自动化专业课程选修课程体系课件

自动化专业课程选修课程体系郑征自动化专业课程选修课程体系郑征1一、电气工程自动化与自动化区别

电气工程及其自动化专业

1）培养目标：

能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域工作的宽口径“复合型”高级工程技术人才。

一、电气工程自动化与自动化区别22）电气工程及其自动化专业培养要求：

电气工程及其自动化专业学生主要学习电工技术、电子技术、电气控制、电力系统、继电保护等方面较宽领域的工程技术基础和一定的专业知识。其主要特点是强弱电结合、电工技术与电子技术相结合、软件与硬件结合、元件与系统结合，学生将受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的基本训练、具有解决电气控制技术问题及电力系统分析的基本能力。

一、电气工程自动化与自动化区别2）电气工程及其自动化专业培养要求：

电气工程及33）电气工程及其自动化专业主要课程：

电路原理、电子技术基础、电机学、电力电子技术、计算机技术(语言、软件基础、硬件基础、单片机等)、自动控制理论、电力系统分析、电气控制技术、继电保护、广场供电、检测与转换技术等。

电气工程及其自动化也有两个方向：电力工程和电气工程，属强电领域。可以就业于电厂、电业局等单位，待遇颇高，也比较辛苦。一、电气工程自动化与自动化区别3）电气工程及其自动化专业主要课程：

电路原理、4

2.自动化专业

1)

自动化专业业务培养目标：

自动化专业培养的学生应具备电工技术、电子技术、控制理论、自动检测与仪表、信息处理、计算机技术与应用、系统工程、网络技术等较宽领域的工程技术基础和一定的自动化专业知识，能在电力电子技术、运动控制、检测与自动化仪表、工业过程控制、电子与计算机技术、信息处理、管理与决策等领域从事系统分析、系统设计、系统运行、科技开发及研究等方面工作的高级工程技术人才。

一、电气工程自动化与自动化区别

2.自动化专业

1)

自动化专业业务培养目标：52)自动化专业业务培养要求：

较好地掌握电力电子技术与运动控制、自动化仪表与工业过程控制、信息处理等方面的知识，具有本专业领域的专业知识和技能，了解本专业学科前沿和发展趋势；

获得较好的系统分析、系统设计及系统开发方面的工程实践训练；

在自动化专业领域内具备一定的科学研究、科技开发和组织管理能力，具有较强的工作适应能力。

一、电气工程自动化与自动化区别2)自动化专业业务培养要求：

6学生毕业后，可在各类工业、事业单位从事自动化专业方面的技术工作和管理工作，以及从事工业装置、生产过程控制等领域的设计、研究、运行和技术改造工作，也可从事教学与科研方面的工作。一、电气工程自动化与自动化区别学生毕业后，可在各类工业、事业单位从事自动化专业方面的技术7

自动化专业主要课程：电路原理、电子技术基础、计算机原理及应用、计算机软件技术基础自动控制理论、电机与电力拖动基础、电力电子技术、单片机原理与应用运动控制系统、过程控制系统现代控制理论、信号与系统分析、检测及转换技术、计算机控制技术、控制系统仿真等。一、电气工程自动化与自动化区别

