自动化专业基本介绍课件.ppt

1、三个苹果改变了世界。第一个诱惑了夏娃，第二个砸醒了牛顿，第三个曾在史蒂夫-乔布斯的掌握。自动化 米彦超自动化 米彦超自动化发展近况一、自动化名称来源二、自动化发展历程三、自动化在我国的发展近况自动化Automation名称来源自动化 米彦超 1936 1936年，美国福特公司的年，美国福特公司的机械工程师机械工程师D.S.D.S.哈德哈德最先提出最先提出“自动化自动化”一词，用来描一词，用来描述述发动机汽缸发动机汽缸的自动传送和加工的过程。的自动传送和加工的过程。直列式四缸发动机型六杠发动机V水平对置四缸发动机转子发动机飞机星形发动机三相异步电动机自动化发展历程自动化 米彦超自动化技术的发展自

2、动化科学理论的发展自动化 米彦超自动化技术的发展18世纪以前 自动化装置的出现和应用候风地动仪漏水转浑天仪 水运仪象台 记里鼓车指南车自动化 米彦超18世纪末至20世纪30年代 自动化技术形成时期 自动化技术的发展 实例一：1784年瓦特在改进的蒸汽机上采用离心式调速装置，构成蒸汽机转速的闭环自动调速系统。调速器蒸汽阀蒸汽机负荷 1854年俄国机械学家和电工学家康斯坦丁诺夫发明电磁调速器。1868年法国工程师J.法尔科发明反馈调节器并把它与蒸汽阀连接起来操纵蒸汽船的舵。他把这种自动控制的气动船舵称为伺服机构。到了20世纪2030年代美国开始采用PID调节器。PID调节器是一种模拟式调节器现在还

3、有许多工厂采用这种调节器。PID代表Proportional-Integral-Differential，即比例积分微分，指的是一项流行的线性控制策略。实例二：1925年美国麻省理工学院的 V.布什领导的一个研究小组设计制造第一台大型模拟计算机微分分析器Differential Analyzer 可以用来解常微分方程。Differential Analyzer 微分分析器信息时代教父 范内瓦布什微分计算器自动化 米彦超20世纪4050年代 局部自动化时期 自动化技术的发展 实例一：19391944年间美国哈佛大学的物理学家H.艾肯在IBM公司的支持下用普通的电话继电器研制成功世界上第一台程序控

4、制的通用数字计算机称为自动顺序控制计算器“马克”。这台机电式的通用数字计算机于1944年在哈佛投入运行可以自动按照程序员编制的一系列指令进行运算。指令由穿孔纸带送入计算机在执行指令时参加运算的数放在寄存器内。“马克”开创了程序控制的新纪元。IBM美国商业机械公司 实例二：19431946年美国宾夕法尼亚大学莫尔电工学院的电气工程师J.P.埃克脱和物理学家J.W.莫奇利为美国陆军军械部研制世界上第一台电子数字计算机电子数字积分和自动计算器“埃尼阿克”ENIAC。它当时由1.8万个电子管组成，是一台又大又笨重的机器，体重达30多吨，占地有两三间教室般大。它当时的运算速度为每秒5000次加法运算。这

5、在当时是相当了不起的成就。实例三：1950年宾夕法尼亚大学莫尔小组研制成功第二台存储程序式电子数字计算机离散变量电子自动计算机 EDVAC。这台计算机也装备在亚伯丁武器试验场的弹道实验室。EDVAC即离散变量自动电子计算机（英文：Electronic Discrete variable Automatic Computer的首字母缩写）是一台美国早期电子计算机。与它的前任ENIAC不同，EDVAC采用二进制，而且是一台冯诺伊曼结构的计算机。整台计算机共使用大约6000个电子管和大约12000个二极管，功率为56KW，占地面积45.5平方米，重7850KG，使用时需要三十个技术人员同时操作。它由

