马少梅:我与自动化仪表之缘

2022/9/25 20:54:55人评论次浏览分类:文化长廊 文章地址://www.e-cumulus.com/community/4473.html

作者简介
马少梅:男,回族,1932 年生于济南,1961 年毕业于苏联基辅工学院,历任上海自动化仪表研究所研究室副主任,重庆自动化仪表研究所所长、总工程师,机械部仪表局总工程师、教授级高级工程师。中国仪器仪表学会常务理事、荣誉理事,国家自然科学基金评审专家,国家发明奖评审专家,中国自动化学会常务理事、荣誉理事,中国仪器仪表行业协会常务理事、顾问。曾获机械部科技进步二等奖、机械电子部软科学三等奖、国家计委办公厅三等奖。

留苏岁月

1955年夏,我高中毕业后考入北京俄语学院留苏预备部;1956年8月,前往苏联乌克兰基辅工学院电机系学习“自动学与远动学”专业。

到了学院,我们和苏联同学混编在一个班,基础课有《高等数学》《普通物理学》《普通化学》等,专业课有《控制理论》《遥控遥测》《测量装置》《工业电子学》《脉冲技术》《计算机原理》《半导体技术》《概率论》《仪器制造》《金属工艺学》等,还有实验课和俄语课。学习非常紧张,读俄语书很吃力,天天晚上学到深夜。


系主任叫格列宾,一位犹太老头,和蔼可亲;他教遥测课,条理清楚,听他的课就是一种享受。一、二年级时还有俄语课,一位女教师教阅读和口语。立体几何老师讲课相当精彩,同学们精神都很集中,他不时会提问让大家回答。


我们的专业涉及工业自动化、管理科学化、实验室现代化、仪器仪表智能化、航空航天器自动控制等重要领域的发展。1957年开始,现代控制理论初露端倪,自适应控制、最优控制、智能控制、大系统理论等显示出强大的生命力和发展前景。苏联学者索洛多夫尼科夫的《自动控制理论基础》是必读专著之一;乌克兰控制论专家伊瓦赫年科也常为我们上课,重点讲解他的专著《控制论》(КИБЕРНЕТИКА)。


1961年7月,经过5年紧张学习,我们以优异成绩毕业,学校给我颁发了工程师证书,相当于硕士学位。我的毕业论文是《计算机控制系统方案设计及实现方法》。回国后,我被第一机械工业部(简称:一机部)分配到上海热工仪表科学研究所(即后来的上海自动化仪表研究所),我们的研究室专门开发电子式调节控制仪表,当时是用电子管作放大元件,开发成套仪表,取名为DDZ-I型电动单元组合仪表。


参加工作后,我先到崇明岛劳动了两个月,然后到兰州化肥厂参加 DDZ-I型仪表样机的现场运行考验工作。在上海化工学院王晖老师的带领下,研究所、高等院校与工厂三结合,对合成氨车间变换炉的动态特性进行测试,然后开展系统设计,组成串级调节系统,计算出PID参数,经现场运行,证明系统设计成功,我们所的产品工作正常。


为了尽快熟悉中文专业词汇,并向国内同行介绍国外新技术,我将苏联专业书《自动补偿式数字仪表》译成中文,约20万字,1963年由上海科技出版社出版发行。


首次访日

1964年夏,我参加由化工部和机械部组成的代表团,前往日本横河电机制作所访问,一方面验收横河向我国化工厂提供的自动化仪表,包括变送器、调节器、记录仪、调节阀等;另一方面学习掌握这些仪表的原理、特点、应用及操作维修技能。

那时日本仪表多从美国引进,进而实现国产化,技术上比中国先进一代:我们还用电子管,他们已用上晶体管。横河的对口企业是美国的 Foxboro公司。日本从国外引进先进技术并实现国产化的经验,对我们发展新产品很有启发。我们每天上午听横河的工程技术人员作产品介绍,涉及原理、线路、结构、调试及应用;下午在实验室进行实际操作与调试,熟悉产品的基本原理和具体结构。这些产品涉及测量与控制技术,电子与气动技术,指示与记录技术,制造与应用技术。我们还到化工厂、炼油厂、自来水厂等用户单位参观访问,看到横河产品在现场应用的成功案例。

