自动化专业导论

自动化专业介绍一、国家常规工业整体的现状和趋势二、什么是自动化？三、自动化专业学什么？四、自动化专业做什么？五、自动化专业如何学？六、自动化专业如何做？七、我院自动化专业的历史与现状八、进一步深造的机会九、就业前景十、未来的自动化工作者的素质十一、未来的自动化工作者的责任大国重器第一集国家博弈第二集国之砝码第三集赶超之路第四集智慧转型第五集创新驱动第六集制造强国一、国家常规工业整体的现状和趋势一、国家常规工业整体的现状和趋势参考纪录片《大国重器》1、世界上最大的单塔悬索钢结构大桥，在旧金山建成，中国造；2、世界上最大的港机生产和销售企业在中国；3、自生式海上钻井平台，世界领先水平；4、海上石油铺管船，世界领先；一、国家常规工业整体的现状和趋势参考纪录片《大国重器》5、世界上最大的12000吨的起重机，中国造；6、百万吨乙烯工程核心装备，世界领先；7、高端数控机床，打破垄断，达到世界先进水平，加工精度达到亚微米；8、221亿建造了一个高端数控机床的地下生产厂；9、世界最大的4500吨履带式起重机，中国造；一、国家常规工业整体的现状和趋势参考纪录片《大国重器》10、世界最大的1200吨汽车吊，中国造；11、高铁，世界领先；12、世界上最难造的民用船：LNG液化天然气专用运输船，国际先进；13、世界最大的推土机，中国造；14、世界第一台智能型数控机床，中国造；15、世界最先进的汽车冲压生产线，中国造；一、国家常规工业整体的现状和趋势参考纪录片《大国重器》16、世界最大的1200吨汽车吊，中国造；17、世界最先进的百万千瓦级超超临界汽轮发电机组，中国造；18、世界上最先进的核电设备，中国造；19、世界最有价值的新能源科技：热泵用于发电厂余热利用，中国首创；20、电厂空气冷却塔，世界领先；21、太阳能技术，领跑世界；一、国家常规工业整体的现状和趋势参考纪录片《大国重器》22、世界最大的两台5兆瓦风电设备，中国造；23、世界最先进的百万千瓦级超超临界汽轮发电机组，中国造；24、世界上最先进的核电设备，中国造；25、世界最有价值的新能源科技：热泵用于发电厂余热利用，中国首创；26、电厂空气冷却塔，世界领先；27、太阳能技术，领跑世界；一、国家常规工业整体的现状和趋势参考纪录片《大国重器》28、煤矿采掘重型装备，国际领先；29、高压变频器国内市场占有率达到三分之二以上，部分核心技术中国创造；30、装备制造业，连续四年产值全球第一；31、发电设备，输配电设备，用电设备全面达到国际先进水平，多数核心设备国际领先；无论什么东西，只要中国人能做，说实在的，老外一般来说就没戏了---工信部领导说的；中国人不缺能力，不缺智慧，需要的是时间，赶上再超过国外，只是个时间的问题—国企老板说的；我们的短板1、基础零部件2、基础元器件3、基础工艺4、基础材料5、基础软件6、装备的数字化、信息化、自动化这些短板，都和我们的自动控制和信息化技术的水平有很大的关系1.国家博弈:翁福集团磷肥装置，氟化氢技术；振华重工港机，深水钻井平台，海上浮吊；湘潭电机厂300吨矿山电动轮自卸车。

2.国之砝码：沈鼓裂解气压缩机；百万吨乙烯装置；徐工集团全地面起重机，4500吨履带式起重机；大连光洋集团精密数控机床。

3.赶超之路：中国北车集团唐车公司宽体客车，CRH3动车组；北京第一机床厂巨型数控镗铣床；沪东中华集团LNG船制造

4.智慧转型：山推集团大马力推土机；陕鼓集团系统服务和总包商；沈阳机床“飞阳”机床操作系统

