自动化专业导论.ppt

自动化专业介绍,一、国家常规工业整体的现状和趋势 二、什么是自动化？ 三、自动化专业学什么？ 四、自动化专业做什么？ 五、自动化专业如何学？ 六、自动化专业如何做？ 七、我院自动化专业的历史与现状 八、进一步深造的机会 九、就业前景 十、未来的自动化工作者的素质 十一、未来的自动化工作者的责任,大国重器,第一集 国家博弈 第二集 国之砝码 第三集 赶超之路 第四集 智慧转型 第五集 创新驱动 第六集 制造强国,一、国家常规工业整体的现状和趋势,一、国家常规工业整体的现状和趋势,参考纪录片大国重器 1、世界上最大的单塔悬索钢结构大桥，在旧金山建成，中国造； 2、世界上最大的港机生产和销售企业在中国； 3、自生式海上钻井平台，世界领先水平； 4、海上石油铺管船，世界领先；,一、国家常规工业整体的现状和趋势,参考纪录片大国重器 5、世界上最大的12000吨的起重机，中国造； 6、百万吨乙烯工程核心装备，世界领先； 7、高端数控机床，打破垄断，达到世界先进水平，加工精度达到亚微米； 8、221亿建造了一个高端数控机床的地下生产厂； 9、世界最大的4500吨履带式起重机，中国造；,一、国家常规工业整体的现状和趋势,参考纪录片大国重器 10、世界最大的1200吨汽车吊，中国造； 11、高铁，世界领先； 12、世界上最难造的民用船：LNG液化天然气专用运输船，国际先进； 13、世界最大的推土机，中国造； 14、世界第一台智能型数控机床，中国造； 15、世界最先进的汽车冲压生产线，中国造；,一、国家常规工业整体的现状和趋势,参考纪录片大国重器 16、世界最大的1200吨汽车吊，中国造； 17、世界最先进的百万千瓦级超超临界汽轮发电机组，中国造； 18、世界上最先进的核电设备，中国造； 19、世界最有价值的新能源科技：热泵用于发电厂余热利用，中国首创； 20、电厂空气冷却塔，世界领先； 21、太阳能技术，领跑世界；,一、国家常规工业整体的现状和趋势,参考纪录片大国重器 22、世界最大的两台5兆瓦风电设备，中国造； 23、世界最先进的百万千瓦级超超临界汽轮发电机组，中国造； 24、世界上最先进的核电设备，中国造； 25、世界最有价值的新能源科技：热泵用于发电厂余热利用，中国首创； 26、电厂空气冷却塔，世界领先； 27、太阳能技术，领跑世界；,一、国家常规工业整体的现状和趋势,参考纪录片大国重器 28、煤矿采掘重型装备，国际领先； 29、高压变频器国内市场占有率达到三分之二以上，部分核心技术中国创造； 30、装备制造业，连续四年产值全球第一； 31、发电设备，输配电设备，用电设备全面达到国际先进水平，多数核心设备国际领先； 无论什么东西，只要中国人能做，说实在的，老外一般来说就没戏了-工信部领导说的； 中国人不缺能力，不缺智慧，需要的是时间，赶上再超过国外，只是个时间的问题国企老板说的；,我们的短板,1、基础零部件 2、基础元器件 3、基础工艺 4、基础材料 5、基础软件 6、装备的数字化、信息化、自动化 这些短板，都和我们的自动控制和信息化技术的水平有很大的关系,1. 国家博弈:翁福集团 磷肥装置，氟化氢技术；振华重工港机，深水钻井平台，海上浮吊；湘潭电机厂 300吨矿山电动轮自卸车。 2. 国之砝码 ：沈鼓 裂解气压缩机；百万吨乙烯装置；徐工集团 全地面起重机，4500吨履带式起重机；大连光洋集团 精密数控机床。 3. 赶超之路：中国北车集团唐车公司 宽体客车，CRH3动车组；北京第一机床厂 巨型数控镗铣床；沪东中华集团 LNG船制造 4. 智慧转型：山推集团 大马力推土机；陕鼓集团 系统服务和总包商；沈阳机床 “飞阳”机床操作系统 5. 创新驱动：济二机床 大型快速智能冲压生产线；上海电气集团 120万千瓦超超临界汽轮机，大型船用曲轴；双良集团 溴化锂制冷机、智能化锅炉、立体停车； 6. 制造强国：沈阳新松 移动机器人；无锡叶片 发电站叶片；正泰集团 太阳能技术,秋水时至，百川灌河。泾流之大，两涘渚崖之间，不辩牛马。 于是焉河伯欣然自喜，以天下美为尽在己。顺流而东行，至于北海，东面而视，不见水端。于是焉河伯始旋其面目，望洋向若而叹曰：“野语有之：闻道百，以为莫己若者。我之谓也。且夫吾尝闻少仲尼之闻，而轻伯夷之义者，始吾弗信。今我睹子之难穷也，吾非至于子之门，是殆矣，吾常见笑于大方之家。,二、什么是自动化？,自动化是指机器设备、系统或过程，在没有人或较少人的参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标。 