自动化专业主要课程：一、电气工程自动化与自动化区别8自动化专业有两个方向：过程控制和运动控制，基本上是弱电领域。就业面比较广，工矿企业车间流水线都可以，也可以搞科研，比如机器人。一、电气工程自动化与自动化区别自动化专业有两个方向：过程控制和运动控制，基本上是弱电领域。9自动控制的基本框图控制量给定值控制器执行器对象检测装置自动控制的基本框图控制量给定值控制器执行器对象检测装置10二、主要选修课程及其在自动化专业中的应用1）计算机控制技术：以PC总线工业控制机、单片机为控制工具，系统地讲述计算机控制系统的设计和工程实现方法。内容包括：计算机控制系统的组成、特点及发展趋势；输入输出接口与过程通道；数字程序控制技术；数字控制器设计方法；控制系统软件设计方法；网络控制系统；智能控制基础；计算机控制系统工程设计与实现。二、主要选修课程及其在自动化专业中的应用1）计算机控制技术：11检测与转换技术：信号的检测及方法，系统讲解检测技术基础，介绍测量及测量误差的基本概念，过程检测系统的基础知识。主要讲述了压力、物位、流量、温度、成分等工业过程检测仪表的工作原理、结构性能、基本技术参数及仪表的安装使用和基本维护。通过对过程检测系统的讲述，明确工业过程检测参数的显示方式和显示装置的结构、使用特点等。二、主要选修课程及其在自动化专业中的应用检测与转换技术：信号的检测及方法，系统讲解检测技术基础，介绍12单片机原理及应用：《单片机原理及应用》以MCS—51单片机为主线，阐述计算机的基础知识；单片机的硬件结构与功能；Mcs—5l单片机的指令系统和汇编语言程序设计方法；中断和定时器／计数器；串行通信。MCS—51单片机的扩展与接口技术，包括存储器的扩展，可编程并行I／O接口的扩展，键盘和显示接口电路，数模、模数的转换及接口设计。二、主要选修课程及其在自动化专业中的应用单片机原理及应用：《单片机原理及应用》以MCS—51单片机为13PLC原理及其应用：以在工业控制领域中应用广泛的S7-300系列PLC为样本，加强了LC的模拟量处理功能的介绍。西门子公司的S7系列PLC在工业控制领域中有着广泛应用，在我国的PLC市场中占据很大份额，很多高校都开设了相关课程。以S7-300系列PLC为样本，介绍其组成结构、指令系统、通信联网及在过程控制领域中的应用等内容。二、主要选修课程及其在自动化专业中的应用PLC原理及其应用：以在工业控制领域中应用广泛的S7-30014主要包括以下几个方面：

S7-300系列PLC的硬件组成及工作原理；

标准STEP7软件包的使用方法、S7-300的指令系统及软件调试方法；

S7-300系列PLC的组织块中断管理及结构化编程方法；

S7-300系列PLC的通信网络及应用；

S7-300系列PLC在过程控制领域中的应用。二、主要选修课程及其在自动化专业中的应用主要包括以下几个方面：

S7-300系列PLC的硬件组成及工15PLC是可编程逻辑控制器的英文缩写，价格高，体积相对较大，但功能丰富，可实现各种复杂的控制，运行可靠，可以适应各种恶劣的环境，目前广泛代替了传统的继电器控制方式，在工业生产上应用广泛。单片机是单芯片电子计算机的简称，也可以实现自动控制，与PLC相比，它的特点是体积小、价格低（只要十几块甚至几块钱就能买到一片，而PLC动辄上千甚至更贵），但对运行环境的要求较高。目前主要用于家用电器等不太复杂的控制。二、主要选修课程及其在自动化专业中的应用PLC是可编程逻辑控制器的英文缩写，价格高，体积相对较大，但16PLC实际上是一个模块，控制电路、CPU等封装在内部。

主要用于电气类产品中，比如数控机床、电梯等二、主要选修课程及其在自动化专业中的应用PLC实际上是一个模块，控制电路、CPU等封装在内部。

主17DSP原理及其应用：数字信号处理器，也称DSP芯片，是针对数字信号处理需要而设计的一种具有特殊结构的微处理器，它是现代电子技术、计算机技术和信号处理技术相结合的产物。随着信息处理技术的飞速发展，数字信号处理技术已逐渐发展成为一门主流技术，它在电子信息、通信、软件无线电、自动控制、仪器仪表、信息家电等高科技领域得到了越来越广泛的应用。

二、主要选修课程及其在自动化专业中的应用DSP原理及其应用：二、主要选修课程及其在自动化专业中的应用18数字信号处理器由于运算速度快，具有可编程特性和接口灵活的特点，使得它在许多电子产品的研制、开发与应用中，发挥着越来越重要的作用。采用DSP芯片来实现数字信号处理系统更是当前的发展趋势。