5.创新驱动：济二机床大型快速智能冲压生产线；上海电气集团120万千瓦超超临界汽轮机，大型船用曲轴；双良集团溴化锂制冷机、智能化锅炉、立体停车；

6.制造强国：沈阳新松移动机器人；无锡叶片发电站叶片；正泰集团太阳能技术秋水水时时至至，，百百川川灌灌河河。。泾泾流流之之大大，，两两涘涘渚渚崖崖之之间间，，不不辩辩牛牛马马。。于于是是焉焉河河伯伯欣欣然然自自喜喜，，以以天天下下美美为为尽尽在在己己。。顺顺流流而而东东行行，，至至于于北北海海，，东东面面而而视视，，不不见见水水端端。。于于是是焉焉河河伯伯始始旋旋其其面面目目，，望望洋洋向向若若而而叹叹曰曰：：““野野语语有有之之：：‘‘闻闻道道百百，，以以为为莫莫己己若若者者。。’’我我之之谓谓也也。。且且夫夫吾吾尝尝闻闻少少仲仲尼尼之之闻闻，，而而轻轻伯伯夷夷之之义义者者，，始始吾吾弗弗信信。。今今我我睹睹子子之之难难穷穷也也，，吾吾非非至至于于子子之之门门，，是是殆殆矣矣，，吾吾常常见见笑笑于于大大方方之之家家。。二、什么是自自动化？自动化是指机机器设备、系系统或过程，，在没有人或或较少人的参参与下，按照照人的要求，，经过自动检检测、信息处处理、分析判判断、操纵控控制，实现预预期的目标。。自动化的核心心是自动控制制分析、判断、控制受控对象检测、处理人的要求扰动－反馈信号控制量误差预期目标2.1自动化化技术的组成成硬件技术控控制设设备、变送器器执行器、辅助助设备…软件技术控控制软软件、优化软软件管理软件、软软测量软件……系统技术各各种硬硬件的集成技技术各种软件的组组态技术网络的集成和和组态技术……2.2自动化化技术的意义义（1）是提高企业整整体素质最有有效的途径之之一从小处说：把把自动化技术术与传统产业业技术结合起起来，是提高高企业素质，，改善技术装装备，提高产产品质量和管管理水平，提提高整体效益益最现实、最最有效的途径径之一。2.2自动化化技术的意义义（2）是提高国家整整体国力的主主要手段之一一从大处说：大大面积运用自自动化技术和和计算机技术术实现传统工工业技术改造造，已经成为为提高综合国国力的主要手手段之一。2.2自动化化技术的意义义（3）是合理调整产产业结构的主主要手段之一一发展自动化可可以建立一批批产业发展自动化可可以改造一批批产业发展自动化可可以拉动一批批产业高技术、高投投入、高产出出《大国重器》》2.2自动化化技术的意义义（4）是“高能耗、、高消耗、高高污染”治理理的有效手段段之一发展自动化技技术，相关工工艺技术和自自动控制技术术的紧密结合合和高度集成成，实现“三三高”治理自动化是一个个国家、行业业、企业现代代化水平的重重要标志。今后十年的国国家战略1、创新驱动动2、基础支撑撑3、高端引领领4、绿色发展展5、走出去一步，一步，，中国在路上上。三、自动化专专业学什么？？自动化的核心心——自动控控制自动控制的精精髓——反馈馈控制反馈控制系统统的基本结构构：控制装置受控对象检测环节给定信号扰动－反馈信号控制量误差被控量自动化专业的的知识体系自动化专业的的知识结构与与课程体系说说明自动化专业对对数学、物理理、电子技术术、计算机、、检测及信息息处理、自动动控制等基础础知识有很高高的要求，同同时通过大量量的实验和实实践环节培养养学生的实际际动手能力。。自动化专业的的知识结构与与课程体系说说明自动化专业的的知识结构和和课程体系由由综合教育、、公共基础、、专业基础、、专业核心和和专业拓展五五大部份构成成。