自动化的核心是自动控制,2.1自动化技术的组成,硬件技术 控制设备、变送器 执行器、辅助设备 软件技术 控制软件、优化软件 管理软件、软测量软件 系统技术 各种硬件的集成技术 各种软件的组态技术 网络的集成和组态技术,2.2自动化技术的意义（1）,是提高企业整体素质最有效的途径之一 从小处说：把自动化技术与传统产业技术结合起来，是提高企业素质，改善技术装备，提高产品质量和管理水平，提高整体效益最现实、最有效的途径之一。,2.2自动化技术的意义（2）,是提高国家整体国力的主要手段之一 从大处说：大面积运用自动化技术和计算机技术实现传统工业技术改造，已经成为提高综合国力的主要手段之一。,2.2自动化技术的意义（3）,是合理调整产业结构的主要手段之一 发展自动化可以建立一批产业 发展自动化可以改造一批产业 发展自动化可以拉动一批产业 高技术、高投入、高产出 大国重器,2.2自动化技术的意义（4）,是“高能耗、高消耗、高污染”治理的有效手段之一 发展自动化技术，相关工艺技术和自动控制技术的紧密结合和高度集成，实现“三高”治理,自动化是一个国家、行业、企业现代化水平的重要标志。,今后十年的国家战略,1、创新驱动 2、基础支撑 3、高端引领 4、绿色发展 5、走出去 一步，一步，中国在路上。,三、自动化专业学什么？,自动化的核心自动控制 自动控制的精髓反馈控制,反馈控制系统的基本结构：,自动化专业的知识体系,自动化专业的知识结构与课程体系说明,自动化专业对数学、物理、电子技术、计算机、检测及信息处理、自动控制等基础知识有很高的要求，同时通过大量的实验和实践环节培养学生的实际动手能力。,自动化专业的知识结构与课程体系说明,自动化专业的知识结构和课程体系由综合教育、公共基础、专业基础、专业核心和专业拓展五大部份构成。,（1） 综合教育,涉及人文社会科学、经济与管理、环境科学、生命科学等很多学科； 课程类别有政治理论、军事理论、道德修养、法律基础、管理基础、经济基础、环境保护与可持续发展、中华文化、中外历史、音乐欣赏、体育知识等； 政治理论、军事理论、道德修养属于必修。,（2） 公共基础,涉及自然科学、计算机信息技术、外语、体育等知识领域； 必修课程包括高等数学、大学物理、英语、体育、计算机应用基础、高级程序设计语言等； 选修课程有化学、生物等。,（3）专业基础,工程数学基础：线性代数，复变函数与积分变换，概率与数理统计，随机过程等； 电工电子基础：电路原理，模拟电子技术，数字电子技术，电机与拖动基础等； 计算机基础：微机原理与接口技术，计算机软件基础，数据结构与数据库等； 信号处理基础：信号与系统，数字信号处理等； 工程基础：工程制图。,（4）专业核心,控制理论：自动控制原理，现代控制理论，控制系统的建模与仿真； 控制技术与系统：计算机控制技术，运动控制系统，过程控制系统，轨道交通信号与控制系统； 自动化相关技术：传感器与检测技术，电力电子技术，计算机网络与通信等；,（5）专业拓展,控制与优化类：智能控制，自适应控制，最优化方法，最优控制，系统辨识，非线性控制理论，先进控制理论与方法等； 网络控制类：集散控制系统（DCS），计算机集成制造系统（CIMS），现场总线控制技术等； 计算机应用与信息处理类：单片机原理及应用，可编程控制器（PLC），嵌入式系统，DSP原理及应用，智能仪器仪表，操作系统，软件工程，数字图象处理，多传感器信息融合，数据挖掘，电子商务，网络安全，多媒体技术等； 其他：机器人导论，人工智能，系统工程，自动检测技术，管理信息系统，楼宇自动化等。,自动化专业的知识层次,深入学习,从课程体系的角度看自动化学什么。,四、自动化做什么？,除了大国重器介绍的领域之外其他的典型应用,自动化系统应用举例,神十载人航天任务,2012年我国“蛟龙号”成功下潜到7020米（世界第一），3013年正式开始科学考察和科学研究。,战机对目标的自动化攻击（军事自动化）,海陆空天潜一体的指挥体系（军事自动化）,新型隐形导弹艇,作战机器人,无人攻击机,隐形战斗轰炸机,我国“东风” 弹道导弹,美军“三叉戟” 弹道导弹,国产“雷霆”激光制导炸弹,数控机床和数控加工中心：自动完成零部件的加工和处理（工业自动化）,一种数控加工中心,现代自动化工厂生产线（国产）,汽车冲压生产线,汽车焊接生产线,以机器人为单元的无人化工厂,我国的月球探测车,美国研制的火星探测机器人,高技术自动化系统- 拟人型机器人,足球机器人,机器人接待员,基于GPS的无人驾驶自动插秧机（农业自动化）,温室立体栽培,自动化农业机械（农业自动化）,自动化技术的典型实例（1）,冶金自动化院在攀枝花钢铁公司1450热连轧实施“冶金综合自动化系统”，关键技术是大功率交交变频器设计技术、交交变频对电网产生无功冲击及谐波污染的预测及防治技术、交交变频电机设计理论与制造技术等八大技术。