自動化的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用

李曉娜

自動化專業(yè)主要研究的是自動控制的原理和方法，自動化單元技術(shù)和集成技術(shù)及其在各類控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。它以自動控制理論為基礎(chǔ)，以電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)為主要工具，面向工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制及各行業(yè)、各部門的自動化。動化專業(yè)主要研究的是自動控制的原理和方法，自動化單元技術(shù)和集成技術(shù)及其在各類控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。它以自動控制理論為基礎(chǔ)，以電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)為主要工具，面向工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制及各行業(yè)、各部門的自動化。

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

在中國古代就出現(xiàn)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(guān)，它們是通過隱藏開關(guān)以及勢能之間的轉(zhuǎn)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(xué)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(chǎn)生活的各個領(lǐng)域都涉及到了它，工業(yè)自動化，農(nóng)業(yè)自動化，服務(wù)自動化，各種自動化設(shè)備在日常生活已隨處可見。自動化已經(jīng)成為一門獨立的學(xué)科。

一、自動化的發(fā)展

自動化的發(fā)展大致可劃分為三個時期：自動化技術(shù)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(shù)的形成）：1788年瓦特發(fā)明離心式調(diào)速器，并把它與蒸汽機的閥門連接起來，構(gòu)成蒸汽機的閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。瓦特的這項發(fā)明開創(chuàng)了自動調(diào)節(jié)裝置應(yīng)用的新紀元。

2.世紀40年代到50年代（局部自動化）：二戰(zhàn)時期形成的經(jīng)典控制理論對戰(zhàn)后發(fā)展及不自動化起了重要的推動作用。二戰(zhàn)時期，德國的空軍優(yōu)勢和英國的防御地位，迫使美國、英國和西歐各國科學(xué)家集中精力解決了防空火力控制系統(tǒng)和飛機自動導(dǎo)航系統(tǒng)等軍事問題。從而形成了經(jīng)典控制理論，開創(chuàng)了系統(tǒng)和控制這一新的科學(xué)領(lǐng)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(shù)發(fā)展迅猛，迫切需要解決許多變量系統(tǒng)的最右控制問題。在這時期，微電子技術(shù)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(xiàn)實。之后IFAC的成立使其發(fā)展迅猛。

自動化技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下兩方面：①三論：系統(tǒng)論、信息論、控制論。②以穩(wěn)定和優(yōu)化為主題，以簡歷被控對象的控制為關(guān)鍵，理論的意義在與指導(dǎo)實踐，而自動化正因此得到飛快的發(fā)展。

二、自動化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

自動化技術(shù)在機械加工、采礦冶金、電力系統(tǒng)、交通運輸、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護、醫(yī)藥衛(wèi)生、軍事技術(shù)、科學(xué)研究、辦公服務(wù)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。比如：機械制造自動化、過程工業(yè)自動化、電力系統(tǒng)自動化、樓與自動化、樓與自動化與智能建造……

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

不僅在這些行業(yè)中，計算機、智能控制、系統(tǒng)工程都會用到自動化。計算機集散控制系統(tǒng)DCS，采用網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，一方面每臺計算機自成體系，獨立完成部分控制任務(wù)，另一方面?zhèn)€臺計算機之間又相互聯(lián)絡(luò)、交換信息，完成協(xié)調(diào)控制及操作、管理等任務(wù)，實現(xiàn)分而自治黃河綜合協(xié)調(diào)相結(jié)合的控制系統(tǒng)設(shè)計思想?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，專家控制等。

自動化控制系統(tǒng)還大量出現(xiàn)在飛行器和交通的控制上，如導(dǎo)彈，航天飛機，火車等。設(shè)計和建造一個安全、舒適、高效、節(jié)能環(huán)保的大廈是它的基本目標。通過布線系統(tǒng)和信息終端使建筑“耳聰目明”，做出相應(yīng)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(diào)等設(shè)備監(jiān)控和管理。通過辦公自動化和通信自動化系統(tǒng)的綜合設(shè)計，來提高大樓的舒適性、安全性、節(jié)能性，降低費用，實現(xiàn)高度的集成化管理。總之自動化的應(yīng)用和廣泛。

自動化是新起的力量，它將是推動社會發(fā)展的重要力量。自從它的興起，已經(jīng)大大的改變了人們的生活，提高了生產(chǎn)和生活效率。將來的自動化必會在各個領(lǐng)域得到更好的發(fā)展。70年代以來，自動化開始向復(fù)雜的系統(tǒng)和高級的智能控制發(fā)展。城市交通的控制、自動化指揮系統(tǒng)、醫(yī)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(shù)革命的重要內(nèi)容迅猛發(fā)展。

三、學(xué)習(xí)自動化以及遇到的問題

這樣一門實用性很強的學(xué)科，我們怎么能不認真學(xué)呢？從他的產(chǎn)生到發(fā)展到應(yīng)用，我認為自動化是立身社會的重要知識。那我們?nèi)绾螌W(xué)好它呢？

①學(xué)習(xí)自動化必須要樹立學(xué)習(xí)目標，對著門可有濃厚的興趣。

②必須具備專業(yè)理論知識。

③實踐。自動化不僅僅是一門學(xué)科，而且廣泛應(yīng)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(xué)習(xí)，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(xué)習(xí)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(jié)，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(xué)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(lián)想實際問題與所學(xué)知識的關(guān)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(huán)節(jié)有問題我們就能用專業(yè)知識解決它。過年時我們可以自制節(jié)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(xué)到并能應(yīng)用自動化。