自动化工程师需要学习和掌握的专业知识和技能包括：

自动控制原理：

这是自动化工程师必须掌握的核心理论知识，包括系统控制的基本原理、控制方式（如开环与闭环控制）、以及控制系统的稳定性与性能分析等。

电路分析：

电气自动化工程师需要具备良好的电路分析能力，能够理解基本的电子元器件特性，设计和优化电路图，并使用专业软件进行仿真测试。

PLC编程：

掌握至少一种编程语言（如C/C++、Python等），并能够编写、调试和维护PLC程序，实现自动化设备的控制逻辑。

工业机器人应用：

了解工业机器人的工作原理、编程和应用，能够设计、调试和维护工业机器人系统。

传感器和执行器：

熟悉各种传感器和执行器的功能、应用和接口，能够根据实际需求选择合适的设备，构建高效稳定的控制系统。

电气控制系统设计：

能够根据实际需求设计合理的电气控制系统，包括控制系统架构、电气元件选型、接线图绘制等。

机械工程基础：

了解基本的机械工程原理，如机械设计、材料科学等，以便于与其他领域的工程师合作，共同解决跨学科的问题。

项目管理与团队协作：

具备良好的项目管理和团队协作能力，能够有效地管理项目进度，协调团队成员，确保项目按时完成。

编程工具与框架：

熟悉常用的编程工具和框架，如IDE（集成开发环境）、版本控制系统等，提高开发效率。

技术更新与持续学习：

由于自动化技术更新迭代快，工程师需要不断学习新技术、新工具和新方法，保持个人竞争力。

资格证书与培训：

考取相关的职业资格证书，参加技术培训，进一步提升自己的专业水平和市场竞争力。

建议：

自动化工程师应从基础的专业知识开始学习，逐步深入，同时注重实践经验的积累。

选择一种或多种编程语言进行深入学习，并掌握相关的开发工具和框架。

通过实际项目来应用所学知识，不断积累经验，提高解决问题的能力。

保持对新技术的关注和学习，保持个人竞争力。