6、五个基本部分组成：（1）运算器CA（2）控制器CC（3）存储器M（4）输入装置I（5）输出装置O；这种体系结构一直延续至今，现在使用的计算机，其基本工作原理仍然是存储程序和程序控制，所以现在一般计算机被称为冯诺依曼结构计算机。鉴于冯诺依曼在发明电子计算机中所起到关键性作用，他被西方人誉为“计算机之父”。自动化 米彦超20世纪50年代起末至今 综合自动化时期自动化技术的发展 实例一：实例一：19591959年年1212月月1818日日，第一台第一台晶体管计算机晶体管计算机IBM7090IBM7090由由IBMIBM公司公司制造成功。制造成功。从此电子计算机走上了工业从此电子计算机走上了工业生产阶

7、段。生产阶段。实例二：实例二：19621962年年1 1月月，IBMIBM公公司司采用双极型集成电路，生采用双极型集成电路，生产了产了IBM360IBM360系列计算机系列计算机。实例三：实例三：19711971年年1111月月1515日日，Marcian E.HoffMarcian E.Hoff在在INTELINTEL公司公司开发成功开发成功第一块微处理器第一块微处理器40044004。INTEL英特尔公司，它是全球最大的半导体芯片制造商，它成立于1968年，具有44年产品创新和市场领导的历史。微处理器所带来的计算机和互联网革命，改变了整个世界。4004处理器的尺寸为3mm*4mm，外层有1

8、6只脚，内里有2,300个晶体管，采用五层设计，它采用10微米制成将将微处理器微处理器、存储器存储器和和外围设外围设备备集成到一块芯片上，这就是集成到一块芯片上，这就是 单片微型计算机单片微型计算机（Single Chip Single Chip MicrocomputerMicrocomputer），简称简称单片机单片机。微处理机的出现对控制技术产生了微处理机的出现对控制技术产生了重大影响重大影响控制工程师控制工程师可以很方便地可以很方便地利用微处理机来实现各种复杂的控制利用微处理机来实现各种复杂的控制使综合使综合自动化自动化成为现实成为现实 。19711971年年IntelIntel公司公

9、司制造出制造出第一片微型第一片微型机芯片机芯片40044004之后，开始了微型机时代。之后，开始了微型机时代。自动化技术已经发展成为一门综合性技术，它和控制论、信息论、系统工程、计算机技术、电子学、液压气压技术、自动控制等都有着十分密切的关系，而其中又以控制理论和计算机技术对自动化技术的影响最大。小结自动化 米彦超自动化科学理论的发展经典控制理论的发展 经典控制理论，是以传递函数为基础，在频率域对单输入单输入控制系统进行分析与设计的理论。控制系统的特点 单输入-单输出系统的，线性定常或非线性系统中的相平面法也只含两个变量的系统。控制思路 基于频率域内传递函数的“反馈”和“前馈”控制思想，运用频

10、率特性分析法、根轨迹分析法、描述函数法、相平面法、波波夫法，解决稳定性问题。1868年，马克斯韦尔马克斯韦尔解决了蒸汽机调速问题。J.C.MaxwellJ.C.Maxwell 即系统中出现的剧烈振荡的不稳定问题，提出了简单的稳定性代数判据。1895 1895年劳斯（劳斯（RouthRouth）与赫尔维茨赫尔维茨解决了二十世纪初期控制工程师的需要。HurwitzHurwitz 二人把马克斯韦尔的思想扩展到高阶微分方程描述的更复杂的系统中,各自提出了两个著名的稳定性判据劳斯判据劳斯判据和赫尔维茨判据赫尔维茨判据。19321932年奈奎斯特奈奎斯特提出了频域内研究系统的频率频率响应法响应法。由于第二

11、次世界大战需要控制系统具有准确跟踪与补偿能力，奈奎斯特频率响频率响应法应法为具有高质量的动态品质和静态准确度的军用控制系统提供了所需的分析工具。H.NyquistH.Nyquist19481948年伊万斯伊万斯提出了复数域内研究系统的根轨迹法根轨迹法。W.R.EwansW.R.Ewans 建立在奈奎斯特的频率响应法和伊万斯的根轨迹法基础上的理论，称为经典（古典）控制经典（古典）控制理论（或自动控制理理论（或自动控制理论）。论）。1947年控制论的奠基人美国数学家韦纳韦纳为控制理论这门学科奠定了基础。韦纳被誉为“控制论之父”韦纳把控制论引起的自动化同第二次产业革命联系起来，并与1948年出版了控

