对自动化及自动化控制的理解

对自动化及自动化掌握的理解

上高校前我始终不知道自动化究竟学的是什么，也不知道毕业后能够到什么地发去工

作。当时对自动化的理解就是从长辈们口中听说自动化好找工作。直到上了高校我才慢慢

理解了什么是自动化。

通过学习自动化概论这门课，我知道了自动化可以在任何领域涉足大到航天，高精端

仪器，小到洗澡这件小事无不体现自动化的掌握思想。我知道了自动化的核心是"掌握

它是很多专业的集合体，也是一个交叉学科。就是由于它的综合性，所以它有自己的学科

特点。自动化的学问多而杂，这就意味着在今后四年的学习中我们将要涉及很多领域的学

习。假如都只是如"蜻蜓点水”似的浅显的了解，就意味着我们什么都没有学到。鉴于它

的特点，我也明确了我的学习目标。我要尽可能的拓宽自己的学问领域，并且也要有所专

长。

（一）自动化的历史和进展

自动化技术的进展历史•大致可以划分为自动化技术形成.局部自动化和综合自动化

三个时期。

自动装置的消失和应用是在18世纪以前。古代人类在长期生产和生活中.为了减轻

自己的劳动.渐渐产生采月自然界动力代替人力畜力.以及用自动装置代替人的部分繁难

的脑力活动的愿望.经过漫长岁月的探究.他们互不相关地造出一些原始的自动装置。古

代中国的指南车以及17世纪欧洲消失的钟表和风磨掌握装置•虽然都是毫无联系的创造

,但对自动化技术的形成却起到了先导作用。

自动化技术形成时期是在18世纪末~20世纪30年月。1788年英国机械师J.瓦特创

造离心式调速器（又称飞球调速器）,并把它与蒸汽机的阀门连接起来,构成蒸汽机转速的

闭环自动掌握系统。瓦特的这项创造开创了近代自动调整装置应用的新纪元,对第一次工

业革命及后来掌握理论的进展有重要影响。人们开头采纳自动调整装置.来应付工业生产

中提出的掌握问题。这些调整器都是一些跟踪给定值的装置.使一些物理量保持在给定值

四周。自动调整器应用标志着自动化技术进入新的历史时期。进入20世纪以后,工业生

产中广泛应用各种自动调整装置,促进了对调整系统进行分析和综合的讨论工作。这一时

期虽然在自动调整器中已广泛应用反馈掌握的结构,但从理论上讨论反馈掌握的原理则是

从20世纪20年月开头的.1833年英国数学家C.巴贝奇在设计分析机时首先提出程序掌

握的原理。939世界上第一批系统与掌握的专业讨论机构成立,为20世纪40年月形成经

典掌握理论和进展局部自动化作了理论上和组织上的预备。

20世纪40~50年月是局部自动化时期其次次世界大战时期形成的经典掌握理论对战

后进展局部自动化起了重要的促进作用。在问题的过程中形成了经典掌握理论.设计出各

种精密的自动调整装置.开创了系统和掌握这一新的科学领域。这一新的学科当时在美国

称为伺服机构理论.在苏联称为自动调整理论.主要是解决单变量的掌握问题。经典掌握

理论这个名称是I960年在第一届全美联合自动掌握会议上提出来的。1945年后由于战时

出版禁令的解除.消失了系统阐述经典掌握理论的著作。1945年美国数学家维纳.N.把反

馈的概念推广到一切掌握系统。50年月以后,经典掌握理论有了很多新的进展。。经典掌

握理论的方法基本上能满意其次次世界大战中军事技术上的需要和战后工业进展上的需要。

但是到了50年月末就发觉把经典掌握理论的方法推广到多变量系统时会得出错误的结论。

经典掌握理论的方法有其局限性。

20世纪40年月中创造的电子数字计算机开创了数字程序掌握的新纪元,虽然当时还

局限于自动计算方面，但ENIAC和EDVAC的制造胜利,开创了电子数字程序掌握的新纪

元。电子数字计算机的创造为60~70年月在掌握系统中广泛应用程序掌握和规律掌握以

及广泛应用电子数字计算机直接掌握生产过程奠定了基础。

20世纪50年月末起至今是综合自动化时期，这一时期空间技术快速进展.迫切需要

解决多变量系统的最优掌握问题。于是诞生了现代掌握理论。现代掌握理论的形成?口进展

为综合自动化奠定了理论基础。同时微电子技术有了新的突破。1958年消失晶体管计算机

.1965年消失集成电路计算机.1971年消失单片微处理机。微处理机的消失对掌握技术

产生了重大影响,掌握工程师可以很便利地采用微处理机来实现各种简单的掌握,使综合

自动化成为现实。

