自动化的发现与应用

李晓娜

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。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。

自动化并非是现代知识的产物，它早在人类文明之初就产生了，只不过是近代我们才把它定义下来。展望自动化发展方向，那我们首先应从自动化的发展历程开始说起。

在中国古代就出现的指南车，它是利用磁力和地球磁场完成的自动化装置。显示时间的日晷，它利用阴影与太阳高度以及角度完成的自动化显示。古墓里形形色色的机关，它们是通过隐藏开关以及势能之间的转换而形成的自动化防御。所以说自动化并非是一个年轻的学科，它的历史悠久而连绵不断。在这里它扮演了一个科技启蒙的角色。

自动化离我们并不远，生产生活的各个领域都涉及到了它，工业自动化，农业自动化，服务自动化，各种自动化设备在日常生活已随处可见。自动化已经成为一门独立的学科。

一、自动化的发展

自动化的发展大致可划分为三个时期：自动化技术形成、局部自动化、综合自动化。

1.世纪末到20世纪30年代（自动化技术的形成）：1788年瓦特发明离心式调速器，并把它与蒸汽机的阀门连接起来，构成蒸汽机的闭环自动控制系统。瓦特的这项发明开创了自动调节装置应用的新纪元。

2.世纪40年代到50年代（局部自动化）：二战时期形成的经典控制理论对战后发展及不自动化起了重要的推动作用。二战时期，德国的空军优势和英国的防御地位，迫使美国、英国和西欧各国科学家集中精力解决了防空火力控制系统和飞机自动导航系统等军事问题。从而形成了经典控制理论，开创了系统和控制这一新的科学领域。

2.世纪50年代到今（综合自动化）：20世纪50年代末，空间技术发展迅猛，迫切需要解决许多变量系统的最右控制问题。在这时期，微电子技术有了新的突破，电路计算机、单片微处理器使综合自动化成为现实。之后IFAC的成立使其发展迅猛。

自动化技术的发展主要体现在以下两方面：①三论：系统论、信息论、控制论。②以稳定和优化为主题，以简历被控对象的控制为关键，理论的意义在与指导实践，而自动化正因此得到飞快的发展。

二、自动化技术的应用领域

自动化技术在机械加工、采矿冶金、电力系统、交通运输、农业生产、环境保护、医药卫生、军事技术、科学研究、办公服务等领域得到了广泛的应用。比如：机械制造自动化、过程工业自动化、电力系统自动化、楼与自动化、楼与自动化与智能建造……

汽车工业的工厂控制采用一贯的生产方式，借着整条生产线的分工装配，没几分钟即可生产一辆汽车。纺织工业工厂自动化控制，亦采用一贯作业的生产方式，每几分钟即可高速生产一批布料。此等例子数不胜数。

不仅在这些行业中，计算机、智能控制、系统工程都会用到自动化。计算机集散控制系统DCS，采用网络通信、数据库等技术，一方面每台计算机自成体系，独立完成部分控制任务，另一方面个台计算机之间又相互联络、交换信息，完成协调控制及操作、管理等任务，实现分而自治黄河综合协调相结合的控制系统设计思想。现场总线控制系统FCS，人工神经网络控制，专家控制等。

自动化控制系统还大量出现在飞行器和交通的控制上，如导弹，航天飞机，火车等。设计和建造一个安全、舒适、高效、节能环保的大厦是它的基本目标。通过布线系统和信息终端使建筑“耳聪目明”，做出相应的决策，也就是所谓的智能。对大楼供电、照明、报警、消防、电梯、空调等设备监控和管理。通过办公自动化和通信自動化系统的综合设计，来提高大楼的舒适性、安全性、节能性，降低费用，实现高度的集成化管理。总之自动化的应用和广泛。

自动化是新起的力量，它将是推动社会发展的重要力量。自从它的兴起，已经大大的改变了人们的生活，提高了生产和生活效率。将来的自动化必会在各个领域得到更好的发展。70年代以来，自动化开始向复杂的系统和高级的智能控制发展。城市交通的控制、自动化指挥系统、医疗自动化、人口控制、机械人、办公自动化等。将来会成为新技术革命的重要内容迅猛发展。

三、学习自动化以及遇到的问题

这样一门实用性很强的学科，我们怎么能不认真学呢？从他的产生到发展到应用，我认为自动化是立身社会的重要知识。那我们如何学好它呢？

①学习自动化必须要树立学习目标，对着门可有浓厚的兴趣。

②必须具备专业理论知识。

③实践。自动化不仅仅是一门学科，而且广泛应用于实践，所以必须通过实践才能真正了解它。

④软件和计算机语言的学习，以及此方面的知识。如C语言、C++、VB、VF等，以及一些仿真软件如matlab，multisim，pspice等。

但在生活中，怎样才能把我们学习的知识用上呢？这是一个问题。其实只要我们在生活中多注意细节，多观察，做一个细心的人，自动化是随处可见的。这时我们可以用学到知识去解释它。当我们在生活中遇到问题时，我们也可以用自动化知识解决它，联想实际问题与所学知识的关系，最后将问题轻松解决。比如：电脑突然坏了，要是它的那个工作环节有问题我们就能用专业知识解决它。过年时我们可以自制节日彩灯。家里那个电器坏了，我们也可以自己修。所以只要我们亲身实践，多动脑，多思考，自动化知识可以在任意地方任意时刻帮助我们。这样才是真正学到并能应用自动化。