自動化概論

前言

一、自動化高技能人才的社會需求我國經(jīng)濟的快速發(fā)展及國家的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，“用信息化帶動制造業(yè)現(xiàn)代化，用高新技術(shù)改造制造業(yè)，以實現(xiàn)制造業(yè)跨越式發(fā)展”是我國制造業(yè)發(fā)展的重要目標(biāo)。作為20世紀(jì)高新技術(shù)之一的自動化技術(shù)在我國的迅速應(yīng)用、全面滲透，推動各行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)與手段由“電氣化”時代全面邁進“自動化”時代。隨著信息革命的興起和新經(jīng)濟的沖擊，自動化技術(shù)已從工業(yè)自動化逐漸向家庭自動化發(fā)展，與普通民眾的日常生活發(fā)生了千絲萬縷的聯(lián)系，更進一步的發(fā)展勢在必然。自動化技術(shù)不僅改造了傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式、工藝過程，更重要的是支撐了生產(chǎn)運行與管理模式的信息化發(fā)展。各層級的自動化技術(shù)不斷被開發(fā)與應(yīng)用，設(shè)計自動化、生產(chǎn)過程自動化、管理自動化等集成充實了信息化的內(nèi)涵，并推動信息化從管理層面向生產(chǎn)現(xiàn)場的全覆蓋。自動化程度已成為衡量現(xiàn)代國家科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。自動化技術(shù)不僅改革了傳統(tǒng)的操作模式、管理模式，而且無論是高速、大批量制造企業(yè)，還是追求靈活、柔性和定制化的企業(yè)，都要依靠自動化設(shè)備與自動化技術(shù)的應(yīng)用，不僅需要自動化技術(shù)開發(fā)、設(shè)計的工程技術(shù)人才，更需要大量具有自動化思想、掌握自動化技術(shù)知識與應(yīng)用能力的高技能人才，從事自動化設(shè)備及系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、運行、管理、維護及檢修工作，確保自動化設(shè)備與系統(tǒng)正常工作、生產(chǎn)安全、企業(yè)高效運行。為滿足各企事業(yè)單位對自動化類人才的需求，眾多高等院校、職業(yè)院校紛紛開設(shè)了針對不同領(lǐng)域、行業(yè)需求的自動化類專業(yè)，培養(yǎng)了大批不同類型與層次的自動化類人才，促進了自動化技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，保障了人類生產(chǎn)與生活高效運行。二、自動化高技能人才的就業(yè)前景20世紀(jì)下半葉，以信息技術(shù)為顯著特征的第四次科技革命浪潮沖擊著全球，對各國經(jīng)濟的發(fā)展起著極大的推動作用。我國經(jīng)濟的巨大發(fā)展、產(chǎn)業(yè)政策調(diào)整及投資環(huán)境的優(yōu)化，極大地推動了傳統(tǒng)制造業(yè)的改造、現(xiàn)代化企業(yè)的新建及國際化大型企業(yè)的落戶，同時國家加大了科技創(chuàng)新、技術(shù)服務(wù)的支持力度，大量科技服務(wù)公司不斷成立，高技能人才的競爭日趨激烈，社會對自動化專業(yè)人才的需求日益擴大。自動化專業(yè)主要學(xué)習(xí)的是自動控制原理和方法、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)，以電工電子技術(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。它具有“控（制）管（理）結(jié)合，強（電）弱（電）并重，軟（件）硬（件）兼施”的鮮明特點，是理、工、文、管多學(xué)科交叉的寬口徑工科專業(yè)。學(xué)生在畢業(yè)后能從事自動控制、自動檢測、信號與數(shù)據(jù)處理及計算機應(yīng)用等方面的技術(shù)工作。就業(yè)領(lǐng)域也非常寬廣，包括高科技公司、設(shè)計單位、工程公司、軌道交通、港口物流、城市公用工程與智能樓宇、工礦企業(yè)等。