回国后,我向一机部四局的沙平副局长作汇报,她听得很仔细,希望我将这次出国情况和收获带回所里,认真研究,吸收对我们有用的东西。回到所里,我汇报了赴日学习考察的情况,通过讨论,决心跟踪国际先进技术的发展潮流,开发新一代产品,得到所领导的支持。首先在所内开展研发工作,然后再推向工厂投入批量生产。

上海所四室负责归口电动系列仪表的行业技术发展工作。甘和贵、杨起行和我组成DDZ-II型电动单元组合仪表总体组,制订总体技术方案和实施计划,大家一起讨论,由我执笔起草,所领导审定。这套仪表采用晶体管放大器,联络信号沿用DDZ-I型仪表的0-10mA,属于我国调节控制仪表的第二代产品。按分工,由我负责PID调节器开发,赵振国、梁汉泉参加,我们分头进行调查,一方面查阅国内外资料,一方面在国内进行调研。

对于调节器,我先后试验了三种方案,经反复比较和论证,最后决定参考英国Kent公司的晶体管调制原理加以改进,取得满意的效果。经过1965年一年的努力,调节器研制成功,3台样机顺利通过全性能测试,甘和贵、杨起行、朱秉福、郭歧声等同志负责的压力变送器、差压变送器、温度变送器、计算单元和执行器等也都按时完成,共8个品种、24台样机。用这些样机,我们在上海南市发电厂组成了锅炉自动控制系统,顺利投入运行,取得成功。

重庆自动化仪表研究所

内迁重庆

后来,上海热工仪表研究所一分为二,在重庆北碚建立重庆自动化仪表研究所,我任副所长兼副总工程师。1966年3月,我们150名内迁职工乘“夔门号”轮船,带着大量仪器设备,从上海沿长江西进,到达重庆北碚施家梁新所址,参加三线建设。

按照分工,重庆所归口电动单元组合仪表系列、气动仪表系列、巡回检测、B系列仪表和工控机等行业技术工作,另外还有当地的项目及部分军工配套任务。我与四室的朱长贵等继续组织DDZ-II型仪表设计工作,还与三室的康庆宇、张钧惠、潘厚昌、缪德福等继续组织QDZ-II型气动系列仪表和B系列仪表设计工作。一机部仪表局陶亨咸副局长(后任一机部副部长)专程来重庆指导工作,确保我们的统一设计顺利进行。


正当工作全面展开的时候,“文革”开始了,继而发生武斗,局势越来越复杂,经电话报告一机部仪表局有关同志并得到同情,1967年7月,我带着大批内迁职工乘火车经贵阳逃回上海。上海所领导动员我们返回重庆,我们又从重庆乘火车跑到成都。最后决定就地解散,各自回家。后来实行军管,要求恢复科研生产,我们才陆续回到所里。


随着形势好转,全所科研生产也逐步开展起来,我们又重新组织联合设计工作,修订总体方案,起草技术标准,以厂所结合的方式实施科研成果向产品化转变。我提出“统而不死、活而不乱”的方针,即产品外特性各厂要符合统一标准,用户可以自由选用各厂标准产品实现系统配套,而产品自身的技术和工艺则由各厂自行设计,不断改进提高和发展创新。DDZ-II型电动单元组合仪表包括变送器、显示仪、计算单元、调节器、执行器和辅助单元,共80多个品种规格,分别由上海、天津、大连、北京、西安、武汉、吉林等仪表厂投入批量生产,年产量曾达到20万台,成为我国70年代到80年代工业自动化的主导产品,广泛应用于冶金、电力、石油、化工、轻纺、机械等领域,实现工业生产过程自动化。


