Информационные технологии в профессиональной деятельности

Л. И. Шеманаева 
Информационные технологии 
в профессиональной  
деятельности
Учебно-методическое пособие 
Второе издание, стереотипное 
Допущено  
Учебно-методическим отделом Директ-Медиа  
по среднему профессиональному образованию 
в качестве учебного пособия для специальности 
08.02.00 «Техника и технологии строительства» 
Москва 
2025 

УДК 620.9:004(075)
 ББК 16.2я723+31.27-056.73я723 
Ш46 
Рецензенты: 
Александров А. Ю., д-р техн. наук; 
Молокин Ю. В., канд. техн. наук 
Шеманаева, Л. И. 
Ш46      Информационные технологии в профессиональной деятельности : учебно-методическое пособие / Л. И. Шеманаева. — 
2-е изд., стер. — Москва : Директ-Медиа, 2025. — 156 с. 
ISBN 978-5-4499-5274-5 
В данном методическом пособии рассматриваются специальные программы для моделирования и исследования электрических схем. Более подробно рассказывается о моделировании 
в программе Electronics Workbench. Рассмотрена необходимость 
использования в современных энергетических установках микропроцессоров и микроконтроллеров. Изложены основные принципы программирования микроконтроллеров. 
Также в пособии есть минимально необходимый практикум 
для закрепления полученных знаний и контрольные вопросы для 
их проверки. 
УДК 620.9:004(075)
 ББК 16.2я723+31.27-056.73я723
ISBN 978-5-4499-5274-5 
© Шеманаева Л. И., текст, 2021 
© Издательство «Директ-Медиа», оформление, 2025 

Оглавление
Введение .................................................................................................................... 5 
Глава 1. Обзор основных программных средств 
моделирования электросетей ....................................................................... 7 
Тема 1.1. Multisim ............................................................................................. 7 
Тема 1.2. LabVIEW ............................................................................................ 9 
Тема 1.3. PSpice ............................................................................................... 11 
Тема 1.4. Micro-Cap ....................................................................................... 13 
Тема 1.5. Electronics Workbench ............................................................. 14 
Контрольные вопросы ............................................................................... 15 
Контрольный тест ........................................................................................ 15 
Глава 2. Моделирование электрических цепей ................................ 17 
Тема 2.1. Схемотехника электрических цепей .............................. 17 
Тема 2.2. Основные методы расчета электрических 
цепей с использованием ПП .................................................................... 30 
Практикум ......................................................................................................... 34 
Занятие 1 ...................................................................................................... 34 
Занятие 2 ...................................................................................................... 35 
Контрольные вопросы ............................................................................... 37 
Контрольный тест ........................................................................................ 37 
Глава 3. Микропроцессоры и микроконтроллеры в 
электроэнергетике ........................................................................................... 39 
Тема 3.1. Основные функции микропроцессорных 
устройств измерения и контроля ........................................................ 39 
Тема 3.2. Основные функции микропроцессорных 
устройств управления ................................................................................ 44 
Тема 3.3. Обзор микропроцессорных устройств 
защиты в электроэнергетике ................................................................ 48 
Практикум ......................................................................................................... 56 
Занятие 3 ...................................................................................................... 56 
Занятие 4 ...................................................................................................... 71 
Контрольные вопросы ............................................................................... 89 
Контрольный тест ........................................................................................ 90 

Глава 4. Программирование микроконтроллеров .......................... 91 
Тема 4.1. Основные требования ............................................................ 91 
Тема 4.2. Что такое программа? ............................................................ 91 
Тема 4.3. Что такое алгоритм? ............................................................... 92 
Тема 4.4. Язык программирования ..................................................... 92 
Практикум ........................................................................................................ 95 
Занятие 5 ...................................................................................................... 95 
Занятие 6 .................................................................................................... 109 
Занятие 7 .................................................................................................... 120 
Контрольные вопросы ............................................................................. 123 
Контрольный тест ...................................................................................... 124 
Заключение ......................................................................................................... 126 
Глоссарий ............................................................................................................. 127 
Темы для самостоятельной работы ...................................................... 130 
Итоговый тест ................................................................................................... 132 
Ответы к тестам ............................................................................................... 138 
Библиографический список ...................................................................... 139 
Приложение ........................................................................................................ 144 

