電氣工程及其自動化：現(xiàn)代城中的霓虹幻影

游走在夜晚的都市街道上，十字路口的紅綠燈、高樓大廈前的霓虹燈、LED大屏幕上清晰而逼真的畫面、商場里的電梯……電氣設(shè)備讓城市的夜晚有了一種動態(tài)之美。

但電氣并不是人們所想象的那樣，僅僅是通電就能驅(qū)動的。比如高樓大廈前的霓虹燈從下至上亮起，猶如一束煙花，最后在樓頂綻放，每個炫目的圖案的出現(xiàn)，都不是偶然，這其中每一盞燈的點(diǎn)亮、熄滅、閃爍以及它們各自所需的時間都是事先通過自動化控制編寫的程序設(shè)定好的——這些，都是電氣工程師的功勞。

選準(zhǔn)專業(yè)專攻方向

電氣工程及其自動化專業(yè)的學(xué)習(xí)可以分為三個階段。第一階段是掌握基礎(chǔ)知識，學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)、CAD制圖軟件、計算機(jī)匯編語言等。不難看出，這個階段主要是對輔助工具軟件的學(xué)習(xí)，我們常說“工欲善其事，必先利其器”，因此，這些學(xué)科被我們稱為“工具學(xué)科”。第二階段是掌握專業(yè)基礎(chǔ)，這是學(xué)好專業(yè)課的關(guān)鍵階段，也是最難的階段，因?yàn)檫@些課程的專業(yè)性和綜合性都很強(qiáng)，而且大多以理論知識為主，例如工程力學(xué)、電路分析等。第三階段是專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，包括可編程控制技術(shù)（以下簡稱PLC）、單片機(jī)、電力電子技術(shù)等，每個人都可以從中選擇一個自己喜歡的專業(yè)方向繼續(xù)學(xué)習(xí)。就一個大學(xué)生僅有的精力而言，我們很難把每一門專業(yè)課都學(xué)好，但選對專業(yè)方向，著重發(fā)展強(qiáng)勢學(xué)科十分重要，這個選擇關(guān)乎畢業(yè)后的個人就業(yè)方向。

以我個人為例，我選擇的方向是PLC。在大學(xué)前兩年，當(dāng)別人在網(wǎng)上熱絡(luò)地聊天、看電影、玩游戲時，我就開始在網(wǎng)上搜索最新的行業(yè)動態(tài)。周末一有時間，我就去招聘會現(xiàn)場轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，假扮應(yīng)聘者，探探市場的人才動態(tài)和供求狀況。不僅如此，我還常厚著臉皮跑到招生就業(yè)處，跟那里的老師聊聊天、取取經(jīng)。我了解到，PLC在工廠中的應(yīng)用很廣泛，涉及的領(lǐng)域很多。在平時的學(xué)習(xí)過程中，我也早已對這門專業(yè)課產(chǎn)生了濃厚的興趣，并且在實(shí)驗(yàn)中感受到這門技術(shù)的強(qiáng)大。比如說，它可以輔助設(shè)計一個自動化系統(tǒng)驅(qū)動大型設(shè)備，并且讓設(shè)備按照人的意志去做動作。如工廠里大型機(jī)床的傳統(tǒng)操控模式是一對一，甚至是多對一，即每臺機(jī)床都需要人去監(jiān)督。24小時無間歇的運(yùn)作將耗費(fèi)很大的人力財力，而如果用PLC將其進(jìn)行數(shù)控化之后，就能實(shí)現(xiàn)一對多的操控模式——只需一個人、一臺計算機(jī)，再加上相應(yīng)的設(shè)備即可。PLC將實(shí)際電路中的元器件用軟件來代替，既省時又省錢，工作效率自然就提高了。如果往電氣方向發(fā)展，則對專業(yè)理論的要求較高，相較而言，我更愿意選擇操作性強(qiáng)的專業(yè)方向來發(fā)展。

因此，在選擇專業(yè)方向時，我們可依據(jù)兩個標(biāo)準(zhǔn)：一是自己的興趣愛好，二是職場現(xiàn)狀。早了解、早準(zhǔn)備、早選擇，你就會比別人先走一步，就業(yè)時也會比別人有更多的選擇。

實(shí)驗(yàn)——最有趣的環(huán)節(jié)

我們都見過自動感應(yīng)門，當(dāng)我們靠近門時，它就會自動打開，當(dāng)我們遠(yuǎn)離它時，它又會自動關(guān)閉，這得益于自動化技術(shù)。傳感器是自動感應(yīng)門的大腦，當(dāng)傳感器感測到有物體接近的時候，它就會工作，進(jìn)而接通電路令電動機(jī)工作，實(shí)現(xiàn)門的打開，反之亦然。傳感器技術(shù)是一門大科學(xué)，對于我們專業(yè)而言，只要學(xué)會運(yùn)用它來開發(fā)電氣自動化系統(tǒng)就行了。

這就引出了實(shí)驗(yàn)。沒錯，這就是大三專業(yè)學(xué)習(xí)中最重要，也是最有趣的環(huán)節(jié)。我們不僅有設(shè)計與控制類實(shí)驗(yàn)，還有很多驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)，比如說驗(yàn)證某種電子器件的工作原理，驗(yàn)證某個專用電路的效果等。其中，用PLC來設(shè)計自動飲料售貨機(jī)操作系統(tǒng)就是一個很好的例子。比如現(xiàn)在有兩種飲料可以出售，一種是5元的，一種是6元的;投幣口有兩種投幣方式，一種是1元硬幣，一種是10元紙幣。現(xiàn)在需要考慮的問題有（1）怎樣識別幣種，（2）如何計數(shù)，也就是如何識別已投入錢幣的金額，（3）如何把金額數(shù)顯示在售貨機(jī)的LED屏幕上，（4）如何選擇飲料的種類，（5）如何找零。如果解決了這些問題，一臺簡單的自動飲料售貨機(jī)的控制系統(tǒng)就設(shè)計好了。對于第一個問題，我們設(shè)計了兩個常開軟元件，一個用來識別1元硬幣，一個用來識別10元紙幣;對于第二個問題，可以通過對軟元件發(fā)出的脈沖進(jìn)行計數(shù)，每投一個硬幣就計一次數(shù)，這樣就達(dá)到識別金額數(shù)的目的;第三個問題，可以用LED數(shù)碼管將累計金額的數(shù)目顯示出來;第四個問題，設(shè)計兩個軟元件，一個控制5元的飲料，一個控制6元的飲料;最后一個問題可以通過計算機(jī)的減法運(yùn)算來判斷是否需要找零，或者該找多少。

有電的地方就有用武之地

電氣工程及其自動化專業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，可以毫不夸張地說，只要有電存在的地方，就一定有我們的用武之地。強(qiáng)電領(lǐng)域的電機(jī)電器設(shè)計、制造、控制運(yùn)行維護(hù)和生產(chǎn)管理工作，電力系統(tǒng)與電氣裝備的運(yùn)行、供電系統(tǒng)和高層建筑的電氣設(shè)計與運(yùn)行維護(hù)的工作，建筑電氣領(lǐng)域的電氣設(shè)計、綜合布線、系統(tǒng)設(shè)計、工程建設(shè)與管理工作，還有電氣傳動等技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)工作等，無一不是和我們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)。