联合设计

1974年,我们筹划DDZ-III型电动单元组合仪表的开发和联合设计工作。该套仪表是我国第三代调节控制成套产品,采用线性集成电路和国际电工委员会(IEC)规定的4-20mA国际标准模拟信号,具有本质安全防爆功能,传输信号采用两线制方式。整套仪表包括变送器、计算器、显示器、记录仪、调节器、执行器及辅助单元,数百个品种规格,可与计算机联用实现设定点优化控制,构成模拟-数字控制系统。在总结II型仪表设计经验的基础上,制订总体技术方案、各单元技术条件和工作计划,在征求工厂意见的基础上组织联合设计,分头试制。

在前期技术准备工作的基础上,同时在3个联合设计点开展工作:在北京市自动化技术研究所设计调节器、记录仪、温度变送器、安全栅等,在天津仪表厂设计压力、差压、液位、流量变送器,在北京仪表厂设计电动执行器。我在3个设计点巡回检查,讨论解决重大问题。参加联合设计的单位有北京、天津、西安、重庆、上海、大连、吉林等地的仪表厂。


各种样品陆续试制成功,样机运到洛阳炼油试验厂,并通过现场运行考核。此时,防爆产品也在南阳防爆电机研究所通过本质安全防爆试验考核。我所先后在山东曲阜和武汉东湖召开专家会议,审议DDZ-III型仪表的总体方案和技术条件,进行必要的补充修改。回所后,进行最后审议,上报仪表局,批准后作为行业标准公布实施。为适应DDZ-III型仪表配套需要,专门设计试制了符合安全火花防爆要求的接线端子,符合调节器满刻度指示要求的表头,符合自动-手动无扰动跟踪切换要求的线路结构等配套产品。


DDZ-III型仪表的综合技术水平已达到国际60年代末70年代初的水平。从1975年开始,北京、上海、西安、重庆、天津、大连、吉林、武汉等仪表厂陆续投入批量生产,质量稳定,获得用户好评,成为我国80年代到90年代工业自动化的主导产品,年产量曾达到24万台。DDZ-II和DDZ-III两套仪表均获得全国科学大会奖,DDZ-III型仪表还获得机械部科技进步二等奖;QDZ-II、QDZ-III和B系列仪表等产品也相继投产,并多次获得省部级嘉奖。此外,重庆所还开发了巡回检测装置和小型工业控制机以及机床数控装置,为核反应堆、核潜艇、战斗机等军工配套和民用领域作出贡献。


美法见闻

1975年秋,针对“川气出川”等重点工程的需要,机械部和电子部组成代表团对美国进行考察。由机械部仪表局局长苏天任团长,电子部发展中心主任刘世骅任副团长,我任代表团秘书。出国前作了充分准备,查阅资料,到四川考察天然气的开采、脱硫、储存和管道输送等环节,了解它们对自动化的要求。出国前,美国驻华联络处主任乔治·布什(老布什)接见我们,介绍美国情况,并请我们观看美国风光录像片。

11月,我们乘飞机经巴黎转华盛顿,先后参观考察 Draper Labs、Honeywell、TI、Foxboro、Leeds&Northrup、Fisher&Porter 等公司,并在费城Honeywell总部第一次看到基于微处理器的分散型控制系统(DCS)TDC-2000,这是刚公布的最新产品。经过一个月访问,我们看到仪器仪表和计算机行业的发展趋势和科技动向,分析自己的差距,经过认真总结和反复讨论,我为代表团起草了提交国家计委的考察报告。


1978年春,机械部组团访问法国,仪表局康非副局长任团长,我任副团长,访问法国SEMS、REE、Honeywell-Bull、EPSON、Thomson、Renoult等公司,参观开发中心、测试中心、生产线和工控机应用现场,与工程技术人员和管理人员进行座谈,他们对各种配套产品的技术问题和生产问题作较详细的介绍。同法国电子信息局的官员RY先生就双方合作进行探讨,重点是小型工业控制机、外部设备、大规模集成电路等。我们了解到法国自动化仪表和工控机制造厂已经大量采用微处理机,实现仪器仪表数字化和智能化,在交通管理、银行、商店和企业实现办公自动化,很受启发。我和上海所杜希牧高工在巴黎买了几套8位单板微处理机模板,带回所里研究。