12、制控制论论关于在动物和机器中控关于在动物和机器中控制与通讯的科学制与通讯的科学，书中论述了控制理论的一般方法，推广了反馈的概念。N.Weiner 我国著名科学家钱学森钱学森将控制理论应用于工程实践，并与1954年出版了工程控制论工程控制论。工程控制论在其形成过程中，把设计稳定与制导系统这类工程技术实践作为主要研究对象。钱学森本人就是这类研究工作的先驱者。经典控制理论在解决比较简单的控制系统的分析和设计问题方面是很有效的，至今仍不失其实用价值。其存在的局限性主要表现在只适用于单变量系统，且仅限于研究定常系统。小结自动化 米彦超自动化科学理论的发展现代控制理论的发展 现代控制理论，基于时域内的状态

13、空间分析法，着重时间系统最优化控制的研究。它所采用的方法和算法也更适合于在数字计算机上进行。所能处理的控制问题要广泛得多，包括线性系统和非线性系统，定常系统和时变系统，单变量系统和多变量系统。五十年代后期，贝尔曼等人提出了状态分析法；在1957年提出了动态规划。Bellman.RBellman.R 1959年卡尔曼和布西创建了卡尔曼滤波理论；1960年在控制系统的研究中成功地应用了状态空间法，并提出了可控性和可观性的新概念。Kalman 1961年庞特里亚金（俄国人）提出了极小（大）值原理。L.S.Pontryagin 罗森布洛克罗森布洛克、欧文斯欧文斯和麦克法麦克法轮轮研究了使用于计算机辅助

14、控制系统设计的现代频域法理论，将经典控制理论传递函数的概念推广到多变量系统，并探讨了传递函数矩阵与状态方程之间的等价转换关系，为进一步建立统一的线性系统理论奠定了基础。20世纪70年代奥斯特隆姆（瑞典）和朗道朗道（法国，L.D.Landau）在自适应控制理论自适应控制理论和应用方面作出了贡献。L.D.Landau 与此同时，关于系统辨识、最系统辨识、最优控制、离散时间系统优控制、离散时间系统和自适自适应控制应控制的发展大大丰富了现代控制理论的内容。自动化 米彦超自动化在我国的发展近况 中国科学院自动化研究所成立于1956年10月，是由我国老一辈杰出科学家钱伟长，钱钟韩，沈尚贤等亲手组建而成，也

15、是我国最早成立的国立自动化研究机构。目前已经发展成为集基础研究、应用开发于一体的新型科研机构。自动化 米彦超自动化在我国的发展近况2012-2016年中国自动化仪表行业市场供需与投资前景预测深度研究报告2013-2017年中国自动化设备行业市场深度评估及投资前景预测报告 2011-2015年中国自动化仪表行业市场供需形势及投资商机咨询报告 我国各产业市场发展行情的调查、分析和预测等可参考中国报告大厅 中国最大的安全及紧急控制系统供应商，专为石油化工及铁路信号行业提供专业的安全及紧急控制系统和相关工程维护服务。本集团凭着强大的工程能力及庞大的销售网络，石油化工行业于2007年的市场占有率达72%

16、，铁路信号行业占有率达30%以上。该公司是中国最早从事轨道交通屏蔽门产业的公司，专业从事轨道交通屏蔽门系统的设计、生产、安装、服务的国家级高新技术企业，宗旨是持续的向用户提供安全、可靠、先进的屏蔽门系统解决方案。该公司主导产品是发电机。主要产品有东方牌（24kw-2000kw）系列高品质柴油发电机组。公司郑州办事处是上柴伊华电站工程有限公司在中原地区的独家经销商，主要经销康明斯、三菱、卡特彼勒等具有国际知名品牌的柴油发电机组。洛阳博德工控自动化技术有限公司作为洛阳东方发电设备有限公司具备独立法人资格的全资子公司，专业从事玻璃行业工业自动化系统的设计、集成、安装施工、培训及相关的技术服务。ABB

