戈劍老先生參與了我國第一臺(tái)智能可編程序調(diào)節(jié)器的研究開發(fā)工作，戈老在本文回顧了當(dāng)時(shí)研發(fā)我國第一臺(tái)智能可編程序調(diào)節(jié)器的經(jīng)歷和過程，為后來的儀表人了解和記住這段歷史提供了鮮活文字資料。

重慶工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所初次接觸微處理器模板
20世紀(jì)70年代末，在改革開放的形勢(shì)下，微處理器開始被引進(jìn)。1979年，我當(dāng)時(shí)所在的機(jī)械部重慶工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所從機(jī)械部分配到了一些微處理器模板，是摩托羅拉公司的產(chǎn)品，我們電動(dòng)儀表室也爭(zhēng)取到了幾塊。在那個(gè)年代，進(jìn)口的微處理器模板是非常稀少和寶貴的，每塊模板在機(jī)械部?jī)x表局都有備案，所以課題組的人員與所里簽訂了保證不損壞模板的責(zé)任保證書。

微處理器調(diào)節(jié)器攻關(guān)課題組成立
在所長(zhǎng)馬少梅的主持下，所里成立了微處理器調(diào)節(jié)器攻關(guān)課題組。課題組由張家駿、楊林、梅露和我組成，張家駿任組長(zhǎng)，并負(fù)責(zé)總體設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，楊林和我負(fù)責(zé)硬件調(diào)試。當(dāng)時(shí)，對(duì)微處理器還不甚明白，我們請(qǐng)工控機(jī)室的同事進(jìn)行計(jì)算機(jī)知識(shí)掃盲，從最基本的二進(jìn)制知識(shí)入手，二十進(jìn)制轉(zhuǎn)換、二十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換、二進(jìn)制加減乘除運(yùn)算、小數(shù)點(diǎn)的處理，符號(hào)位的處理，CPU(摩托羅拉公司的M6800)、A/D 、D/A、 I/O、通訊等，一點(diǎn)一點(diǎn)啃下來。

歷經(jīng)艱難險(xiǎn)阻，第一臺(tái)智能可編程序調(diào)節(jié)器成功問世
當(dāng)時(shí)編程很困難，一塊摩托羅拉的學(xué)習(xí)板(Kit板)上只有1KB的RAM容量，沒有匯編語言，也沒有C語言，沒有仿真功能，只能用二進(jìn)制碼鍵入RAM，然后將EPROM插到燒寫ROM的插座中，將程序?qū)懭隕PROM。大一點(diǎn)容量的程序要分成一個(gè)一個(gè)的小程序，分多次寫入，再將EPROM插到CPU板上。運(yùn)行后，看軟件有沒有錯(cuò)誤，如有錯(cuò)誤，則用紫外燈管將EPROM中的信息擦除掉，再將修改后的程序?qū)懭隕PROM。程序有了錯(cuò)，只能在紙上從二進(jìn)制碼的程序清單中一步一步地檢查，看錯(cuò)在什么地方。有時(shí)要查好幾天才能找到一個(gè)錯(cuò)誤。

硬件調(diào)試也同樣碰到很多困難。數(shù)字電路不像模擬電路，模擬電路只要用示波器和萬用表就能判斷線路的運(yùn)行情況，有了故障也容易檢查。但當(dāng)時(shí)沒有邏輯分析儀，有了問題只能用示波器一點(diǎn)一點(diǎn)地看，或用示波器檢查觸發(fā)脈沖信號(hào)或者電平高低，再以萬用表（只有模擬萬用表）加人工判斷，找出問題，解決問題。我們每天在實(shí)驗(yàn)室都要工作到晚上9、10點(diǎn)鐘，星期天也不休息。當(dāng)時(shí)的工作氣氛非常好，有什么問題可以公開討論，各抒己見，直到弄懂為止，沒有任何的保留，每個(gè)人都得益匪淺，進(jìn)步很快。

加上車間師傅的大力協(xié)助，第一臺(tái)智能可編程序調(diào)節(jié)器于1980年問世了。整個(gè)儀表由CPU板、A/D 、D/A板、 I/O板、電源板、PV、SV顯示表頭、閥位指示表組成。A/D 、D/A模板各有4個(gè)輸入/輸出通道，都是12位的。I/O板有16個(gè)輸入/輸出通道，一個(gè)RS-232通訊口(當(dāng)時(shí)這個(gè)通訊功能在現(xiàn)場(chǎng)用不上)。限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平,初次研制微處理器調(diào)節(jié)器時(shí)，軟件內(nèi)容還不大豐富，比起后幾年引進(jìn)的單回路可編程調(diào)節(jié)器，技術(shù)水平上的差距還是有很大的，但是我們還是進(jìn)入了國內(nèi)智能調(diào)節(jié)器的新時(shí)代。