（1）综合合教育涉及人文社会会科学、经济济与管理、环环境科学、生生命科学等很很多学科；课程类别有政政治理论、军军事理论、道道德修养、法法律基础、管管理基础、经经济基础、环环境保护与可可持续发展、、中华文化、、中外历史、、音乐欣赏、、体育知识等等；政治理论、军军事理论、道道德修养属于于必修。（2）公共共基础涉及自然科学学、计算机信信息技术、外外语、体育等等知识领域；；必修课程包括括高等数学、、大学物理、、英语、体育育、计算机应应用基础、高高级程序设计计语言等；选修课程有化化学、生物等等。（3）专业基基础工程数学基础础：线性代数数，复变函数数与积分变换换，概率与数数理统计，随随机过程等；；电工电子基础础：电路原理理，模拟电子子技术，数字字电子技术，，电机与拖动动基础等；计算机基础：：微机原理与与接口技术，，计算机软件件基础，数据据结构与数据据库等；信号处理基础础：信号与系系统，数字信信号处理等；；工程基础：工工程制图。（4）专业核核心控制理论：自自动控制原理理，现代控制制理论，控制制系统的建模模与仿真；控制技术与系系统：计算机机控制技术，，运动控制系系统，过程控控制系统，轨轨道交通信号号与控制系统统；自动化相关技技术：传感器器与检测技术术，电力电子子技术，计算算机网络与通通信等；（5）专业拓拓展控制与优化类类：智能控制制，自适应控控制，最优化化方法，最优优控制，系统统辨识，非线线性控制理论论，先进控制制理论与方法法等；网络控制类：：集散控制系系统（DCS），计算机机集成制造系系统（CIMS），现场场总线控制技技术等；计算机应用与与信息处理类类：单片机原原理及应用，，可编程控制制器（PLC），嵌入式式系统，DSP原理及应应用，智能仪仪器仪表，操操作系统，软软件工程，数数字图象处理理，多传感器器信息融合，，数据挖掘，，电子商务，，网络安全，，多媒体技术术等；其他：机器人人导论，人工工智能，系统统工程，自动动检测技术，，管理信息系系统，楼宇自自动化等。自动化专业的的知识层次深入学习从课程体系的的角度看自动动化学什么。。四、自动化做做什么？除了《大国重重器》介绍的的领域之外其其他的典型应应用自动化系统应应用举例神十载人航天天任务2012年我我国“蛟龙号号”成功下潜潜到7020米（世界第第一），3013年正式式开始科学考考察和科学研研究。战机对目标的的自动化攻击击（军事自动动化）战斗机发射导弹战机的武器系统海陆空天潜一一体的指挥体体系（军事自自动化）新型隐形导弹弹艇作战机器人无人攻击机隐形战斗轰炸炸机我国“东风””弹道导弹弹美军“三叉戟戟”弹道导导弹国产“雷霆””激光制导炸炸弹数控机床和数数控加工中心心：自动完成成零部件的加加工和处理（（工业自动化化）一种数控加工工中心现代自动化工工厂生产线（（国产）汽车冲压生产产线汽车焊接生产产线以机器人为单单元的无人化化工厂我国的月球探探测车美国研制的火火星探测机器器人高技术自动化化系统--拟拟人型机器器人足球机器人机器人接待员员基于GPS的的无人驾驶自自动插秧机（（农业自动化化）温室立体栽培培自动化农业机机械（农业自自动化）自动化技术的的典型实例（（1）冶金自动化院院在攀枝花钢钢铁公司1450热连轧轧实施“冶金金综合自动化化系统”，关关键技术是大大功率交交变变频器设计技技术、交交变变频对电网产产生无功冲击击及谐波污染染的预测及防防治技术、交交交变频电机机设计理论与与制造技术等等八大技术。。主要包括6套交交变频频控制系统、、6套变频调调速同步电动动机、6套油油浸式整流变变压器以及SVC装置，，总价格为4384.6万元人民币币，与ABB公司相比，，节省工程投投资2877万元，同时时创造了重大大经济效益：：增加产量效益益9000万元元/年；薄钢规格产量量上升效益339万元/年年；废钢率下降效效益450万元/年；电能节约效益益554万元元/年；检修费用节约约120万元元/年。