工业自动化的活化石｜基地式调节器“考古”纪实（7）完结篇
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工业自动化的活化石-往期回顾
8 启示
自动化控制仪表到目前为止的发展经历了基地式调节器、单元组合仪表、DCS系统这样的过程，基地式调节器的设计理念是将一个控制系统所需要的功能集成一体，如检测、显示、记录、调节的功能都放在一块仪表壳体内，这块仪表是“万能”的；单元组合仪表的设计理念是将一个控制系统所需要的功能分散成多块仪表，每块仪表的功能是“单一”的；DCS系统由于引入计算机技术，又把调节（运算）和显示（记录)功能分别集中于控制站和操作站，而在现场总线的应用中，又将运算、调节的功能重新组合集成于变送器或执行机构中，“集成——分散——集成”似乎在不断地循环。甚至在基地式调节器、单元组合仪表、DCS系统这三大类控制仪表的各自发展过程中，也经历了小的“集成——分散——集成”循环，如基地式调节器中，最早应用的自力式调节器的功能包括了调节阀，稍后出现的气动基地式调节器就使用了单独的调节阀，也就是说把调节阀分离出去了；在单元组合仪表中，早期的DDZ-Ⅱ、DDZ-Ⅲ型单元组合仪表基本上是功能分散到极致的样板，例如调节器虽然也提供比例积分调节器、比例积分微分调节器，但仍有微分调节器、前馈调节器、抗积分饱和调节器、微分先行PID调节器、DDC备用调节器等细分品种的单独产品，而在DDZ-Ⅲ型之后推出的DDZ-S型产品中，由于系列中调节器采用了微处理器的数字化仪表——可编程序调节器，它可以用软件组态实现多种运算和调节功能，又将多种运算、调节、显示、记录等功能集成在一块仪表上。
这种“集成了所有功能”到“将所有功能拆分” 到“所有功能再集成”，真可谓“合久必分，分久必合”，这一演变过程不是从出发原点又回到原点的简单循环，而是螺旋上升的性能综合提高之路。
评价基地式调节器，需要我们怀着敬意去看待它的开创性贡献，同时也要用发展的眼光看清其被逐渐被替代的历史必然性。它的故事告诉我们：任何技术都是时代的产物，唯有不断演进和创新，才能永葆活力。
9 历史贡献
基地式调节器是自动化仪表发展过程中一个自成体系的“孤胆英雄”，它首次用技术手段替代了人工频繁的现场操作，实现了对温度、压力、流量、液位等参数的连续自动控制，奠定了过程控制的基础，实现了最初级的自动化，所以有人评价它是工业自动化的“开创者”和“奠基者”。
基地式调节器一般采用的机械式PID机构已经在实践中证明了PID控制的实用性，验证了控制理论的可行性，使PID算法成为至今仍占主导地位的控制规律。
早期基地式调节器采用自力式或气动式，无需通电，天然具有防爆特性，特别适合石油、化工等易燃易爆场所，确立了影响深远的本质安全理念。
基地式调节器的使用、调试和维护，为生产过程自动化培养了最早一批精通仪器仪表、调节原理的技术工人和工程师，有了第一代自动化人才，为以后电动仪表、单元组合仪表、PLC、DCS控制系统的发展准备了人才基础。
在基地式调节器的基础上，专家们先后开发了电动仪表、单元组合仪表、PLC、DCS控制系统等几代自动化仪表和控制系统。
c 基地式调节器是工业自动化史上一位功勋卓著但已年迈的“老兵”。它出色地完成了其历史使命——开启了工业自动化的序幕，并证明了自动控制的巨大价值。然而，其分散、孤立、机械的先天局限性无法适应工业发展对集中化、网络化、智能化的迫切需求，在很多场合已被单元组合仪表和DCS/PLC系统先后取代。
很多专家都在说：“基地式调节器已经淘汰”。对这样的学术观点，本人实在难以苟同。君不见，即使在当今电子技术、计算机技术和自动化技术高度发展的年代，在一些特定应用中，如偏远区域的单回路、对控制性能要求不高的场合、难以提供外部能源的场合，仍能见到基地式调节器的身影。君不见，在某些应用场景下基地式调节器仍然呈现不可替代性，一些分散小型的机械设备或系统，如注塑机、烘烤箱、培养箱、制冷化工、医疗用加热/制冷设备、蒸汽加热系统、空调系统、供水系统仍然在就地机柜上采用基地式调节器实现就地调节。君不见，在一些大型的生产装置中重要性稍次的一些单回路调节系统，如200MW、300MW、600MW火力发电机组的高/低压加热器水位调节的现场也仍然能见到基地式调节器，而在30万吨乙烯装置中基地式调节器也还有应用。
再从生产厂家来看，在国内自动化仪表行业的显示仪表生产厂中，可以归类于基地式调节器的各类数字调节仪（见图17）产量非常高，某国内温控器行业领军企业2023年的全球出货量达160万台，已超过全球销量国外龙头企业的144万台。温控器的剧量销售额反映了基地式调节器不仅在中国，甚至在全球的应用市场仍然相当庞大。
图17 国产多种结构形式的温控器产品
基地式调节器未来的发展应该是不拘泥于基地式调节器温室初期的框框，如单回路单参数简单控制系统、就地安装信息不传送、简单显示等。从上面列举的几种基地式调节器产品就可以看出，多输入/多输出、高测量精度、AI调节功能、复杂调节回路、带模拟量输出、带通信功能这样一些新增功能适应了过程控制水平提高对基地式调节器的要求。
未完待续
方原柏
2025年12月
