自动化专业导论报告

自动化专业导论报告

摘要：随着社会的发展，自动化也在我们的生活中运用的更为广泛，本文在论证未来时代将会是自动化时代的基础上，首先介绍了对自动化的基本认识及其发展历史，形成了对自动化的一个整体认识。然后进一步，更加全面的介绍自动化学科的研究内容及其应用于现代生产实践中及其它们的重要意义。其次在对自动化有了一个全面了解的情况下，对应自动化的专业方向、就业方向进行了分析，最后在看到了社会对于自动化技术的革新，本文总结出其发展趋势，让我们明白未来的时代会是自动化的时代。

关键词：基本概念；发展历程；研究内容；智能建筑；发展趋势

1 对自动化的认识

装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。

自动化专业主要研究的是自动控制的原理和方法，自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。它以自动控制理论为基础，以电子技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具，面向工业生产过程自动控制及各行业、各部门的自动化。它具有“控（制）管（理）结合，强（电）弱（电）并重，软（件）硬（件）兼施”鲜明的特点，是理、工、文、管多学科交叉的宽口径工科专业。

自动化的研究内容，包括自动控制理论、自动控制方法及工程实现技术、控制软件、控制装置、信号处理、现场总线和以太网等。其中自动控制理论与方法是实现自动化的理论支柱，计算机技术、电动机、PLC、电力电子、微电子技术和自动化仪表技术等式实现自动化的硬件基础。从应用观点来看，研究的内容有生产过程自动化、机械制造自动化、武器及军事自动化、办公室自动化和家庭自动化等等。

自动化的概念是一个动态发展过程，其也在不断完善。今天，自动化已远远突破了传统的概念，具有更加宽广和深刻的内涵。

自动化的广义内涵至少包括以下几点：在形式方面，制造自动化有三个方面的含义：代替人的体力劳动，代替或辅助人的脑力劳动，制造系统中人机及整个系统的协调、管理、控制和优化。在功能方面，自动化代替人的体力劳动或脑力劳动仅仅是自动化功能目标体系的一部分。自动化的功能目标是多方面的，已形成一个有机体系。在范围方面，制造自动化不仅涉及到具体生产制造过程，而是涉及产品生命周期所有过程。

2 自动化的发展历史

2.1 自动装置的出现与应用

自动化的概念起源于最早的自动控制，而最早实行自动控制的自动装置可以追溯到公元前，如我国古代发明的指南车、漏壶、候风地动仪等。

2.2 自动化技术形成时期

1768年瓦特发明蒸汽机，人类开始进入了使用机器的时代。其借助于离心调速装置而使其本身的转速保持稳定。这种离心调速装置就是世界上最早的自动化机器。

1946年，美国福特公司的机械工程师D.S.哈德最先提出“自动化”一词，并用来描述发动机汽缸的自动传送和加工的过程。50年代，自动调节器和经典控制理论的发展，使自动化进入以单变量自动调节系统为主的局部自动化阶段。

60年代，随现代控制理论的出现和电子计算机的推广应用，自动控制与信息处理结合起来，使自动化进入到生产过程的最优控制与管理的综合自动化阶段。

70年代，自动化的对象变为大规模、复杂的工程和非工程系统，涉及许多用现代控制理论难以解决的问题。这些问题的研究，促进了自动化的理论、方法和手段的革新，于是出现了大系统的系统控制和复杂系统的智能控制，出现了综合利用计算机、通信技术、系统工程和人工智能等成果的高级自动化系统。

1927~1932年期间，在贝尔实验室工作的美国电气工程师和他的同事们，应用负反馈原理设计一个具有现行负反馈的电子管放大器失真问题。人们把这个概念引入了自动调节系统，这就是现在控制系统中所使用的闭环控制。1932年，同在贝尔实验室的奈奎斯特成功的解决之一技术难题，建立了奈奎斯特的稳定盘踞，人们称他为奈奎斯特频率法。

2.3 局部自动化时期

20世纪40-50年代，是局部自动化时期。在二战期间，针对防空火力控制系统和飞机自动导航系统等军事技术问题，各国科学家设计出各种自动调节装置、控制装置用于解决局部问题。这一时期主要是经典控制理论的形成和发展时期。

2.4综合自动化时期

20世纪50年代末起至今，是综合自动化时期，主要包括两个方面内容：一是现代控制理论形成；而是现代控制理论的发展和应用。并且随着生产技术的发展，现代控制理论迅速发展，并形成多个重要分支，如：建模与系统辨识，最优控制理论，自适应控制理论，遥感、遥测和遥控，综合自动化，大系统理论，模式识别，智能控制等等。到了21世纪，自动化技术进入了计算机自动设计（英文：Computer-Automated Design，CAutoD）的年代

3 自动化技术的主要应用

3.1 机械制造自动化

机械制造自动化主要包括以下各方面：金属切削机床的控制，焊接过程的控制，冲压过程的控制和热处理过程的控制等。过去机械加工都是手工操作或由继电器控制的，随着自动控制技术和计算机的应用，慢速传统的操作方式已经逐渐被计算机控制的自动化生产方式说取代。

3.2 过程工业自动化

过程工业是指对连续流动或移动的液体、气体或固体进行加工的工业工程。过程工业自动化主要包括石油、化工、医药、生物化工、天然气、建材、造纸和食品等工业过程的自动化。过程工业自动化以温度、压力、流量、物位(包括液位、料位和界面)、成分和物性等工业参数为主。

3.3 电力系统自动化

电力系统自动化主要包括发电系统的自动控制和输电、变电、配电系统的自动控制及自动保护。发电系统是指把其他形式的能源变成电能的系统，主要包括水电站、火电厂、核电站等。电力系统自动控制的目的就是为了保证系统平时能够工作在正常状态下，再出现故障时能够及时正确控制系统按正确的次序进入停机或部分停机状态，以防止设备损坏或发生火灾。