17、（中国）有限公司 ABB迄今在中国已拥有36家企业、在90个城市设有销售与服务分公司及办事处，拥有研发、生产、工程、销售与服务全方位业务，员工人数约1.9万名。为中国提供陆上风电场、海上潮间带风电场等重大项目提供领先的变流器、发电机、变电站以及电池储能设施。2012年ABB在中国的销售收入超过52亿美元。派克汉尼汾（派克汉尼汾（Parker HannifinParker Hannifin）简称为派克简称为派克是一家总部位于美国俄亥俄州的跨国公司，成立于1918年，现已成为世界上最大的专业生产和销售各种制冷空调件、液压、气动和流体控制产品及部件的全球性的公司。毕孚自动化设备贸易(上海)有限公司

18、该公司是德国倍福自动化有限公司在中国的全资子公司。公司始终秉持“自动化新技术”的核心理念，所生产的工业PC、现场总线模块、驱动产品和TwinCAT自动化软件构成了一套完整的、相互兼容的控制系统，可为各个工控领域提供开放式自动化系统和完整的解决方案。自动化 米彦超自动化专业介绍一、专业开设院校与大体课程二、专业就业方向与高端领域396所高校开设了自动化专业第一至三学期（基初课程）电路物理英语政治线性代数高等数学机械制图C程序设计复变函数与与积分换MATLAB语言与控制系统仿真第四学期专业基础课程数字电子技术模拟电子技术自动控制原理 专业任选课 ISO产品质量控制 C+程序设计与实践第五学期 专业

19、课程微机原理与接口技术 电机与拖动基础电力电子技术单片机原理与接口技术计算机辅助电子设计 专业任选课 应用数学 第六学期 专业课程计算机控制技术电器与plc控制技术传感器原理及应用 专业任选课 文献检索 AutoCAD ARM嵌入式系统 专业英语 自动化仪表与过程控制 现代控制理论第七学期 专业课程 EDA技术及应用 电力拖动自动控制系统 专业任选课 交流调速 技术及网络与现场总线技术 组态软件软件技术 液压与气压传动控制 数字信号处理技术 工厂供电自动化专业考研方向一级学科控制科学与工程 二级学科检测技术与自动化装置控制理论与控制工程模式识别与智能控制导航制导与控制系统工程自动化 米彦超自动

20、化就业方向与高端领域嵌入式系统开发工程师 硬件电路设计、制造工程师PLC工业控制 专业产品销售工作考公务员嵌入式系统开发工程师属IT应用领域 需要有一定的嵌入式软件开发经验和嵌入式硬件开发经验，熟悉ARM或其他微处理器架构或可编程逻辑器件的使用等，当然还要有软件项目的一般开发流程经验。属制造行业 精通数字和模拟电路设计，熟练使用Protel等开发工具，有ARM项目编程经验，能够独立进行基于ARM9、ARM7、MC51等常用单片机的电子产品的嵌入式软、硬件开发，有至少两年的岗位工作经验。善于沟通，言语流畅，逻辑思维灵敏清晰，良好的英文阅读能力；硬件电路设计工程师 根据分智网上超过100万条的最新

21、统计的不同行业平均薪水。以下给出排名在前15强的工业自动化公司的名称和工资水平。仅供参考(注：单位 元/月)工业自动化公司排名分智网链接 工业自动化公司排名分智网统计数据：北京金风科创风电设备有限公司一些职位的工资待遇 智能技术海量信息的智能计算复杂系统的智能控制集成化智能系统理论依据复杂系统与计算智能基础理论高性能专用系列DSP芯片社会态势分析与预警系统公共安全智能监控系统能源资源优化自动化控制技术 自动化研究的高端领域自动化 米彦超 成就一番伟业的唯成就一番伟业的唯一途径就是热爱自己的一途径就是热爱自己的事业。事业。如果你还没能找到如果你还没能找到让自己热爱的事业，继让自己热爱的事业，继续寻找，不要放弃。续寻找，不要放弃。跟随自己的心，总跟随自己的心，总有一天你会找到的。有一天你会找到的。谢谢！