近年来，DSP技术在我国也得到了迅速的发展，不论是在科学技术研究，还是在产品的开发等方面，其应用越来越广泛，并取得了丰硕的成果。为了紧跟DSP技术的发展，越来越多的高校开设了有关DSP技术的课程和实验。二、主要选修课程及其在自动化专业中的应用数字信号处理器由于运算速度快，具有可编程特性和接口灵活的特点19三、单片机、PLC、DSP的区别1.单片机的特点：所谓单片机就是在一块芯片上集成了CPU、RAM、ROM(EPROM或EEPROM)、时钟、定时/计数器、多种功能的串行和并行I/O口。如Intel公司的8031系列等。除了以上基本功能外，有的还集成有A/D、D/A，如Intel公司的8098系列。

单片机具有如下特点：具有位处理能力，强调控制和事务处理功能。价格低廉。如低档单片机价格只有人民币几元钱。开发环境完备，开发工具齐全，应用资料众多。后备人才充足。国内大多数高校都开设了单片机课程和单片机实验。三、单片机、PLC、DSP的区别1.单片机的特点：202.PLC器件的特点

PLC可以认为是“封装”好了的单片机。PLC内部也是具有和单片机功能相同的智能控制部分，对外来说，则是扩展了单片机输入输出口的驱动能力，相当与添加了三极管和继电器。还有其他的比如抗干扰能力等都作了比较好的处理。PLC经常应用在工作环境比较恶劣的地方，比如矿山，高压等地方。对于PLC来说，有一套不同于单片机的指令，这是各个厂家在开发生产时，把PLC的指令对应成了内部单片机可以识别的指令。

三、单片机、PLC、DSP的区别2.PLC器件的特点三、单片机、PLC、DSP的区别21相对来说，PLC可以实现的功能更简单，设计人员可以发挥的余地比较小。因为对于单片机来说，PLC可以使用的部分有对外连接，而没有连接出来的部分则是不能用的。可以说，PLC的内核也是单片机，但是对外来说则是应用于专门场合的“单片机”－PLC了。

三、单片机、PLC、DSP的区别相对来说，PLC可以实现的功能更简单，设计人员可以发挥的余地223.DSP器件的特点与单片机相比，DSP器件具有较高的集成度。DSP具有更快的CPU，更大容量的存储器，内置有波特率发生器和FIFO缓冲器。提供高速、同步串口和标准异步串口。有的片内集成了A/D和采样/保持电路，可提供PWM输出。DSP器件采用改进的哈佛结构，具有独立的程序和数据空间，允许同时存取程序和数据。内置高速的硬件乘法器，增强的多级流水线，使DSP器件具有高速的数据运算能力。三、单片机、PLC、DSP的区别3.DSP器件的特点三、单片机、PLC、DSP的区别23DSP器件比16位单片机单指令执行时间快8～10倍，完成一次乘加运算快16～30倍。DSP器件还提供了高度专业化的指令集，提高了FFT快速傅里叶变换和滤波器的运算速度。此外，DSP器件提供JTAG接口，具有更先进的开发手段，批量生产测试更方便，开发工具可实现全空间透明仿真，不占用用户任何资源。软件配有汇编/链接C编译器、C源码调试器。

三、单片机、PLC、DSP的区别DSP器件比16位单片机单指令执行时间快8～10倍，完成一次24什么是JTAG呢？JTAG(JointTestActionGroup)联合测试行动小组)是一种国际标准测试协议（IEEE1149.1兼容），主要用于芯片内部测试。现在多数的高级器件都支持JTAG协议，如DSP、FPGA器件等。标准的JTAG接口是4线：TMS、TCK、TDI、TDO，分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。三、单片机、PLC、DSP的区别什么是JTAG呢？三、单片机、PLC、DSP的区别25

目前国内推广应用最为广泛的DSP器件是美国德州仪器(TI)公司生产的TMS320系列。DSP开发系统的国产化工作已经完成，国产开发系统的价格至少比进口价格低一半，有的如TMS320C2XX开发系统只有进口开发系统价格的1/5，这大大刺激了DSP器件的应用。