未來隨著自動化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的日益拓展，對這一專業(yè)人才的需求將會不斷增加，自動化專業(yè)的畢業(yè)生也將借助這一技術(shù)的廣泛應(yīng)用而在社會生活的各個領(lǐng)域、經(jīng)濟發(fā)展的各個環(huán)節(jié)找到發(fā)揮自己專長的理想位置。三、自動化高技能人才的職業(yè)屬性工業(yè)自動化技術(shù)專業(yè)與別的制造類職業(yè)不同，不需對工作對象進行加工制造，而是以自動化設(shè)備、裝置、系統(tǒng)為操作對象或工具，為生產(chǎn)過程的安全、高效運行服務(wù)。工業(yè)自動化技術(shù)應(yīng)用型高技能人才在職業(yè)活動中所面對的工作對象，就是這些具有特定功能、特定任務(wù)的設(shè)備、裝置、環(huán)節(jié)及所構(gòu)建的系統(tǒng)。也就是說自動化技術(shù)應(yīng)用與職業(yè)技能體現(xiàn)在對具體設(shè)備、裝置及系統(tǒng)的安裝調(diào)試、運行管理、維護檢修活動之中。自動化技術(shù)應(yīng)用型高技能人才在職業(yè)活動中，無論應(yīng)用于何種領(lǐng)域，使用何種具體的自動化工具、針對何種具體的工作對象，都具有如下宏觀層面與微觀層面的職業(yè)屬性。宏觀層面職業(yè)能力——具有自動化核心思想，熟悉工業(yè)自動化技術(shù)，掌握自動化技術(shù)應(yīng)用技能（主要針對工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備、裝置、過程的運行狀態(tài)檢測、控制等）。工作領(lǐng)域——主要服務(wù)于工業(yè)企業(yè)，為工廠自動化、自動化工程、自動化技術(shù)行業(yè)提供一線的技能支持與服務(wù)。職業(yè)范圍——在生產(chǎn)、實驗、試驗一線從事自動化設(shè)備及系統(tǒng)安裝、運行、調(diào)試、管理、維護及檢修工作。職業(yè)價值——具體實施自動化技術(shù)規(guī)范、圖紙、方案，維護自動化設(shè)備與系統(tǒng)正常工作，保障生產(chǎn)企業(yè)高效運行。自動化技能人才的職業(yè)價值不是從事理論研究，也不是從事開發(fā)設(shè)計，主要是通過所掌握的職業(yè)技能把現(xiàn)有的技術(shù)規(guī)范、操作規(guī)程、施工圖紙和工程方案變?yōu)楝F(xiàn)實。微觀層面工作對象——面向工業(yè)企業(yè)加工設(shè)備、生產(chǎn)裝置、生產(chǎn)過程所用自動化設(shè)備及系統(tǒng)。工作手段——運用“系統(tǒng)”、“信號”、“控制”的自動化核心思想，以自動化技術(shù)知識為基礎(chǔ)進行分析、判斷，利用專業(yè)技能與職業(yè)能力實施技術(shù)服務(wù)。工作地點——工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)支持部門、自動化工程施工場地。工作崗位——自動化設(shè)備及系統(tǒng)安裝、運行、調(diào)試、管理、維護及檢修職位。實踐表明，現(xiàn)代制造業(yè)對自動化技術(shù)高技能應(yīng)用型人才的要求趨向于多能多崗位的復(fù)合型。職業(yè)活動主要涉及4個方面：（1）應(yīng)用與維護單體自動化設(shè)備、裝置；（2）組織相關(guān)設(shè)備、環(huán)節(jié)構(gòu)建與維護系統(tǒng)，完成自動控制；（3）實施與維護系統(tǒng)各環(huán)節(jié)間的信號傳遞、協(xié)調(diào)工作；（4）調(diào)整控制策略，優(yōu)化系統(tǒng)控制參數(shù)。鑒于此，本書更關(guān)注于自動化技術(shù)應(yīng)用實踐中的職業(yè)崗位、職業(yè)活動與職業(yè)能力需求，從基礎(chǔ)層面上去描述自動化技術(shù)與自動化類專業(yè)。特別是解析了職業(yè)活動的4個主體內(nèi)容，為初學(xué)者引導(dǎo)了學(xué)習(xí)的方向。本書的編寫參考了大量的書籍、論文和網(wǎng)上資料，在此向相關(guān)作者表示誠摯的謝意與歉意。本書的編寫涉及內(nèi)容眾多，更重要的是突破了一些傳統(tǒng)認(rèn)識，編寫難度極大，盡管編者花了大量的心血，力求科學(xué)與恰當(dāng)，但限于編者的水平，書中難免存在不當(dāng)之處，衷心希望廣大讀者與專家學(xué)者提出寶貴意見。編者2011年5月

