自動化的發現與應用

（青島工學院 山東青島 266300）

自動化專業主要研究的是自動控制的原理和方法，自動化單元技術和集成技術及其在各類控制系統中的應用。它以自動控制理論為基礎，以電子技術、電力電子技術、傳感器技術、計算機技術、網絡與通信技術為主要工具，面向工業生產過程自動控制及各行業、各部門的自動化。動化專業主要研究的是自動控制的原理和方法，自動化單元技術和集成技術及其在各類控制系統中的應用。它以自動控制理論為基礎，以電子技術、電力電子技術、傳感器技術、計算機技術、網絡與通信技術為主要工具，面向工業生產過程自動控制及各行業、各部門的自動化。

自動化并非是現代知識的產物，它早在人類文明之初就產生了，只不過是近代我們才把它定義下來。展望自動化發展方向，那我們首先應從自動化的發展歷程開始說起。

在中國古代就出現的指南車，它是利用磁力和地球磁場完成的自動化裝置。顯示時間的日晷，它利用陰影與太陽高度以及角度完成的自動化顯示。古墓里形形色色的機關，它們是通過隱藏開關以及勢能之間的轉換而形成的自動化防御。所以說自動化并非是一個年輕的學科，它的歷史悠久而連綿不斷。在這里它扮演了一個科技啟蒙的角色。

自動化離我們并不遠，生產生活的各個領域都涉及到了它，工業自動化，農業自動化，服務自動化，各種自動化設備在日常生活已隨處可見。自動化已經成為一門獨立的學科。

一、自動化的發展

自動化的發展大致可劃分為三個時期：自動化技術形成、局部自動化、綜合自動化。

1．世紀末到20世紀30年代（自動化技術的形成）：1788年瓦特發明離心式調速器，并把它與蒸汽機的閥門連接起來，構成蒸汽機的閉環自動控制系統。瓦特的這項發明開創了自動調節裝置應用的新紀元。

2．世紀40年代到50年代（局部自動化）：二戰時期形成的經典控制理論對戰后發展及不自動化起了重要的推動作用。二戰時期，德國的空軍優勢和英國的防御地位，迫使美國、英國和西歐各國科學家集中精力解決了防空火力控制系統和飛機自動導航系統等軍事問題。從而形成了經典控制理論，開創了系統和控制這一新的科學領域。

2．世紀50年代到今（綜合自動化）：20世紀50年代末，空間技術發展迅猛，迫切需要解決許多變量系統的最右控制問題。在這時期，微電子技術有了新的突破，電路計算機、單片微處理器使綜合自動化成為現實。之后IFAC的成立使其發展迅猛。

自動化技術的發展主要體現在以下兩方面：①三論：系統論、信息論、控制論。②以穩定和優化為主題，以簡歷被控對象的控制為關鍵，理論的意義在與指導實踐，而自動化正因此得到飛快的發展。

二、自動化技術的應用領域

自動化技術在機械加工、采礦冶金、電力系統、交通運輸、農業生產、環境保護、醫藥衛生、軍事技術、科學研究、辦公服務等領域得到了廣泛的應用。比如：機械制造自動化、過程工業自動化、電力系統自動化、樓與自動化、樓與自動化與智能建造……

汽車工業的工廠控制采用一貫的生產方式，借著整條生產線的分工裝配，沒幾分鐘即可生產一輛汽車。紡織工業工廠自動化控制，亦采用一貫作業的生產方式，每幾分鐘即可高速生產一批布料。此等例子數不勝數。

不僅在這些行業中，計算機、智能控制、系統工程都會用到自動化。計算機集散控制系統DCS，采用網絡通信、數據庫等技術，一方面每臺計算機自成體系，獨立完成部分控制任務，另一方面個臺計算機之間又相互聯絡、交換信息，完成協調控制及操作、管理等任務，實現分而自治黃河綜合協調相結合的控制系統設計思想。現場總線控制系統FCS，人工神經網絡控制，專家控制等。

自動化控制系統還大量出現在飛行器和交通的控制上，如導彈，航天飛機，火車等。設計和建造一個安全、舒適、高效、節能環保的大廈是它的基本目標。通過布線系統和信息終端使建筑“耳聰目明”，做出相應的決策，也就是所謂的智能。對大樓供電、照明、報警、消防、電梯、空調等設備監控和管理。通過辦公自動化和通信自動化系統的綜合設計，來提高大樓的舒適性、安全性、節能性，降低費用，實現高度的集成化管理。總之自動化的應用和廣泛。

自動化是新起的力量，它將是推動社會發展的重要力量。自從它的興起，已經大大的改變了人們的生活，提高了生產和生活效率。將來的自動化必會在各個領域得到更好的發展。70年代以來，自動化開始向復雜的系統和高級的智能控制發展。城市交通的控制、自動化指揮系統、醫療自動化、人口控制、機械人、辦公自動化等。將來會成為新技術革命的重要內容迅猛發展。

三、學習自動化以及遇到的問題

這樣一門實用性很強的學科，我們怎么能不認真學呢？從他的產生到發展到應用，我認為自動化是立身社會的重要知識。那我們如何學好它呢？

①學習自動化必須要樹立學習目標，對著門可有濃厚的興趣。

②必須具備專業理論知識。

③實踐。自動化不僅僅是一門學科，而且廣泛應用于實踐，所以必須通過實踐才能真正了解它。

④軟件和計算機語言的學習，以及此方面的知識。如C語言、C++、VB、VF等，以及一些仿真軟件如matlab，multisim，pspice等。

但在生活中，怎樣才能把我們學習的知識用上呢？這是一個問題。其實只要我們在生活中多注意細節，多觀察，做一個細心的人，自動化是隨處可見的。這時我們可以用學到知識去解釋它。當我們在生活中遇到問題時，我們也可以用自動化知識解決它，聯想實際問題與所學知識的關系，最后將問題輕松解決。比如：電腦突然壞了，要是它的那個工作環節有問題我們就能用專業知識解決它。過年時我們可以自制節日彩燈。家里那個電器壞了，我們也可以自己修。所以只要我們親身實踐，多動腦，多思考，自動化知識可以在任意地方任意時刻幫助我們。這樣才是真正學到并能應用自動化。