• • старший преподаватель Д. А. Баларев — гл. 1, 6;
• • доцент Д. В. Вершинин — гл. 4;
• • доцент А. А. Есюткин — гл. 1, 5;
• • доцент Н. А. Прокофьев — гл. 2.

Авторы выражают глубокую признательность рецензентам рукописи данного учебника: доктору технических наук, профессору кафедры проблем управления Московского технологического университета (МИРЭА) Валерию Михайловичу Лохину и доктору технических наук, профессору кафедры автоматизации Института информационных технологий и автоматизированных систем управления Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» Леониду Давидовичу Певзнеру за их труд по рецензированию, а также за конструктивную и полезную критику.