電氣工程及其自動化：現(xiàn)代城中的霓虹幻影

游走在夜晚的都市街道上，十字路口的紅綠燈、高樓大廈前的霓虹燈、LED大屏幕上清晰而逼真的畫面、商場里的電梯……電氣設(shè)備讓城市的夜晚有了一種動態(tài)之美。

但電氣并不是人們所想象的那樣，僅僅是通電就能驅(qū)動的。比如高樓大廈前的霓虹燈從下至上亮起，猶如一束煙花，最后在樓頂綻放，每個(gè)炫目的圖案的出現(xiàn)，都不是偶然，這其中每一盞燈的點(diǎn)亮、熄滅、閃爍以及它們各自所需的時(shí)間都是事先通過自動化控制編寫的程序設(shè)定好的——這些，都是電氣工程師的功勞。

選準(zhǔn)專業(yè)專攻方向

電氣工程及其自動化專業(yè)的學(xué)習(xí)可以分為三個(gè)階段。第一階段是掌握基礎(chǔ)知識，學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)、CAD制圖軟件、計(jì)算機(jī)匯編語言等。不難看出，這個(gè)階段主要是對輔助工具軟件的學(xué)習(xí)，我們常說“工欲善其事，必先利其器”，因此，這些學(xué)科被我們稱為“工具學(xué)科”。第二階段是掌握專業(yè)基礎(chǔ)，這是學(xué)好專業(yè)課的關(guān)鍵階段，也是最難的階段，因?yàn)檫@些課程的專業(yè)性和綜合性都很強(qiáng)，而且大多以理論知識為主，例如工程力學(xué)、電路分析等。第三階段是專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，包括可編程控制技術(shù)（以下簡稱PLC）、單片機(jī)、電力電子技術(shù)等，每個(gè)人都可以從中選擇一個(gè)自己喜歡的專業(yè)方向繼續(xù)學(xué)習(xí)。就一個(gè)大學(xué)生僅有的精力而言，我們很難把每一門專業(yè)課都學(xué)好，但選對專業(yè)方向，著重發(fā)展強(qiáng)勢學(xué)科十分重要，這個(gè)選擇關(guān)乎畢業(yè)后的個(gè)人就業(yè)方向。

以我個(gè)人為例，我選擇的方向是PLC。在大學(xué)前兩年，當(dāng)別人在網(wǎng)上熱絡(luò)地聊天、看電影、玩游戲時(shí)，我就開始在網(wǎng)上搜索最新的行業(yè)動態(tài)。周末一有時(shí)間，我就去招聘會現(xiàn)場轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，假扮應(yīng)聘者，探探市場的人才動態(tài)和供求狀況。不僅如此，我還常厚著臉皮跑到招生就業(yè)處，跟那里的老師聊聊天、取取經(jīng)。我了解到，PLC在工廠中的應(yīng)用很廣泛，涉及的領(lǐng)域很多。在平時(shí)的學(xué)習(xí)過程中，我也早已對這門專業(yè)課產(chǎn)生了濃厚的興趣，并且在實(shí)驗(yàn)中感受到這門技術(shù)的強(qiáng)大。比如說，它可以輔助設(shè)計(jì)一個(gè)自動化系統(tǒng)驅(qū)動大型設(shè)備，并且讓設(shè)備按照人的意志去做動作。如工廠里大型機(jī)床的傳統(tǒng)操控模式是一對一，甚至是多對一，即每臺機(jī)床都需要人去監(jiān)督。24小時(shí)無間歇的運(yùn)作將耗費(fèi)很大的人力財(cái)力，而如果用PLC將其進(jìn)行數(shù)控化之后，就能實(shí)現(xiàn)一對多的操控模式——只需一個(gè)人、一臺計(jì)算機(jī)，再加上相應(yīng)的設(shè)備即可。PLC將實(shí)際電路中的元器件用軟件來代替，既省時(shí)又省錢，工作效率自然就提高了。如果往電氣方向發(fā)展，則對專業(yè)理論的要求較高，相較而言，我更愿意選擇操作性強(qiáng)的專業(yè)方向來發(fā)展。

