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1、 课程报告课程报告 课程名称：自动化专业导论 课程时间： 授课教师： 学生姓名： 学生班级： 学生学号： 联系电话： 哈尔滨工业大学航天学院 2013 年 4 月 2 自动化专业导论课程报告自动化专业导论课程报告 一一、对专业的认识对专业的认识 接下来我要谈一谈自己对自动化专业的认识和看法。 自动化（Automation）是指工具或生产过程不依赖或少量依赖人的干预而主要依 靠预设指令和程序自动完成工作的过程。自动化一词最早来源于美国福特公司的机械 工程师 D.S.哈德，1946 年他用这个词来描述汽车发动的工作生产过程。但事实上， 自动化科学的基础早在 19 世纪末期就已经奠定。自动化科学出现
2、的原因是为了控制 那些自工业革命来越来越复杂的机械设备，诸如汽车、飞机等。此外现代工业生产上 的流水线和精密设备，也越来越难以单纯的依靠人手来控制。这些新产品和技术导致 了自动化科学的诞生。同时，应用数学和近现代电子学的发展也为自动化科学提供了 理论基础。 自动化科学以数学和电子学为基础，根据应用对象，还包含力学、热学、电磁学、 化学等很多学科，有些极端的研究方向甚至还要包括社会科学。20 世纪 70 年代后， 计算机技术和适应计算机技术的新数学方法逐渐取代了源于 19 世纪末二十世纪初的 数学方法和电子学在自动化科学中的地位。而在当今，由于自动控制理论中大量新问 题的出现，使得其中涉及的数学
3、和计算机科学问题极端困难。因此，在西方自动化科 学已经基本不再作为一个独立学科， 而是被分化到数学、 计算机科学的研究内容中去。 采用具有自动控制，能自动调节、检测、加工的机器设备、仪表，按规定的程序 或指令自动进行作业的技术措施。其目的在于增加产量、提高质量、降低成本和劳动 强度、保障生产安全等。自动化程度已成为衡量现代国家科学技术和经济发展水平的 重要标志之一。 自动化必须依赖自动识别系统.自动识别系统是现代工业和商业及物流领域中. 生产自动化.销售自动化.流通自动化过程中.所必备的自动识别设备以及配套的自动 识别软件所构成的体系. 自动识别系统几乎覆盖了现代生活领域中的各个环节.并具有及
4、大的发展空间.其中 比较常见的条形码打印设备和扫描设备.手机二维码的应用.指纹防盗锁.自动售货柜. 自动投币箱.POS 机等. 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。学生在毕业后能从事自动控制、自动化、信号与数据处理及计算机应用等方 面的技术工作
5、。就业领域也非常宽广，包括高科技公司、科研院所、设计单位、大专 院校、金融系统、通信系统、税务、外贸、工商、铁道、民航、海关、工矿企业及政 府和科技部门等。 很多老师都说过自动化专业是一个“万金油” ，为什么如此形容这个专业呢，接 下来我对这个问题进行简单的阐述。 一般来说不外乎有这样几个原因：一是属于信息产业。信息产业被人们誉为“朝 阳产业”，发展快、需要人才多、待遇高，是当今科技发展的趋势所在。因此，作为 信息产业中的重要一员，自动化专业同样有着光辉的前途。二是自动化应用范围广。3 目前，几乎所有的工业部门都可以同自动控制挂上钩，现代化的农业、国防也都与自 动化息息相关。三是本专业对于个人
6、发展非常有利。本专业课程设置的覆盖面广，所 学的东西与其他学科交叉甚多。这也与本专业的来历有关，自动化专业大部分源于计 算机或者电子工程系的自动控制专业。 那么我们来看看这样一个“万金油”的专业需要哪些方面的知识和能力吧。自动 控制理论、运筹学、信号与系统分析、计算机软件技术应用、算法语言及程序设计、 模拟电子技术基础、电路原理等等，甚至连流体力学也要修。可以说自动化专业需要 工科各方面的知识，其课程与电子工程、计算机、电机工程甚至化学工程都有交叉， 这就难怪自动化人才可以到各种各样的领域工作了。以上的学习特点要求学生有较强 的理工科背景，不能偏科。当然，各高校自动化专业侧重点的不同也使得后期
7、的专业 课有较大的差异。在同样的几年要修比别人多的课程也就意味着比别人更累，所以希 望那些对大学生活存在天真幻想，或者想在本科几年好好休息、期待风花雪月的同学 不要报考这个专业， 繁重的学业压力以及全面发展的要求对你来说将是个痛苦。 但是， 对那些有志于学到真本领、硬功夫的同学来说，这个专业真的是一个非常好的选择。 如此热门的专业带来的当然是激烈甚至残酷的竞争，像电子、计算机这些电类专业一 样，自动化的报考难度也不小。 自动化专业的优势在就业时候体现得更为突出。首先，所有的行业都可以同自动 化挂钩，转行非常容易，“硬”可转电子工程，“软”可转计算机，也可转通信，当 然待遇也是非常不错。如果考研
