20世纪40年代中发明的电子数字计算机开创了数字程序控制的新纪元﹐虽然当时还局限于自动计算方面，但ENIAC和EDVAC的制造成功﹐开创了电子数字程序控制的新纪元。电子数字计算机的发明为60～70年代在控制系统中广泛应用程序控制和逻辑控制以及广泛应用电子数字计算机直接控制生产过程奠定了基础。

20世纪50年代末起至今是综合自动化时期，这一时期空间技术迅速发展，迫切需要解决多变量系统的最优控制问题。于是诞生了现代控制理论。现代控制理论的形成和发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年出现晶体管计算机，1965年出现集成电路计算机，1971年出现单片微处理机。微处理机的出现对控制技术产生了重大影响﹐控制工程师可以很方便地利用微处理机来实现各种复杂的控制，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”。

概念介绍

研究内容

过程自动化：石油炼制和化工等工业中流体或粉体的化学处理自动化。一般采用由检测仪表、调节器和计算机等组成的过程控制系统，对加热炉、精馏塔等设备或整个工厂进行最优控制。采用的主要控制方式有反馈控制、前馈控制和最优控制等。

实施时机

发展趋势

主要课程

电路原理、高等数学、电子技术基础、计算机原理及应用、计算机软件技术基础、模拟电子技术、数字电子技术、过程工程基础、电机与电力拖动基础、电力电子技术、自动控制理论、现代控制理论、半导体变流技术、微机原理与接口技术、单片机原理与应用、信号与系统分析、过程检测及仪表、运筹学、计算机仿真、计算机网络、过程控制、运动控制、系统辨识基础、计算机控制系统、系统工程导论、复变函数与积分变换、自动化概论、嵌入式系统原理与设计。

就业方向

主要从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域的工作。自动化就业面很广泛，一般可以选择自动化以及自动化仪表公司，如西门子，E+H，ABB等公司；可以选择到化工厂、医药、食品制造等企业中进行生产过程的自动控制；可以选择自动机器人方向的研究；可以向数据采集、挖掘，模式识别等方面发展；当然也可以深入高科技领域，比如航天航空器控制的研究制造等等。

国外现状

常见种类

银行办公

卫生管理

公共场所是人类社会的重要组成部分，
改善和提高公共场所环境卫生质量是直接关系到人民群众身体健康的大事，因此，寻找一种集监测、监督为一体的公共场所卫生的自动化管理体系势在必行。便利的沙滩清洁车，将公共场所卫生的管理体系的结合公共场所卫生的特点，其整个自动化管理系统由三大部分组成，即处于卫生监督部门的中央处理控制机构、工作于公共场所现场的分机测控机构和通信网络等。由于分机是工作于不同区域、环境、地点、距离的智能化测控设备，这就提出了计算机通信网络问题，而计算机通信又离不开通信线路（信道），但卫生监督部门要想在所辖区域内建立起自己的专用通信网，不论是从经济上，还是从技术上讲都是不现实的，因此，利用现成的公众网（邮电网）作为中继传输设备是最佳选择。这不但能极大降低建设自动化管理系统的成本投资，而且还具有设备（中继传输设备）技术维护的保障性和可靠性，公共场所卫生自动化管理系统中，主机（IBM PC）是整个系统的核心部分，也是整个系统的控制和管理中心。它不但负责卫生监督部门的所有管理工作，而且还负责控制其他分机的任务，也是所有场所的监督中心和监督数据的处理、分析、管理中心。由于IBM PC的数据处理和管理事务的工作量很大，并承担着随时与所有分机的通信任务，这两者之间就产生很大的矛盾，前端机正是为解决这一矛盾而设置的，即前端机分担一部分IBM PC的工作任务，
即保证计算机有足够的时间来处理自己的事务，使整个系统工作在可靠而良好的状态。而MODEM的主要作用是实现远距离的多机通信；自动转换开关的作用是实现租用中继线路的电话通信和计算机通信的双重作用，提高中继线路的利用率。分机是集现场卫生指标的测试、卫生指标超标自动报警、通信和电脑时钟显示为一体的智能化测控设备。当有卫生指标超标时，自动定时或实时启动报警器，使之发出代表相应卫生指标超标的可闻或可见信号，提醒场所现场管理人员及时查明原因并进行改进，同时，MCS-51将数据送往中央处理控制机构，报警直至卫生指标合格或达标为止。CPU与外设或计算机之间的信息交换（通信），有查询和中断两种方式，根据公共场所卫生管理要求和系统组成的特点，应选择中断方式，这不但能提高CPU的效率和保证主机有足够的时间来处理管理事务，还具有相对较好的实时响应性能。分机程序的设计，除遵循上述基本原则外，主要考虑实时响应速率，即采用汇编语言，这是因为分机一旦在现场调测好，就没有必要像主机那样进行复杂而又经常的事务操作。在分机上对于一些日常而又必要的事务操作，总的来说是比较简单的，这只要合理设置相应事务处理的特殊功能键即可达到同样的目的