以上5项合计计每年增加经经济效益11683.78万元。自动化技术的的典型实例（（2）东大自动化在在酒泉钢铁集集团公司的选选矿厂实施““选矿全流程程综合自动化化系统”，主主要采用自行行开发的智能能解耦控制系系统、多媒体体智能监控系系统和生产执执行系统，对对原料筛分与与输送、矿石石输送与干燥燥、矿石焙烧烧、强磁选别别与弱磁选别别、浓缩脱水水与精矿输送送等过程，实实现全流程检检测、控制、、优化、调度度与管理，取取得了重大经经济效益：金属属回回收收率率提提高高2.01%；；精精矿矿品品位位提提高高0.57%；；原矿矿处处理理量量年年增增加加12万万吨吨；；设设备备运运转转率率提提高高2.98%；；减员员50%；；全全厂厂年年节节电电725.4千千瓦瓦时时；；成本本每每吨吨降降低低2.1千千元元。这一一综综合合自自动动化化系系统统为为公公司司增增加加经经济济效效益益总总额额为为每每年年6674.31万万元元。。行业业分分类类说说明明1、、家家庭庭自自动动化化2、、3D打打印印3、、汽汽车车中中的的自自动动化化4、、智智能能交交通通自自动动化化5、、智智能能建建筑筑与与楼楼宇宇自自动动化化6、、电电力力系系统统自自动动化化7、、机机器器人人行业业分分类类说说明明8、、军军事事与与国国防防自自动动化化9、、宇宇宙宙飞飞行行10、、电电子子商商务务和和商商业业自自动动化化11、、煤煤矿矿综综合合自自动动化化12、、先先进进制制造造系系统统自自动动化化13、、自自动动化化技技术术的的挑挑战战与与展展望望六、、自自动动化化专专业业如如何何学学如如何何做做?学好好数数学学。。数数学学四四年年不不断断线线；；掌握握计计算算机机工工具具，，学学好好计计算算机机方方面面的的软软硬硬件件设设计计技技术术，，计计算算机机四四年年不不断断线线。。可可以以保保证证你你找找到到一一份份好好工工作作和和有有一一个个很很好好的的工工作作开开端端；；建立立自自动动化化专专业业的的知知识识体体系系。。为为进进一一步步深深造造打打好好基基础础；；七、、自自动动化化专专业业如何何学学如如何何做做？重视视理理论论和和工工程程系系统统实实践践相相结结合合，，实实践践环环节节四四年年不不断断线线；；特特别别是是建建立立以以弱弱控控强强的的强强弱弱电电概概念念和和经经验验。。在在实实践践中中不不断断积积累累。。成成为为合合格格的的工工程程师师；；学好好自自动动控控制制理理论论及及其其控控制制方方法法的的实实现现，，重重点点在在用用软软件件实实现现的的方方法法。。为为高高层层次次工工程程师师打打基基础础；；培养养良良好好的的合合作作精精神神，，为为做做大大事事做做准准备备；；用好好外外语语。。八、、我我院院自自动动化化专专业业的的历历史史与与现现状状电气气工工程程与与自自动动化化学学院院始始建建于于1938年年，，原原名名电电机机工工程程学学系系，，设设立立矿矿山山机机电电专专业业（（分分侧侧电电方方向向和和侧侧机机方方向向）），，1958年年，，改改为为机机电电工工程程系系，，仍仍然然设设立立矿矿山山机机电电专专业业（（侧侧电电和和侧侧机机））、、1977年年，，招招煤煤矿矿电电气气化化与与自自动动化化专专业业，，1986年年，，独独立立设设置置电电气气工工程程系系，，招招电电气气自自动动化化专专业业，，1993年年，，改改为为工工业业自自动动化化专专业业，，1999年年，，全全国国专专业业规规划划为为自自动动化化专专业业。。