三、单片机、PLC、DSP的区别

目前国内推广应用最为广泛的DSP器件是美国德州仪26目前，已有不少高校建立DSP实验室，TI公司和北京闻亭公司都已制订了高校支持计划，将带动国内DSP器件的应用和推广(哈尔滨工程大学就是其中的一所，他们的实力非常强大).三、单片机、PLC、DSP的区别目前，已有不少高校建立DSP实验室，TI公司和北京闻亭公司都27结论：DSP器件是一种具有高速运算能力的单片机。从应用角度看：DSP器件是运算密集型的，而单片机是事务密集型的，DSP器件可以取代单片机，单片机却不能取代DSP。DSP器件价格大幅度下滑，直逼单片机,比单片机更易于硬件调试。国产化的DSP开发系统为更多用户采用DSP器件提供了可能性。使用单片机的不一定了解DSP，并且非要用DSP不可;但使用DSP的一定了解单片机，并且能做出性价比高的产品。三、单片机、PLC、DSP的区别结论：DSP器件是一种具有高速运算能力的单片机。从应用角度看28电气控制技术：高低压电器原理，固态开关、继电器，典型的电气控制实例分析等，PLC原理。供电技术：电力系统基本概念、供电系统的结构方式、短路电流计算、照明供电系统。四、偏电气方向的选修课程电气控制技术：高低压电器原理，固态开关、继电器，典型的电气控29你拿什么拯救你的命运你拿什么拯救你的命运30自动化专业课程选修课程体系郑征自动化专业课程选修课程体系郑征31一、电气工程自动化与自动化区别

电气工程及其自动化专业

1）培养目标：

能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域工作的宽口径“复合型”高级工程技术人才。

一、电气工程自动化与自动化区别322）电气工程及其自动化专业培养要求：

电气工程及其自动化专业学生主要学习电工技术、电子技术、电气控制、电力系统、继电保护等方面较宽领域的工程技术基础和一定的专业知识。其主要特点是强弱电结合、电工技术与电子技术相结合、软件与硬件结合、元件与系统结合，学生将受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的基本训练、具有解决电气控制技术问题及电力系统分析的基本能力。

一、电气工程自动化与自动化区别2）电气工程及其自动化专业培养要求：

电气工程及333）电气工程及其自动化专业主要课程：

电路原理、电子技术基础、电机学、电力电子技术、计算机技术(语言、软件基础、硬件基础、单片机等)、自动控制理论、电力系统分析、电气控制技术、继电保护、广场供电、检测与转换技术等。

电气工程及其自动化也有两个方向：电力工程和电气工程，属强电领域。可以就业于电厂、电业局等单位，待遇颇高，也比较辛苦。一、电气工程自动化与自动化区别3）电气工程及其自动化专业主要课程：

电路原理、34

2.自动化专业

1)

自动化专业业务培养目标：

自动化专业培养的学生应具备电工技术、电子技术、控制理论、自动检测与仪表、信息处理、计算机技术与应用、系统工程、网络技术等较宽领域的工程技术基础和一定的自动化专业知识，能在电力电子技术、运动控制、检测与自动化仪表、工业过程控制、电子与计算机技术、信息处理、管理与决策等领域从事系统分析、系统设计、系统运行、科技开发及研究等方面工作的高级工程技术人才。

一、电气工程自动化与自动化区别

2.自动化专业

1)

自动化专业业务培养目标：352)自动化专业业务培养要求：

较好地掌握电力电子技术与运动控制、自动化仪表与工业过程控制、信息处理等方面的知识，具有本专业领域的专业知识和技能，了解本专业学科前沿和发展趋势；

获得较好的系统分析、系统设计及系统开发方面的工程实践训练；

在自动化专业领域内具备一定的科学研究、科技开发和组织管理能力，具有较强的工作适应能力。

一、电气工程自动化与自动化区别2)自动化专业业务培养要求：

36学生毕业后，可在各类工业、事业单位从事自动化专业方面的技术工作和管理工作，以及从事工业装置、生产过程控制等领域的设计、研究、运行和技术改造工作，也可从事教学与科研方面的工作。一、电气工程自动化与自动化区别学生毕业后，可在各类工业、事业单位从事自动化专业方面的技术37