比起模擬調(diào)節(jié)器的性能，智能調(diào)節(jié)器畢竟先進(jìn)多了。比如在PID的控制模式上，設(shè)計(jì)了一般增量型控制和微分先行控制。PID控制中增添了抗積分飽和與積分分離方式以及輸出部分報(bào)警上、下限調(diào)整，4-20mADC或1-5VDC輸出限幅調(diào)整。為了消除生產(chǎn)過程中參數(shù)受外部干擾的影響，程序中設(shè)計(jì)了多種濾波方法，如平均法、中值法、一階遞推法等，這些內(nèi)容可靈活精確地設(shè)置，這在模擬儀表中是無法實(shí)現(xiàn)的。整個(gè)設(shè)計(jì)是百分之百的儀表化，面板設(shè)計(jì)完全同于DDZ-Ⅲ型電動(dòng)單元組合儀表中的調(diào)節(jié)器(只是在內(nèi)部有幾個(gè)設(shè)定鍵，但很簡(jiǎn)單)，使儀表操作十分簡(jiǎn)單，深受儀表操作人員的歡迎。

課題組人員群策群力，立志攻克難關(guān)，反復(fù)進(jìn)行編程測(cè)試
為了保證儀表的質(zhì)量，我們對(duì)儀表進(jìn)行了嚴(yán)格的審核，當(dāng)時(shí)沒有EMC(電磁兼容)的射頻輻射和傳導(dǎo)抗擾度的試驗(yàn)方法，只能以步話機(jī)近距離進(jìn)行試驗(yàn)，還有用手槍鉆在一個(gè)電源插座上頻繁開關(guān)進(jìn)行試驗(yàn)，看對(duì)儀表有無影響。其他的模擬儀表的試驗(yàn)內(nèi)容也都做了。張家駿是一個(gè)能力非常強(qiáng)的人，在短短的幾個(gè)月里，他就熟練地掌握了二進(jìn)制的編程方法，將它們編成控制程序，反反復(fù)復(fù)地調(diào)試。特別是PID調(diào)節(jié)，比較了完全微分方程與不完全微分方程，最后證明只能用不完全微分方程。計(jì)算用的是定點(diǎn)運(yùn)算，如何定字長(zhǎng)，保留位數(shù)、符號(hào)位的處理等進(jìn)行了大量計(jì)算試驗(yàn)。今天看起來這些均很簡(jiǎn)單，可在當(dāng)時(shí)都沒有可借鑒的。

課題組群策群力，攻克了一個(gè)又一個(gè)難關(guān)。楊林女士當(dāng)時(shí)女兒還小，她愛人又不在重慶工作，她每天在辦公室工作到晚上9、10點(diǎn)，女兒沒人照顧怎么辦？于是她就將辦公室的椅子拼放在一起，讓女兒睡在上面，夜里離開辦公室時(shí)，將女兒用衣服一包，就抱回家去，真是辛苦極了。馬少梅和黨委書記李培玉、總工程師謝兆盈經(jīng)常來看我們，聊聊情況，看有什么困難需要所里幫助解決，同時(shí)也鼓勵(lì)大家努力工作，早日拿出成績(jī)。室主任牟晶經(jīng)常晚上陪著大家一起做實(shí)驗(yàn)。

樣機(jī)測(cè)試工作完成，市場(chǎng)需求量大
1981年初，3臺(tái)樣機(jī)完成了測(cè)試工作，由所科研計(jì)劃處聯(lián)系在貴州省遵義市的906廠(鈦冶煉廠)作現(xiàn)場(chǎng)試用。1981年6月，我們課題組4人來到了906廠，該廠的鈦金屬提煉的原料是四氧化鈦，液狀的，通過還原反應(yīng)成為海綿鈦。以前用的是前蘇聯(lián)電子管式的儀表，控制方式落后，成品率低。我們的任務(wù)就是用新研制的儀表代替那些老式儀表，提高生產(chǎn)效率。

全國第一臺(tái)智能可編程序調(diào)節(jié)儀研發(fā)成功和現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)成功
906廠是個(gè)老企業(yè)，是20世紀(jì)50年代由前蘇聯(lián)援建的，雖然地處山區(qū)，但工藝技術(shù)力量是很強(qiáng)的，技術(shù)人員都是清華大學(xué)、北京大學(xué)、上海交通大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等全國重點(diǎn)大學(xué)的畢業(yè)生。由于年久失修，自控部很落后，多年沒有改進(jìn)，大部分都是手動(dòng)操作。這也限于那個(gè)年代的客觀條件，工廠的生產(chǎn)條件非常艱苦，這是我們?cè)葲]有估計(jì)到的。生產(chǎn)工藝管道陳舊，很多地方有滲漏。由于原料是四氯化鈦，腐蝕性非常強(qiáng)，空氣中經(jīng)常充滿嗆人的氯氣。陰天的時(shí)候，廠房?jī)?nèi)一片白濛濛，泄露出來的氯氣散發(fā)不出去，人的呼吸都感到困難，眼睛也睜不開。生產(chǎn)車間每人都有一個(gè)防毒面具，情況嚴(yán)重時(shí)戴上；程度輕的時(shí)候，如果感到嗓子難受，到廠醫(yī)院領(lǐng)“非那根”止咳藥和廉價(jià)白酒，喝一口，讓人的嗓子麻木一會(huì)兒。

