电气工程自动化课程是什么
电气工程自动化课程是为了给那些在电气领域、控制领域以及自动化领域进行交叉学习的人所专门设置的一套系统性的学习体系, 这个课程体系当中涵盖了诸如电路原理这样的模块, 以及电机与拖动这样的模块, 还有自动控制这样的模块, 电力电子这样的模块, PLC编程这样的模块, 嵌入式系统这一些核心模块, 该课程的设置逻辑是按照“强电结合着弱电”、“硬件连接着软件”这种既要有理论基础又要有实践操作的方式来规划的, 这么做最终就是为了去培养出那些能够承担起包括电气系统设计、运行维护还有自动化控制工程这样工作内容的专业人士。
课程体系与核心内容
1. 基础理论模块
电路原理与电磁场这两门课的内容, 得让大家把电路分析的各个办法都搞懂, 还有那个电磁感应定律也得掌握清楚, 这样就能给后面更专业的一些课程学习打下一个基础的根基。
电机与拖动基础, 这一门课程是用来研究直流电机的结构还有运行原理的, 同时也会去研究感应电机的结构以及运行原理, 并且还会把同步电机的结构和运行原理给弄清楚。
自动控制理论包括经典控制体系, 也就是我们熟悉的PID算法、根轨迹分析法以及频域分析方法, 它和现代控制体系是并列的两个部分, 现代控制体系主要涉及状态空间描述方法还有最优控制理论。
2. 核心专业模块
电力电子技术这个学科, 它主要讲的就是关于功率变换电路的设计问题, 这其中包括整流、还有逆变、再加上斩波以及变频等等这些方面的内容。
关于运动方面的控制功能以及驱动技术的实现, 其具体涉及的领域包括伺服系统、步进电机的控制方案, 以及矢量控制算法的相关内容。
在电气控制与可编程逻辑控制器这个方面, 大家会使用梯形图来写程序, 也会用功能块的方式来设计代码, 这一切都是为了能够面向工业现场的各类设备，实现具体的控制需求。
在嵌入式领域以及单片机这一部分进行开发的时候采用的是ARM架构还有STM32这个平台, 在这个基础上把传感器数据的采集这件事给实现了, 同时闭环控制的功能也被实现出来了。
在工业通信与网络方面, 我们会提到像Modbus这样的工业总线协议, 也会提到Profibus这种工业总线协议, 还会涉及EtherCAT这种工业总线协议。
3. 实践与综合模块
本次课程设计要求完成一套完整的电气控制系统的设计工作, 该系统中可以包含电机调速系统这样的方案。
这个毕业项目的主题是面向真实工程场景的, 具体任务要么进行自动化产线的调试工作, 要么是开展智能配电方案的设计环节。
学习路径与能力要求
必须先完成高等数学这门课程的学习, 并且还需要把线性代数也给搞清楚, 大学物理同样是一个必修的项目, 至于C语言以及Python这两种编程语言的编写技巧也是需要在前面先学会的。
核心能力包括: 对电路进行分析以及开展设计工作, 深入理解决控算法的含义, 掌握可编程逻辑控制器与单片机的编程技能, 并且能够进行使用电脑辅助设计电子电气应用程序的工程制图作业。
建议的学习周期是大约18个月到24个月, 这个时间是用来进行体系化的学习。其中, 理论部分的学习花费12个月的时间。剩下的项目实操环节, 需要花费6个月到12个月的时间。
就业方向与岗位
这个人是电气设计工程师, 主要的工作内容就是去负责工厂里面的电气图纸给设计出来, 还有就是把配电系统给规划一番, 让它能用。
这位自动化工程师的日常工作主要包括进行PLC编程, 负责HMI画面的开发, 以及执行生产线的调试任务。
他的工作岗位是电力电子工程师, 主要承担的工作内容是进行变频器、逆变器以及充电桩这类电力电子产品的研发活动。
该岗位是嵌入式硬件工程师, 主要负责进行电机驱动板的设计工作, 同时也要负责智能控制板的设计。
在运维与技术支撑这项工作里面, 大家要去做的事情包括对电气设备进行日常的检查, 还要针对出现的故障做诊断分析, 另外还得把自动化系统给维护好。
在新能源这个大的方向上面, 所涉及的具体领域包括光伏以及风电的变流控制工作, 还有储能系统中的电池管理系统的开发任务。
延伸学习资源
除了那些被高等院校当做经典教材的书, 比如秦曾煌写的《电工学》, 还有像胡寿松写的《自动控制原理》这样的书以外, 我们还建议大家把工程实际中的案例结合起来, 进行一同方面的学习。
如果大家想要获得关于电气工程自动化这个领域的课程的系统资料, 还有各种各样的项目案例以及跟着更新一起走的网络课程等内容的话, 那么可以访问那个叫做 www.lingheal.com 的网站, 通过这样方式来得到最新的学习顺序安排和相关的课程里面的资源信息。
常见问题
Q：零基础能否学习电气工程自动化课程？
建议先把电路基础补上, 再把高等数学补上, 然后再去进入专业课程, 整体的难度是处于可控范围的。
Q：课程偏理论还是偏实践？
这套体系的设计采用了“3:7”的结构, 也就是将30%的精力放在理论推导这里, 把剩下的70%用在工程实操和项目训练上面, 整个安排的目的是为了强调动手能力的培养。
Q：与自动化专业课程有何区别？
A说电气工程自动化这个东西更侧重于强电系统, 比如电机、电力电子以及配电这些方面, 而另一方面, 自动化专业呢, 则更侧重于信号处理与纯控制算法。