Введение 
Дисциплина является частью основной профессиональной образовательной программы (ОПОП) в соответствии с 
ФГОС СПО по специальности 08.02.09 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий». Квалификация выпускника техник.  
Дисциплина ОП.04 «Информационные технологии в профессиональной деятельности» входит в профессиональный 
цикл общепрофессиональных дисциплин. 
Содержание дисциплины является логическим продолжением содержания дисциплины «Информационные технологии» 
и служит основой для выполнения выпускной квалификационной работы. 
Данное методическое пособие предназначено для студентов специальности 08.02.09 в качестве основной литературы по данной дисциплине, как для теоретических, так и для 
практических занятий. 
Цель (назначение) издания, соответствие учебной программе. Читательский адрес в соответствии с назначением — 
3.2.4.1.7. 
Информационные технологии в настоящее время развиваются очень быстрыми темпами, поэтому основной задачей 
данного пособия является не столько обучение работе в определенной программной среде, а получение навыков работы с 
использованием любого ПО, связанного с моделированием и 
расчетом электрических сетей. 
В результате освоения дисциплины обучающийся должен обладать компетенциями: 
общими: 
ОК 1. Выбирать способы решения задач профессиональной деятельности применительно к различным контекстам. 
ОК 2. Осуществлять поиск, анализ и интерпретацию информации, необходимой для выполнения задач профессиональной деятельности. 
ОК 3. Планировать и реализовывать собственное профессиональное и личностное развитие. 
ОК 4. Работать в коллективе и команде, эффективно взаимодействовать с коллегами, руководством, клиентами. 

ОК 5. Осуществлять устную и письменную коммуникацию 
на государственном языке Российской федерации с учетом 
особенностей социального и культурного контекста. 
ОК 06. Проявлять гражданско-патриотическую позицию, 
демонстрировать осознанное поведение на основе традиционных общечеловеческих ценностей. 
ОК 07. Содействовать сохранению окружающей среды, 
ресурсосбережению, эффективно действовать в чрезвычайных 
ситуациях. 
ОК 08. Использовать средства физической культуры для 
сохранения и укрепления здоровья в процессе профессиональной деятельности и поддержания необходимого уровня физической подготовленности. 
ОК 09. Использовать информационные технологии в профессиональной деятельности. 
профессиональными: 
ПК 1.1. Организовывать и осуществлять эксплуатацию 
электроустановок промышленных и гражданских зданий. 
ПК 2.3. Организовывать и производить наладку и испытания устройств электрооборудования промышленных и гражданских зданий. 
ПК 2.4. Участвовать в проектировании силового и осветительного электрооборудования. 
ПК 3.2. Организовывать и производить наладку и испытания устройств воздушных и кабельных линий. 
ПК 3.3. Организовывать и производить эксплуатацию 
электрических сетей. 
ПК 3.4. Участвовать в проектировании электрических 
сетей. 
ПК 4.3. Участвовать в расчетах основных технико-эконо- 
мических показателей. 
Рекомендуемое количество часов на освоение программы 
дисциплины — 38 часов, в том числе: обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающего — 36 часов, самостоятельная работа — 2 часа. 
Максимальной учебной нагрузки обучающегося 38 часов, 
в том числе: обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающего — 36 часов, из них 12 часов лекции, 24 часа лабораторные работы, самостоятельная работа — 2 часа. 

Глава 1. Обзор основных программных 
средств моделирования электросетей 
Основные и наиболее популярные программы моделирования и оптимизации процессов в электронных схемах и электрических цепях: Multisim, LabView, PSpice, Design Center, Design 
Lab, Micro-Cap, Circuit Maker, Electronics Workbench. 
Рассмотрим подробнее эти прикладные программы (ПП). 
Тема 1.1. Multisim 
ПП Multisim — это система схемотехнического моделирования, предназначенная для моделирования и анализа электрических схем. 
Эта система позволяет моделировать любые виды схем 
достаточно большой степени сложности. В программе есть 
библиотеки электронных и электрических компонентов, как 
отечественных, так и зарубежных. 
Есть возможность подключить или создать новые библиотеки компонентов. 
Параметры всех компонентов можно изменять в широком диапазоне значений. 
Простые компоненты, такие как резисторы, источники 
постоянного напряжения, описываются основным набором 
параметров, которые можно вводить и изменять номиналы 
непосредственно с клавиатуры. Элементы представлены моделью, эта модель является суммой множества параметров, приближающих ее к идеальному представлению. 
Модель выбирается из библиотеки, параметры модели 
могут быть изменены пользователем. 
В программе большой набор измерительных приборов, 
это позволяет одновременные производить измерения различных величин, задавать и изменять входные воздействия, 
строить графики. 
Все приборы изображаются в реальном виде, поэтому работать с ними не представляет затруднений. 
Результаты моделирования и исследования можно вывести на принтер, импортировать в Word или любой графический редактор для их дальнейшей обработки. 