在這種條件下，課題組人員真可謂發(fā)揮了“一不怕吃苦，二不怕死”的精神，在廠里跟操作人員一起，實(shí)行三班倒，跟值班守在自控室，一是跟蹤控制過程，隨時(shí)解決出現(xiàn)的一些問題，如：P、I、D 參數(shù)的調(diào)整；二是教會(huì)操作人員如何使用儀表和維護(hù)儀表。

在這個(gè)過程中，張家駿的作用特別突出，他是西安交通大學(xué)1961年畢業(yè)的高材生，當(dāng)時(shí)還是一機(jī)部?jī)x表局DDZ-Ⅲ型電動(dòng)單元儀表現(xiàn)場(chǎng)中試組組長(zhǎng)。他扎實(shí)的自控系統(tǒng)理論基礎(chǔ)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，對(duì)智能可編程序調(diào)節(jié)器的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用起到了極大的作用，也使我從中學(xué)到了許多實(shí)際應(yīng)用知識(shí)，非常令人佩服。因?yàn)閺埣因E不但理論知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)非常豐富，而且一點(diǎn)都不保守，問他什么，他都會(huì)毫無保留地告訴你，這對(duì)我以后進(jìn)行智能調(diào)節(jié)儀表的研發(fā)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用都有了極大的幫助。

1981年9月，我們順利結(jié)束了在906廠的工作，圓滿完成了任務(wù)。通過幾個(gè)月的應(yīng)用，證明我們研制的智能可編程序調(diào)節(jié)儀表完全滿足鈦冶煉還原爐的控制要求，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率，節(jié)約了能源(具體數(shù)據(jù)因時(shí)隔太久，記不清了)。當(dāng)時(shí)906廠對(duì)我們的評(píng)價(jià)是很高的，臨離廠時(shí)，廠里舉行了隆重的歡送會(huì)。

回到所里，所領(lǐng)導(dǎo)熱烈地迎接了我們，并舉行座談會(huì)。不久，機(jī)械部發(fā)來賀電，祝賀”全國第一臺(tái)智能可編程序調(diào)節(jié)儀研發(fā)成功和現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)成功“。當(dāng)時(shí)科研成果評(píng)獎(jiǎng)制度還未開始，沒有評(píng)獎(jiǎng)。后來906廠又陸續(xù)向我們所買了幾臺(tái)。

再接再厲，四回路可編程序調(diào)節(jié)器研制成功，并進(jìn)行批量生產(chǎn)
在此基礎(chǔ)上，重慶工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所電動(dòng)儀表室的同事們開發(fā)成功了“四回路可編程序調(diào)節(jié)器”，并專門組織了生產(chǎn)班子，進(jìn)行批量生產(chǎn)，取得了不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益?！八幕芈房删幊绦蛘{(diào)節(jié)器”獲得了國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，這時(shí)我已調(diào)回上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所工作。

重慶工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所可編程智能調(diào)節(jié)儀表的研發(fā)成功與生產(chǎn)、轉(zhuǎn)讓，極大地推動(dòng)了我國智能化調(diào)節(jié)儀表事業(yè)的發(fā)展。這與當(dāng)時(shí)研究所所長(zhǎng)馬少梅的正確領(lǐng)導(dǎo)和支持是分不開的(馬少梅后來調(diào)任機(jī)械部?jī)x表司任總工程師，他在蘇聯(lián)學(xué)習(xí)期間，其導(dǎo)師是世界三大自控理論權(quán)威之一)。

作者：戈劍，高級(jí)工程師，原為機(jī)械部重慶工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所第四研究室科研人員，長(zhǎng)期從事調(diào)節(jié)控制儀表系統(tǒng)研究開發(fā)工作。后調(diào)機(jī)械部上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所工作。

《飛鴻踏雪泥》收錄的文章多是以第一人稱記述，是我國儀表和自動(dòng)化人的親身經(jīng)歷、親手所為、親眼所見，這些文稿、照片是新中國成立60多年來我國儀表和自動(dòng)化事業(yè)發(fā)展歷史的寶貴素材。一篇篇文稿飽含深情的記錄著歷史，一張張凝聚并喚起記憶的老照片，將我們的思緒帶回到了60多年歷史進(jìn)程中。那些曾經(jīng)的人和事，不僅讓人們領(lǐng)悟了歷史賦予的深意，更讓人們體會(huì)到在“人”“事”之中所蘊(yùn)含的規(guī)律和精神。

但是，儀表人的故事能進(jìn)入報(bào)紙、雜志、電視、網(wǎng)絡(luò)等大眾傳媒的卻不多，“會(huì)道的一縷藕絲牽大象，盲修者千鈞鐵桿打蒼蠅”，儀表自動(dòng)化專業(yè)就是這一縷細(xì)細(xì)的藕絲，儀表自動(dòng)化人常常成為幕后英雄，容易被世人遺忘，其成功的經(jīng)驗(yàn)和失敗的教訓(xùn)也有可能隨風(fēng)飄散。