主要包括6套交交变频控制系统、6套变频调速同步电动机、6套油浸式整流变压器以及SVC装置，总价格为4384.6万元人民币，与ABB公司相比，节省工程投资2877万元，同时创造了重大经济效益： 增加产量效益 9000万元/年； 薄钢规格产量上升效益 339万元/年； 废钢率下降效益 450万元/年； 电能节约效益 554万元/年； 检修费用节约 120万元/年。 以上5项合计每年增加经济效益11683.78万元。,自动化技术的典型实例（2）,东大自动化在酒泉钢铁集团公司的选矿厂实施“选矿全流程综合自动化系统”，主要采用自行开发的智能解耦控制系统、多媒体智能监控系统和生产执行系统，对原料筛分与输送、矿石输送与干燥、矿石焙烧、强磁选别与弱磁选别、浓缩脱水与精矿输送等过程，实现全流程检测、控制、优化、调度与管理，取得了重大经济效益： 金属回收率提高2.01%； 精矿品位提高0.57%； 原矿处理量年增加12万吨； 设备运转率提高2.98%； 减员50%； 全厂年节电725.4千瓦时； 成本每吨降低2.1千元。 这一综合自动化系统为公司增加经济效益总额为每年6674.31万元。,行业分类说明,1、家庭自动化 2、3D打印 3、汽车中的自动化 4、智能交通自动化 5、智能建筑与楼宇自动化 6、电力系统自动化 7、机器人,行业分类说明,8、军事与国防自动化 9、宇宙飞行 10、电子商务和商业自动化 11、煤矿综合自动化 12、先进制造系统自动化 13、自动化技术的挑战与展望,六、自动化专业如何学如何做?,学好数学。数学四年不断线； 掌握计算机工具，学好计算机方面的软硬件设计技术，计算机四年不断线。可以保证你找到一份好工作和有一个很好的工作开端； 建立自动化专业的知识体系。为进一步深造打好基础；,七、自动化专业如何学如何做？,重视理论和工程系统实践相结合，实践环节四年不断线；特别是建立以弱控强的强弱电概念和经验。在实践中不断积累。成为合格的工程师； 学好自动控制理论及其控制方法的实现，重点在用软件实现的方法。为高层次工程师打基础； 培养良好的合作精神，为做大事做准备； 用好外语。,八、我院自动化专业的历史与现状,电气工程与自动化学院始建于1938年，原名电机工程学系，设立矿山机电专业（分侧电方向和侧机方向）， 1958年，改为机电工程系，仍然设立矿山机电专业（侧电和侧机）、1977年，招煤矿电气化与自动化专业， 1986 年，独立设置电气工程系，招电气自动化专业，1993年，改为工业自动化专业，1999年，全国专业规划为自动化专业。 2005年更名为电气工程与自动化学院。2013年设立轨道交通信号与控制专业。,我院自动化专业的历史与现状,目前，我校的自动化专业为河南省特色专业。 控制理论与控制工程：是河南省重点学科。,控制理论与控制工程专业排名（自动化）,九、进一步深造的机会,主干学科“控制科学与工程”和“电气工程”具有一级学科硕士授予权， “控制理论与控制工程”是河南省重点学科 每年招收硕士生近100名。,进一步深造的机会,博士专业(1个）：矿业电气与控制工程。 一级硕士专业（2个）：控制科学与工程、电气工程； 二级硕士专业（6个）：控制理论与控制工程、检测技术与自动化装置、系统工程、电机与电器、电力电子与电力传动、电力系统及其自动化。,“自动化”专业是全国最多的工科专业之一（仅次于计算机专业）。 “自动化”专业一直是招生人数最多和最受用人单位欢迎的专业之一，报考的学生多、毕业生一次就业率高。,十、就业前景,就业前景,从事与电气信息领域相关的自动化仪表和设备、嵌入式控制计算机、测控应用软件、运动控制系统、过程控制系统、轨道交通信号与控制、交通控制和智能建筑等综合自动化测控系统的研究、设计、开发、运行和维护； 行业面非常宽，几乎包含了所有专业； 工作类型多样化，甚至包括人文和管理，跨专业最多的专业；,就业前景,其他专业喜欢招的专业； 自主创业。出个体老板最多的专业之一。 数学物理基础好，计算机软硬件设计能力强，发展空间非常大。,十一、未来自动化工作者的基本素质,对于未来自动化工作者，必须努力提高自己的各方面能力，以适应国家对自动化工作