內(nèi)容概要

夏洪永編著的《自動化概論》在簡述自動化基本概念、技術(shù)核心的基礎(chǔ)上，以工廠自動化技術(shù)應(yīng)用為主體，圍繞閉環(huán)控制系統(tǒng)，從功能屬性上歸并自動化設(shè)備及系統(tǒng)，面向流程生產(chǎn)、離散生產(chǎn)運行控制，為初學(xué)者構(gòu)建工業(yè)自動化技術(shù)應(yīng)用輪廓，幫助初學(xué)者較全面地認(rèn)識、體會自動化技術(shù)，拓展認(rèn)知領(lǐng)域、思維空間。
《自動化概論》適用于職業(yè)院校自動化類專業(yè)(生產(chǎn)過程自動化技術(shù)、電氣自動化技術(shù)、機電一體化技術(shù)等專業(yè))新生，也可作為職業(yè)院校非自動化類工科專業(yè)教材，同樣可作為從事過程控制、電氣控制等工作崗位的相關(guān)技術(shù)人員培訓(xùn)與自學(xué)用書。

書籍目錄

第一單元  自動化及技術(shù)核心
  第一節(jié)  自動化與自動化技術(shù)
  第二節(jié)  自動化技術(shù)的發(fā)展
  第三節(jié)  自動化技術(shù)核心
第二單元  信息與信號
  第一節(jié)  信息與信息技術(shù)
  第二節(jié)  信號——信息載體
  第三節(jié)  信息拾取與傳感器
  第四節(jié)  信號轉(zhuǎn)換放大與干擾消減
  第五節(jié)  信號制式與傳輸規(guī)則
第三單元  自動控制基本形式與系統(tǒng)構(gòu)建
  第一節(jié)  自動控制基本形式——開環(huán)控制
  第二節(jié)  自動控制基本形式——閉環(huán)控制
  第三節(jié)  自動化系統(tǒng)分類
  第四節(jié)  自動化系統(tǒng)總體構(gòu)建
第四單元  自動化設(shè)備及控制裝置
  第一節(jié)  電氣裝置
  第二節(jié)  自動化儀表
  第三節(jié)  控制裝置與網(wǎng)絡(luò)
第五單元  自動控制策略——控制規(guī)律
  第一節(jié)  PID控制規(guī)律
  第二節(jié)  智能控制規(guī)律
  第三節(jié)  邏輯控制規(guī)律
第六單元  自動化技術(shù)應(yīng)用
  第一節(jié)  自動化技術(shù)應(yīng)用于流程生產(chǎn)領(lǐng)域
  第二節(jié)  離散生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用
  第三節(jié)  自動化的其他應(yīng)用
第七單元  過程控制系統(tǒng)特性
  第一節(jié)  通道及典型環(huán)節(jié)
  第二節(jié)  過程控制系統(tǒng)過渡過程
  第三節(jié)  過程控制系統(tǒng)評價質(zhì)量指標(biāo)
附錄  自動化高技能應(yīng)用型人才培養(yǎng)的課程體系參考
參考文獻

編輯推薦

自動化技術(shù)不僅改革了傳統(tǒng)的操作模式、管理模式，而且無論是高速、大批量制造企業(yè)，還是追求靈活、柔性和定制化的企業(yè)，都要依靠自動化設(shè)備與自動化技術(shù)的應(yīng)用，不僅需要自動化技術(shù)開發(fā)、設(shè)計的工程技術(shù)人才，更需要大量具有自動化思想、掌握自動化技術(shù)知識與應(yīng)用能力的高技能人才。夏洪永編著的《自動化概論》關(guān)注于自動化技術(shù)應(yīng)用實踐中的職業(yè)崗位、職業(yè)活動與職業(yè)能力需求，從基礎(chǔ)層面上去描述自動化技術(shù)與自動化類專業(yè)，特別是解析了職業(yè)活動的4個主體內(nèi)容，為初學(xué)者引導(dǎo)了學(xué)習(xí)的方向。

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