8、，还有中国科学院一些相关院所可供选择。 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“控管结合，强弱并重，软硬兼施”等鲜明的特 点，是理、工、文、管多学科交叉的宽口径工科专业。学生在校时一般学习半导体变 流技术、自动控制系统、电力拖动与电气控制、最优控制、微型计算机控制技术、计 算机通讯与网络、数字信号处理、软件工程、传感器原理、自动检测技术、系统工程 概论、运筹学和情报检索等
9、近 40 门课程。本专业是一门适应性强、应用面广的工程 技术学科。旨在培养学生成为基础扎实、自动控制技术知识系统深入、计算机应用能 力强的高级工程技术人才。所以学生在毕业后都能从事自动控制、自动化、信号与数 据处理及计算机应用等方面的技术工作。就业领域也非常的宽广，比如高科技公司、 科研院所、设计单位、大专院校、金融系统、通信系统、税务、外贸、工商、铁路、 民航、海关、工矿企业及政府和科技部门等。历年来，本专业的毕业生的供求比例一 直都保持在 110 左右，近年的就业去向主要是在系统集成、计算机软件硬件开发和 通信等领域。 由于 20 世纪下半叶，以信息技术为显著特征的第四次科技革命浪潮冲击着
10、全球， 对各国经济的发展起着极大的推动作用。能否抓住这一难得的发展机遇，就决定了世 界各国能否在未来的国际竞争中占有有利的地位。我国在改革开放这一大好形势下， 采取积极应对的态势，迎接着这一挑战。党和国家领导人十分重视自动化技术对国民 经济的巨大作用，制订出了相应的措施，加大对自动化专业教育的投资，在各高校纷 纷设立实验室，改善教学环境以培养出更多出色的专业人才。 二二、典型的、典型的自动控制系统及其核心思想自动控制系统及其核心思想 接下来我简单介绍一种典型的自动控制系统及其核心思想。 4 本次设计以 STC89C52 芯片为控制核心，温度，湿度等传感器为环境信息采集源， 以 Web 控制为辅
11、助，来制作一个物联网空调监控系统。在原有的机械式按键开关的基 础上，采用无线遥控器与 Web 网页远程控制，来控制空调机组（如风机，加湿器，风 阀等） ，实现了远距离，多角度对空调机组进行实时控制。此外在本次设计中，采用 多种传感器想结合， 智能根据各传感器采集的数值进行自动化控制， 如自动开关风机， 智能调节冷冻水量，自动调节风阀开度等。并能够实现故障诊断，提供报警，数据实 时数据与历史数据查询并 Excel 表输出。 根据设计要求，系统提供了包括了核心控制模块，Web 服务器，Web HTML 模块， 数据采集模块，继电器模块，按键模块，报警模块，等等。系统的整体框图如图 1 所 示。 三
12、三、科学家与工程师、科学家与工程师 下面我来谈一谈自己对科学家和工程师的区别与联系。 冯卡门教授有句名言： “科学家研究已有的世界，工程师创造未来的世界” 。科 学家与工程师的区别最先在于科学与工程两个概念的区别：科学在于探索客观世界中 存在的客观规律，所以科学强调分析，强调结论的唯一性；工程是人们综合应用科学 理论和技术手段去改造客观世界的实践活动， 所以工程强调综合， 强调方案比较论证。 这也是科学与工程的主要不同之处。 科学家的思维方式和工程师的有很大的不同， 在在科学家看来， 几个简单的动作， 到了工程师那里进行实现时可以被细分解成几十个小步骤。工程师们要训练成机械性网页 服务器 （串
13、口转网关） 核心控制设备 （以 STC8052 为核心） 数据库信息 设备状态信息 传感器 （温度， 湿度） LCD 显示 模式，温度， 湿度信息 继电器 风机 水阀开度 新风开度 加湿器 回风开度 用户输入信息 用户控制信息 环境信息 按键 5 且严谨的思维，而科学家们需要大胆的假设，同时也要对假设进行严谨的推理论证。 这个也能从高等教育培养机制窥见一斑，工程师的培养模式是科学基础工程规范， 科学家的培养模式是科学基础形象思维。 另外我想重点从经济角度来谈一下我对这两者的区别，科学家们相当于吃皇粮 的，他们想法子获得必要的经费（如政府拨款，企业投资，私人赞助等） ，同时科学 家们需要最大限度
14、的学术自由，以使他们可以无后顾之忧地进行研究，即使研究得到 的是和原先设想的完全相反的结果，经费也没有白花；工程师相比科学家来说则更多 的立足于市场，他们要学会关注市场，找到需求，还要学会如何用最少的钱，最快的 速度去满足一个市场需求。科学研究有时候仅仅是为了满足科学家个人的好奇心，当 然也可以是非常有实用价值的科学探求，科学发现离实际应用都有长长短短的距离， 其研究成果是否能得到经济回报则永远是一个未知数；工程师们则不同，他们必须使 制造出来的物体，在经济上是可行的，否则没有任何用处，如果一件产品的成本高于 其市场价值，使得无人光顾，这种产品就无法生产，所以对工程师来说，经济观念是 必备的。 总之，自动化专业是一个理想的专业，我所要学习的知识还有很多，无穷无尽。 今后我一定会刻苦努力，在学会课内知识的同时广泛涉猎，争取在学术上有所建树。