Программа Multisim совместима с программой P-SPICE, то 
есть возможен экспорт или импорт схем и результатов измерений в различные ее версии. 
Основные достоинства программы Multisim: 
1. Экономия средств и времени. 
2. Достоверность измерений.  
3. Удобство проведения измерений.  
4. Большие возможности планирования и проведения 
широкого спектра исследований электрических и электронных 
схем при оптимальных затратах времени. 
5. Multisim имеет большие графические возможности, он 
позволяет разместить схему так, что четко видны все соединения элементов и одновременно вся схема целиком. 
6. Существует возможность изменения цвета проводника, 
это позволяет легче читать схему, особенно если она достаточно сложная.  
Библиотека компонентов включает в себя: 
‒ пассивные элементы, (резисторы, катушки, конденсаторы); 
‒ транзисторы (полевые, биполярные, МДП); 
‒ управляемые источники тока и напряжения; 
‒ управляемые ключи и таймеры; 
‒ гибридные элементы; 
‒ индикаторы; 
‒ логические элементы элементарные и микросхемы; 
‒ триггерные устройства; 
‒ цифровые и аналоговые компоненты; 
‒ специальные комбинационные и последовательностные 
схемы. 
В ПП — Multisim можно проводить анализ схем на постоянном и переменном токах, на различных частотах. 
При анализе подразумевается установившийся режим 
работы на постоянном токе. Результаты анализа не отражаются на приборах, они используются для дальнейшей работы 
схемы. 
На переменном токе используются результаты анализа 
постоянного тока для получения линеаризованных результатов 
нелинейных компонентов. 
Анализ схем в аналоговом режиме может проводиться 
как по времени, так и по частоте. 

Программа также позволяет анализировать цифро-аналого- 
вые и цифровые схемы. 
В Multisim можно исследовать переходные процессы, изменяя частоту и амплитуду входных воздействий. 
Строить схемы различной степени сложности в ПП Multisim 
можно, используя примерно следующую последовательность 
действий: 
‒ выбрать элемент или прибор из библиотек; 
‒ переместить элемент или схему в любое место рабочего 
поля; 
‒ повернуть элемент и группу элементов на углы, кратные 90 градусам; 
‒ копировать, вставить или удалить элемент, группу 
элементов; фрагмент схемы и целую схему; 
‒ изменить цвет проводника; 
‒ выделить цветом контур схемы для удобного восприятия; 
‒ одновременно подключить несколько измерительных 
приборов и наблюдать их показания на экране монитора; 
‒ присвоить элементу условное обозначение; 
‒ изменить параметры элемента в широком диапазоне. 
Все операции можно производить как с помощью мыши, 
так и клавиатуры. Управление только с помощью клавиатуры 
невозможно. 
С помощью графики можно: 
‒ одновременно наблюдать несколько кривых на осциллографе; 
‒ использовать на графиках различные цвета; 
‒ измерять координаты точек на отображении сигнала; 
‒ импортировать данные в графический редактор и вывести их на печать. 
Тема 1.2. LabVIEW 
LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench). Эта ПП направлена на использование в системах автоматизации лабораторного эксперимента и испытаний. 
Разработчик LabVIEW — американская компания National 
Instruments. 
LabVIEW — открытая система программирования, имеет 
встроенную поддержку всех применяемых в настоящее время 

программных интерфейсов, таких как Win32 DLL, COM, .NET, 
DDE, сетевых протоколов на базе IP, DataSocket и др. 
В состав LabVIEW входят библиотеки управления различными аппаратными средствами и интерфейсами, такими 
как PCI, CompactPCI/PXI, VME, VXI, GPIB (КОП), PLC, VISA, системами технического зрения и др. 
Программные продукты, созданные с использованием 
LabVIEW, могут быть дополнены фрагментами, разработанными на традиционных языках программирования, например, 
C/С++, Pascal, Basic, FORTRAN. И наоборот можно использовать 
модули, разработанные в LabVIEW в проектах, создаваемых в 
других системах программирования. 
Таким образом, LabVIEW позволяет разрабатывать практически любые приложения, взаимодействующие с любыми 
видами аппаратных средств, поддерживаемых операционной 
системой компьютера. 
Это графическая, объектно-ориентированная программа, 
она использует интуитивно понятный принцип конструирования и графического представления элементов схем и алгоритмов работы этих схем, а также принципов программирования. 
Графические пакеты понятны пользователям, имеющим 
начальное представление об электрических схемах. 
Графические программы более наглядны, чем в других 
программах, легче изменяются и отлаживаются, быстрее могут 
разрабатываться, следовательно, графическая система программирования позволяет разрабатывать программу самому 
инженеру, технологу. 
LabVIEW использует технологию виртуальных приборов, то 
есть можно превратить стандартный компьютер и набор произвольного контрольно-измерительного оборудования в многофункциональный измерительно-вычислительный комплекс. 
Достоинства: 
‒ Разработчик и пользователь может использовать для 
работы в LabVIEW любую операционную систему, как Windows, 
так и Linux. 
‒ Различные модули программы также устанавливаются 
на любую операционную систему. 
‒ Моделирование в LabVIEW комбинированное, то есть 
включает в себя аналитическую, имитационную и натурную 
составляющие.