此后,我就在重庆所组织学习微机原理和应用技术,成立软件研究室,请高校老师讲授软件课,并将开发基于微处理器和微型计算机的自动化仪表与控制系统列入科研计划,积极争取部局和省市的支持。1979年,第一套多回路微机控制装置在成都无缝钢管厂加热炉车间投入运行,取得成功,减轻了操作人员劳动强度,节约能源20%以上。其后,基于微处理器的单回路调节器在遵义钛冶炼厂投运成功,多回路调节器、巡回检测装置、数字化检测仪表等也陆续研制成功。在微机应用方面,重庆所走在行业前列,微机应用项目多次获得全国科学大会、机械部、四川省和重庆市的嘉奖。


科技管理

1984年9月,我被调到机械部仪表局任副总工程师,协助陈杏蒲副局长和朱良漪总工程师的工作。一年后,我被任命为仪表局总工程师,接替比我大12岁的老专家朱总工。我主要参与行业发展规划、发展战略和振兴政策的制订,科技攻关项目的组织协调,国内外行业发展趋势和动态的分析与宣传,促进产业结构的调整和优化,“八五”“九五”“火炬”等重点项目的论证和“发明奖”“自然科学基金”项目评审等工作。我先后到26个省、市、自治区的100多个工厂、研究所、高等院校和设计院作调查研究,发表多篇文章,宣传行业大政方针和仪器仪表在新技术革命中的地位作用,参与组织编写仪器仪表工程手册和产品目录,审订行业产品技术标准。

经多方争取,本行业的几个重点发展项目被列入国家“七五”“八五”科技攻关计划,并组织实施。我多次到重庆、西安、上海、北京、大连、天津、贵阳、武汉等地作宣传促进工作,与用户部门、高等院校和科学院系统开展交流合作。我们提出“以科技为先导,以工程促成套,以系统带产品”和“打基础、上水平、攻成套”的方针,发展共性技术,优化产业结构,强调仪器仪表、计算机和通讯是信息技术的三大支柱,缺一不可。经过几年的共同努力,在各方面的支持下,整个行业呈现出欣欣向荣的局面。


为促进传感器技术的发展,在国家科委新技术局组织指导下,由我主持,相关部门、高等院校和上海市的专家参与,1986年-1987年,讨论制订我国传感器技术发展政策,与计算机和通讯技术发展政策一起,作为我国信息产业技术发展政策的组成部分,由国家科委以白皮书的形式发布实施。该项目由沈阳仪表工艺研究所归口,我局杨景福工程师、沈阳所徐开先所长及黄西培总工、顾广瑞副总工等做了大量工作,大连理工大学牛德芳、吉林大学孙良彦、哈尔滨建筑大学王力、武汉大学任恕、南京大学黄德培等教授在论证会上作了精辟的报告,为政策制订作出贡献。1991年,该项目被机械部评为软科学奖。同时,经认真协商成立传感器行业协会,邀请美籍华人葛文逊教授等担任顾问,机械部副总工程师郭志坚任会长,我和其他几位企业家、专家、教授任副会长。


参加工作40年,我主要做了三方面工作:一是开发新产品,60年代开发DDZ-II型仪表,70年代开发DDZ-III型仪表,80年代开展微型机应用,开发DDZ-S系列仪表和Q系列、B系列仪表等。据重庆所1995年估算,这些产品的产值已逾100亿元,利润超30亿元,广泛应用于石油、化工、冶金、电力、机械、轻纺、国防等领域。二是领导内迁研究所艰苦创业,“文革”后治理整顿,改革开放,发展创新,克服重重困难,取得科研成果260多项(截至1983年),为行业发展和内地建设作出贡献,为重庆所参与市场竞争打下基础。三是参加行业宏观管理,开展企业调查,参与行业发展战略和技术政策的研究,参与制订发展规划,组织科技攻关和系统成套工作,促进产业、产品结构不断优化。

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