"自动化(Automation)”是美国人D.S.Harder于1936年提出的他认为在一个生产

过程中，机器之间的零件转移不用人去搬运就是"自动化"。

自动化的概念是一个动态进展过程。过去,人们对自动化的理解或者说自动化的功能

目标是以机械的动作代替人力操作，自动地完成特定的作业。这实质上是自动化代替人的

体力劳动的观点。后来随着电子和信息技术的进展，特殊是随着计算机的消失和广泛应用，

自动化的概念已扩展为用机器(包括计算机)不仅代替人的体力劳动而且还代替或帮助脑力

劳动，以自动地完成特定的作业。

今日看来自动化的上述概念也还不完善。把自动化的功能目标看成是用机器代替人的

体力劳动或脑力劳动是比较狭窄的理解。这种理解甚至在某种程度上阻碍了自动化技术的

进展，例如，有人就认为，中国人多，搞自动化没有很大的必要。

今日，自动化已远远突破了上述传统的概念，具有更加宽广和深刻的内涵。

自动化的广义内涵至少包括以下几点：在形式方面,制造自动化有三个方面的含义：

代替人的体力劳动，代替或帮助人的脑力劳动，制造系统中人机及整个系统的协调、管理、

掌握和优化。在功能方面，自动化代替人的体力劳动或脑力劳动仅仅是自动化功能目标体

系的一部分。自动化的功能目标是多方面的，已形成一个有机体系。在范围方面，制造自

动化不仅涉及到详细生产制造过程，而是涉及产品生命周期全部过程。

（二）自动化的应用

工业自动化如名，既掌握工业生产，加工等各个方面的自动掌握,监视与其相关过程数

据采集等主要目标是精确测量自动掌握，实时监测，削减劳动力，避开人为危急场合操作等

等目前就大型自动化掌握用的是DCS系统，实现检测，监控，掌握，数据报表输出，报警等等各

方面的功能本专业方向培育具有扎实的理论基础,较强的计算机应用力量，专业面宽广，

能在电子工程、信息处理、机电一体化、智能建筑、环境爱护、生物医学、企业管理等领

域从事各种自动化掌握系统和自动扮装置的分析、设计、开发和管理的高级工程技术人才。

为更好的实现加强基础，拓宽专业，突出工程应用力量，在教学内容、教学管理等方面进

行了一系列改革。加强计算机应用技术的学习和使用并突出英语力量的培育。强化实践性

教学环节，提高工程实践力量。

（三）自动化的前景

展望十一五、面对十二五,我们国家电力系统市场的自动化进展始终是电网建设、改

造及实践应用中的主体目标，目前我们国家电网公司已启动了近百项重点城市的基础电网

建设及全面改造工程，为夯实供电基础、强化平安供电，加快电网城市化、自动化、牢靠

性、持续化的进展做出了重要贡献。随着大规模城市电网改造工作的全面启动，我们国家

城乡的配电网基础设施建设也日渐完善，为配电系统的自动化应用打下了坚实基础。同时

随着各类升级网电力市场的完善建立，我们国家电力市场对自动化进展的相关需求日益丰

富，甚至呈爆炸性增长趋势。因此，为了充分满意市场需求，提升电力企业综合竞争力与

适应力我们必需连续深化讨论、充分了解我们国家电力系统自动化市场的将来进展趋势特

征,并制定切实有效的实践方案才能最终令电力企业站稳脚跟，为我们国家电力系统自动

化市场的全面、持续进展注入新的力气。

目前电力系统市场进展中的自动掌握技术趋向于掌握策略的日益优化，呈现出适应性强、

协调掌握完善、智能优势明显、区域分布日益平衡的进展趋势。在设计层面电力自动化系

统更注意对多机模型的问题处理，且广泛借助现代掌握理论及工具实现综合高效的掌握。

在实践掌握手段的运用中合理引入了大量的计算机、电子器件及远程通信应用技术。而在

讨论人员的组合构建中电力企业本着精益求精、综合适用的原则强调基于多功能人才的联

合作战模式。在整体电力条充中，其工作方式由原有的开环监测合理向闭环掌握不断进展，

且实现了由高电压等级主体向低电压丰富扩展的平安、合理性过度，例如从能量管理系统

向配电管理系统合理转变等。再者电力系统自动化实现了由单个元件到部分甚至全系统区

域的广泛进展，例照实现了全过程的监测掌握及综合数据采集进展、区域电力系统的稳定

掌握进展等。相应的其单一功能也实现了向多元化、一体化综合功能的进展，例如综合变

电站实现了自动化进展与提升。系统中富含的装置性功能更是向着敏捷、快速及数字化的

方向进展；系统继电爱护技术实现了全面更新及优势进展等。依据以上创新进展趋势电力

系统自动化市场的进展目标更加趋