自动化专业主要课程：电路原理、电子技术基础、计算机原理及应用、计算机软件技术基础自动控制理论、电机与电力拖动基础、电力电子技术、单片机原理与应用运动控制系统、过程控制系统现代控制理论、信号与系统分析、检测及转换技术、计算机控制技术、控制系统仿真等。一、电气工程自动化与自动化区别

自动化专业主要课程：一、电气工程自动化与自动化区别38自动化专业有两个方向：过程控制和运动控制，基本上是弱电领域。就业面比较广，工矿企业车间流水线都可以，也可以搞科研，比如机器人。一、电气工程自动化与自动化区别自动化专业有两个方向：过程控制和运动控制，基本上是弱电领域。39自动控制的基本框图控制量给定值控制器执行器对象检测装置自动控制的基本框图控制量给定值控制器执行器对象检测装置40二、主要选修课程及其在自动化专业中的应用1）计算机控制技术：以PC总线工业控制机、单片机为控制工具，系统地讲述计算机控制系统的设计和工程实现方法。内容包括：计算机控制系统的组成、特点及发展趋势；输入输出接口与过程通道；数字程序控制技术；数字控制器设计方法；控制系统软件设计方法；网络控制系统；智能控制基础；计算机控制系统工程设计与实现。二、主要选修课程及其在自动化专业中的应用1）计算机控制技术：41检测与转换技术：信号的检测及方法，系统讲解检测技术基础，介绍测量及测量误差的基本概念，过程检测系统的基础知识。主要讲述了压力、物位、流量、温度、成分等工业过程检测仪表的工作原理、结构性能、基本技术参数及仪表的安装使用和基本维护。通过对过程检测系统的讲述，明确工业过程检测参数的显示方式和显示装置的结构、使用特点等。二、主要选修课程及其在自动化专业中的应用检测与转换技术：信号的检测及方法，系统讲解检测技术基础，介绍42单片机原理及应用：《单片机原理及应用》以MCS—51单片机为主线，阐述计算机的基础知识；单片机的硬件结构与功能；Mcs—5l单片机的指令系统和汇编语言程序设计方法；中断和定时器／计数器；串行通信。MCS—51单片机的扩展与接口技术，包括存储器的扩展，可编程并行I／O接口的扩展，键盘和显示接口电路，数模、模数的转换及接口设计。二、主要选修课程及其在自动化专业中的应用单片机原理及应用：《单片机原理及应用》以MCS—51单片机为43PLC原理及其应用：以在工业控制领域中应用广泛的S7-300系列PLC为样本，加强了LC的模拟量处理功能的介绍。西门子公司的S7系列PLC在工业控制领域中有着广泛应用，在我国的PLC市场中占据很大份额，很多高校都开设了相关课程。以S7-300系列PLC为样本，介绍其组成结构、指令系统、通信联网及在过程控制领域中的应用等内容。二、主要选修课程及其在自动化专业中的应用PLC原理及其应用：以在工业控制领域中应用广泛的S7-30044主要包括以下几个方面：

S7-300系列PLC的硬件组成及工作原理；

标准STEP7软件包的使用方法、S7-300的指令系统及软件调试方法；

S7-300系列PLC的组织块中断管理及结构化编程方法；

S7-300系列PLC的通信网络及应用；

S7-300系列PLC在过程控制领域中的应用。二、主要选修课程及其在自动化专业中的应用主要包括以下几个方面：

S7-300系列PLC的硬件组成及工45PLC是可编程逻辑控制器的英文缩写，价格高，体积相对较大，但功能丰富，可实现各种复杂的控制，运行可靠，可以适应各种恶劣的环境，目前广泛代替了传统的继电器控制方式，在工业生产上应用广泛。单片机是单芯片电子计算机的简称，也可以实现自动控制，与PLC相比，它的特点是体积小、价格低（只要十几块甚至几块钱就能买到一片，而PLC动辄上千甚至更贵），但对运行环境的要求较高。目前主要用于家用电器等不太复杂的控制。二、主要选修课程及其在自动化专业中的应用PLC是可编程逻辑控制器的英文缩写，价格高，体积相对较大，但46PLC实际上是一个模块，控制电路、CPU等封装在内部。