电力系统

按照电能的生产和分配过程，电力系统自动化包括电网调度自动化、火力发电厂自动化、水力发电站综合自动化、电力系统信息自动传输系统、电力系统反事故自动装置、供电系统自动化、电力工业管理系统的自动化等7个方面,并形成一个分层分级的自动化系统。区域调度中心、区域变电站和区域性电厂组成最低层次；中间层次由省（市）调度中心、枢纽变电站和直属电厂组成，由总调度中心构成最高层次。而在每个层次中，电厂、变电站、配电网络等又构成多级控制。

电网调度

现代的电网自动化调度系统是以计算机为核心的控制系统，包括实时信息收集和显示系统，以及供实时计算、分析、控制用的软件系统。信息收集和显示系统具有数据采集、屏幕显示、安全检测、运行工况计算分析和实时控制的功能。在发电厂和变电站的收集信息部分称为远动端，依托VarSuv节能自动化计算位于调度中心的部分称为调度端。软件系统由静态状态估计、自动发电控制、最优潮流、自动电压与无功控制、负荷预测、最优机组开停计划、安全监视与安全分析、紧急控制和电路恢复等程序组成。

火力发电厂

火力发电厂的自动化项目包括：

1、厂内机、炉、电运行设备的安全检测，包括数据采集、状态监视、屏幕显示、越限报警、故障检出等。

2、计算机实时控制，实现由点火至并网的全部自动起动过程。

3、有功负荷的经济分配和自动增减。

4、母线电压控制和无功功率的自动增减。

5、稳定监视和控制。采用的控制方式有两种形式：一种是计算机输出通过外围设备去调整常规模拟式调节器的设定值而实现监督控制；另一种是用计算机输出外围设备直接控制生产过程而实现直接数字控制。

水力发电站

需要实施自动化的项目包括大坝监护、水库调度和电站运行三个方面。

1、大坝计算机自动监控系统：包括数据采集、计算分析、越限报警和提供维护方案等。

2、水库水文信息的自动监控系统：包括雨量和水文信息的自动收集、水库调度计划的制订，以及拦洪和蓄洪控制方案的选择等。

3、厂内计算机自动监控系统：包括全厂机电运行设备的安全监测、发电机组的自动控制、优化运行和经济负荷分配、稳定监视和控制等。

供电系统

包括地区调度实时监控、变电站自动化和负荷控制三个方面。地区调度的实时监控系统通常由小型或微型计算机组成，功能与中心调度的监控系统相仿，但稍简单。变电站自动化发展方向是无人值班，其远动装置采用微型机可编程序的方式。供电系统的负荷控制常采用工频或声频控制方式。

水库管理

水库管理系统是现代化水库的核心部分，是水库效能发挥的重要部分。洪水时水库闸门的操作是以不造成下游灾害为基础制定的操作规则。为了确保正确的信息流动，需把握和监视入库流量和工程状况，按实际情况来推测水库的运行，找出相应的对策方案。对于水库群，所有水库的状况及各个水库的情况都要予以考虑。

首先低水位运行时，必须分别确定蓄放流量。根据运行判断，实施泄流，并制定运行操作规程。为此收集降雨情况、水库入流、蓄水量、泄流量等信息进行综合分析。对于入库流量的分析，如果发生洪水，应根据上游的降雨、河流水位、洪水到达时间来预测入库流量，根据预测入流及蓄水量来确定运行体制及水位回落的对策。预测放流时会得出多种结果，熟练的管理人员则可筛选出比较准确的结果。其次，进行蓄流泄流计划的确定。首先在控制所配置了迅速收集雨量、流量的观测设备，综合控制所的信息处理工作站可以完成入库流量预报、洪水检索、各个水库运行仿真等辅助主任技术者的功能。采用入库流量预测功能，能根据收集到的雨量、预测雨量、流量等，预报最长6小时的上游产流量。采用洪水检索功能，能利用过去整理保管的洪水、降雨特性资料，检索类似降雨状况的洪水，预报将发生洪水的规模。洪水发生时要在短时间内利用水力学、水文资料、规则、经验等判断标准来做出决策和调度方案。为此，引进了水库管理系统，以便迅速对各要素进行整理和计算处理。水库管理自动化系统将经验丰富工作者的技术通过专家系统进行了

具体化，提高了管理水平。确定决策方针的条件之一是洪水的有无，以可信度加以判断。可信度是以洪水形成、产流、解除对策体制其三者的可信度来定义的。用通常的规律来推论时，用在-1.0与1.0之间的值5等分后相乘再平均的值来判明对策体制。用模糊论来预测流量，预测生坂水库入库流量时，用一次式来推定的有观测流量的增减率，用蓄留函数法来预测雨量，根据实测入流量的变量预测，用以上3种方法计算值的平均模糊论来预测入流量。推论用MIN-MAX法，结论的数值化用重心法。最后确定蓄水期、放流量，在洪水初期，要正确把握一定流量的洪水到达时间很难。水库管理主任技术者根据曾发生的类似情况，从保证安全的角度出发做计划。利用这些判断内容，在入库存流量中得到的3小时前的预测入库量以及入流量加上蓄放流量来决定流量。在台风降雨时，因台风引起的降雨，如果风圈只在一个水库流域，洪水流量可能马上就会到来。以往，都是参考台风进路预报范围进行安全预报，在此用危险区域作参考，制定追加放流计划。水库自动化，是一个有待进一步研究的领域，在一些自动控制理论，如模糊控制发展迅速的今天，相信水库自动化不仅仅只是以上的自动化，其概念将更加广泛，其必将应用一些控制思想，从而更好地解决水库控制问题。