2005年年更更名名为为电电气气工工程程与与自自动动化化学学院院。。2013年年设设立立轨轨道道交交通通信信号号与与控控制制专专业业。。我院院自自动动化化专专业业的的历历史史与与现现状状目前前，，我我校校的的自自动动化化专专业业为为河河南南省省特特色色专专业业。。控制制理理论论与与控控制制工工程程：：是是河河南南省省重重点点学学科科。。控制理理论与与控制制工程程专业业排名名（自自动化化）1—7A+类浙江大学、清华大学、东北大学、上海交通大学、西北工业大学、东南大学、华南理工大学8—34A类哈尔滨工业大学、北京理工大学、北京航空航天大学、中南大学、南京理工大学、哈尔滨工程大学、大连理工大学、燕山大学、西安交通大学、广东工业大学、北京科技大学、华中科技大学、上海大学、重庆大学、同济大学、天津大学、华北电力大学、中国科学技术大学、北京交通大学、南开大学、东华大学、北京化工大学、北京大学、山东大学、同济大学35-82B+类江南大学、华东理工大学、浙江工业大学、南京航空航天大学、兰州理工大学、河北工业大学、吉林大学、中国石油大学、西安理工大学、武汉理工大学、武汉科技大学、山东科技大学、江苏大学、中国矿业大学郑州大学49湖南大学、大连海事大学、厦门大学、杭州电子科技大学、西安电子科技大学、兰州交通大学、重庆邮电大学、内蒙古科技大学、天津工业大学河南理工大学59沈阳工业大学、南京师范大学、电子科技大学、合肥工业大学、苏州大学、广西大学、武汉大学、河海大学、青岛科技大学、太原理工大学、北京工业大学、南通大学、鞍山科技大学、南京工业大学、上海海事大学、四川大学、湖南科技大学、辽宁工程技术大学、沈阳理工大学、黑龙江大学、西安建筑科技大学、辽宁石油化工大学、北京邮电大学83-129B类西南交通大学、西华大学、河北理工大学、青岛大学、东北电力大学、中国海洋大学、辽宁工学院、江苏科技大学、太原科技大学、三峡大学、长春工业大学、北方工业大学、安徽理工大学、新疆大学、昆明理工大学、安徽工业大学、曲阜师范大学、深圳大学、内蒙古工业大学、南昌大学、哈尔滨理工大学、天津理工大学、南京邮电大学河南科技大学106河南大学107福州大学、中北大学、西安科技大学、陕西科技大学、湖南工业大学、长沙理工大学、北京工商大学、天津科技大学、河北大学、大连大学、江西理工大学、长安大学、扬州大学、西南科技大学、东北林业大学、渤海大学郑州轻工业学院124贵州大学、中国地质大学、河北科技大学、南京大学、北京建筑工程学院九、进进一步步深造造的机机会主干学学科““控制制科学学与工工程””和““电气气工程程”具具有一一级学学科硕硕士授授予权权，“控制制理论论与控控制工工程””是河河南省省重点点学科科每年招招收硕硕士生生近100名。。进一步步深造造的机机会博士专专业(1个个）：：矿业业电气气与控控制工工程。。一级硕硕士专专业（（2个个）：：控制制科学学与工工程、、电气气工程程；二级硕硕士专专业（（6个个）：：控制制理论论与控控制工工程、、检测测技术术与自自动化化装置置、系系统工工程、、电机机与电电器、、电力力电子子与电电力传传动、、电力力系统统及其其自动动化。。“自动动化””专业业是全全国最最多的的工科科专业业之一一（仅仅次于于计算算机专专业））。“自动动化””专业业一直直是招招生人人数最最多和和最受受用人人单位位欢迎迎的专专业之之一，，报考考的学学生多