因此，在選擇專業(yè)方向時(shí)，我們可依據(jù)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：一是自己的興趣愛好，二是職場現(xiàn)狀。早了解、早準(zhǔn)備、早選擇，你就會比別人先走一步，就業(yè)時(shí)也會比別人有更多的選擇。

實(shí)驗(yàn)——最有趣的環(huán)節(jié)

我們都見過自動感應(yīng)門，當(dāng)我們靠近門時(shí)，它就會自動打開，當(dāng)我們遠(yuǎn)離它時(shí)，它又會自動關(guān)閉，這得益于自動化技術(shù)。傳感器是自動感應(yīng)門的大腦，當(dāng)傳感器感測到有物體接近的時(shí)候，它就會工作，進(jìn)而接通電路令電動機(jī)工作，實(shí)現(xiàn)門的打開，反之亦然。傳感器技術(shù)是一門大科學(xué)，對于我們專業(yè)而言，只要學(xué)會運(yùn)用它來開發(fā)電氣自動化系統(tǒng)就行了。

這就引出了實(shí)驗(yàn)。沒錯(cuò)，這就是大三專業(yè)學(xué)習(xí)中最重要，也是最有趣的環(huán)節(jié)。我們不僅有設(shè)計(jì)與控制類實(shí)驗(yàn)，還有很多驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)，比如說驗(yàn)證某種電子器件的工作原理，驗(yàn)證某個(gè)專用電路的效果等。其中，用PLC來設(shè)計(jì)自動飲料售貨機(jī)操作系統(tǒng)就是一個(gè)很好的例子。比如現(xiàn)在有兩種飲料可以出售，一種是5元的，一種是6元的;投幣口有兩種投幣方式，一種是1元硬幣，一種是10元紙幣?，F(xiàn)在需要考慮的問題有（1）怎樣識別幣種，（2）如何計(jì)數(shù)，也就是如何識別已投入錢幣的金額，（3）如何把金額數(shù)顯示在售貨機(jī)的LED屏幕上，（4）如何選擇飲料的種類，（5）如何找零。如果解決了這些問題，一臺簡單的自動飲料售貨機(jī)的控制系統(tǒng)就設(shè)計(jì)好了。對于第一個(gè)問題，我們設(shè)計(jì)了兩個(gè)常開軟元件，一個(gè)用來識別1元硬幣，一個(gè)用來識別10元紙幣;對于第二個(gè)問題，可以通過對軟元件發(fā)出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，每投一個(gè)硬幣就計(jì)一次數(shù)，這樣就達(dá)到識別金額數(shù)的目的;第三個(gè)問題，可以用LED數(shù)碼管將累計(jì)金額的數(shù)目顯示出來;第四個(gè)問題，設(shè)計(jì)兩個(gè)軟元件，一個(gè)控制5元的飲料，一個(gè)控制6元的飲料;最后一個(gè)問題可以通過計(jì)算機(jī)的減法運(yùn)算來判斷是否需要找零，或者該找多少。

有電的地方就有用武之地

電氣工程及其自動化專業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，可以毫不夸張地說，只要有電存在的地方，就一定有我們的用武之地。強(qiáng)電領(lǐng)域的電機(jī)電器設(shè)計(jì)、制造、控制運(yùn)行維護(hù)和生產(chǎn)管理工作，電力系統(tǒng)與電氣裝備的運(yùn)行、供電系統(tǒng)和高層建筑的電氣設(shè)計(jì)與運(yùn)行維護(hù)的工作，建筑電氣領(lǐng)域的電氣設(shè)計(jì)、綜合布線、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工程建設(shè)與管理工作，還有電氣傳動等技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)工作等，無一不是和我們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)。