气象观测

为落实地面气象观测自动化业务综合试点工作任务，中国气象局组织制定了《地面气象观测自动化业务综合试点工作方案》。

根据方案要求，气象部门将在北京、上海宝山、江苏东山、杭州、安徽休宁、武汉、广州和重庆沙坪坝等8个国家级地面气象观测台站开展地面气象观测自动化和业务流程科学化试点工作，建设云、能见度、天气现象等自动观测系统，优化调整地面气象观测、数据传输、运行监控和数据质控业务流程及任务，建立与观测自动化相适应的观测规范、规章制度和岗位职责。同时，本着尽快发挥效益的原则，在率先基本实现气象现代化省（市）的国家级台站，推广技术比较成熟的能见度自动观测业务。据悉，地面气象观测自动化业务综合试点是对地面气象观测自动化设备、业务流程、观测规范、岗位职责、规章制度等进行综合试点的工作，也是为全面推进地面气象观测自动化和基层台站综合改革奠定基础、积累经验和提供示范的重要工作。

试点工作的主要任务包括：完善地面气象自动观测系统的顶层设计，制定试点台站自动观测系统建设指南、地面气象观测自动化总体技术方案、试点台站运行方案和评估方案，检验评估云能天等自动观测技术装备和地面综合集成业务软件系统的业务适用性，推广能见度自动观测业务，开展云能天自动观测资料的应用和评估，建立并试验综合集约的地面气象观测业务流程，同时，在试点站开展优化岗位设置，试行云、天等自动观测规范和自动观测业务运行规定等配套工作。

照明系统

为了配合各种形态光的场景，创造舒适环境，减少光污染和节约电力能源，照明自动化系统的诞生解决了日常生活中的诸多问题，其主要特点如下：

1、硬件特点

1）采用分散控制方式，确保系统的稳定性；

2）各控制盘内装有处理器（CPU），可维持稳定的系统运营；

3）通过自检功能，易于保养和管理，且所有机件为插入式模组,发生故障时可轻易的换装；

4）具有20A自锁继电器，具有自锁功能,该继电器在动作时才消耗电能,其余时间不消耗电能,对突然停电可继续保持原来的状态,确保系统的稳定性；

5）可在中央监控中心与现场控制盘之间上载或下载程序，且必要时,亦可通过网络电脑在现场直接修改程序；

6）以其极佳的兼容性，可组合系统的多种网络；

7）具有独立操作功能并适合于多种用途的DDC功能，实现与其他系统的联动控制；

8）采用了可与IBS网络（Windows/TCP/IP Protocol）直接联动的Windows软件。

2、主要控制功能

1）容量：可容纳24000个继电器的回路

2）电源：220V /50 Hz

3）通讯：双线通信 19,200 bps. 基本传送距离为1.2Km，扩大时达9.6Km。

4）自检功能：具备对内存，输出输入卡，继电器，以及传送装置等工作状态的自诊断功能。

5）时钟功能

显示日，周，（分时）月，年的工作状态的记录。

润年的自动识别。

自动设定北京（标准）时间。

6）定时控制（日程安排）

各继电器执行24小时日程安排表。

用鼠标可任意设定要控制的（区域的）所需时间段。

任意设定休息日，假日的自动操作。

自动识别并控制日出，日落时间段。

预报闭灯时间（瞬间熄灯方式）5分钟前。

7）延时控制功能：各继电器自动延时开关。

8）工作人员操作范围设定（提供各级别段密码）

9）网上控制：可在因特网上监控，也可在因特网上进行维护及客户服务。

10）局域网监控：大厦内的各办公室的电脑都可进行监控。

11）电话控制：可通过使用普通电话机对照明区域进行控制。

12）日报，月报功能：可记忆什么时间，用什么方式，对那个区域，进行多少次控制的记录。

13）模拟图象监控——（模拟现场监控）用模拟图象对全区域进行全范围的监控。

3、安装效果

1）节能效果：有效利用上/下班、中午，打扫时间段的照明使用效率，提供最适合的工作环境和节能方案；

2）节约运营管理费用：不需要多数的管理人员，操作简便；

3）创造舒适的工作环境：采用对照明控制系统最适合操作软件，自动进行分析各种资料；

4）系统的稳定性：采用STAND-ALONE 功能的分散控制方式，监控中心和现场控制器之间进行互相上/下戴所有资料，并且适用控制20A的自锁继电器；

5）有效进行维修保养：适用自己诊断功能，随时监视各机器的状态，发生故障时会迅速处理；

6）系统的开放性：采用国际标准的C语言和微软的WINDOWS，和其他系统容易连动。