主要用于电气类产品中，比如数控机床、电梯等二、主要选修课程及其在自动化专业中的应用PLC实际上是一个模块，控制电路、CPU等封装在内部。

主47DSP原理及其应用：数字信号处理器，也称DSP芯片，是针对数字信号处理需要而设计的一种具有特殊结构的微处理器，它是现代电子技术、计算机技术和信号处理技术相结合的产物。随着信息处理技术的飞速发展，数字信号处理技术已逐渐发展成为一门主流技术，它在电子信息、通信、软件无线电、自动控制、仪器仪表、信息家电等高科技领域得到了越来越广泛的应用。

二、主要选修课程及其在自动化专业中的应用DSP原理及其应用：二、主要选修课程及其在自动化专业中的应用48数字信号处理器由于运算速度快，具有可编程特性和接口灵活的特点，使得它在许多电子产品的研制、开发与应用中，发挥着越来越重要的作用。采用DSP芯片来实现数字信号处理系统更是当前的发展趋势。

近年来，DSP技术在我国也得到了迅速的发展，不论是在科学技术研究，还是在产品的开发等方面，其应用越来越广泛，并取得了丰硕的成果。为了紧跟DSP技术的发展，越来越多的高校开设了有关DSP技术的课程和实验。二、主要选修课程及其在自动化专业中的应用数字信号处理器由于运算速度快，具有可编程特性和接口灵活的特点49三、单片机、PLC、DSP的区别1.单片机的特点：所谓单片机就是在一块芯片上集成了CPU、RAM、ROM(EPROM或EEPROM)、时钟、定时/计数器、多种功能的串行和并行I/O口。如Intel公司的8031系列等。除了以上基本功能外，有的还集成有A/D、D/A，如Intel公司的8098系列。

单片机具有如下特点：具有位处理能力，强调控制和事务处理功能。价格低廉。如低档单片机价格只有人民币几元钱。开发环境完备，开发工具齐全，应用资料众多。后备人才充足。国内大多数高校都开设了单片机课程和单片机实验。三、单片机、PLC、DSP的区别1.单片机的特点：502.PLC器件的特点

PLC可以认为是“封装”好了的单片机。PLC内部也是具有和单片机功能相同的智能控制部分，对外来说，则是扩展了单片机输入输出口的驱动能力，相当与添加了三极管和继电器。还有其他的比如抗干扰能力等都作了比较好的处理。PLC经常应用在工作环境比较恶劣的地方，比如矿山，高压等地方。对于PLC来说，有一套不同于单片机的指令，这是各个厂家在开发生产时，把PLC的指令对应成了内部单片机可以识别的指令。

三、单片机、PLC、DSP的区别2.PLC器件的特点三、单片机、PLC、DSP的区别51相对来说，PLC可以实现的功能更简单，设计人员可以发挥的余地比较小。因为对于单片机来说，PLC可以使用的部分有对外连接，而没有连接出来的部分则是不能用的。可以说，PLC的内核也是单片机，但是对外来说则是应用于专门场合的“单片机”－PLC了。

三、单片机、PLC、DSP的区别相对来说，PLC可以实现的功能更简单，设计人员可以发挥的余地523.DSP器件的特点与单片机相比，DSP器件具有较高的集成度。DSP具有更快的CPU，更大容量的存储器，内置有波特率发生器和FIFO缓冲器。提供高速、同步串口和标准异步串口。有的片内集成了A/D和采样/保持电路，可提供PWM输出。DSP器件采用改进的哈佛结构，具有独立的程序和数据空间，允许同时存取程序和数据。内置高速的硬件乘法器，增强的多级流水线，使DSP器件具有高速的数据运算能力。三、单片机、PLC、DSP的区别3.DSP器件的特点三、单片机、PLC、DSP的区别53DSP器件比16位单片机单指令执行时间快8～10倍