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第四节 专用电子计算机

  一、小化肥厂生产过程控制计算机
    根据科技为经济建设服务的精神,把计算机用于生产过程控制,为发展小化肥生产,支 援农业,1971年黑龙江省科技局(省科委前身)决定在五常县化肥厂试点,应用计算机进行小 化肥生产过程控制。   1971年11月,五常县化肥厂与省电子技术研究所联系,拟研制一台化肥厂生产过程控制 计算机。12月省科技局正式决定由省电子技术研究所承担化肥厂的控制机及其外部设备的研 制任务。此后研究所和工厂结合派人去兰州化肥厂进行调研。1972年4月17日科技局召集厂、 所两家就分工、基础自动化、计算机技术指标及采用的元器件、经费、进度等进行研究。4月 20日省科技局、电子工业局、化学工业局联合召开了“化肥生产自动控制试验项目计划落实” 座谈会。会议就厂所分工、技术指标、进度、经费、采用何种器件等进行了研究,形成了会 议纪要。明确基础自动化、整个工程安装、试运行由工厂负责,计算机和外部设备研制、安 装和中心控制室的安装由电子研究所负责,并协助工厂进行运行试验。1972年4月27日厂、所 签订协议书。项目总负责人为电子技术研究所计算机室主任李玉庆,技术负责人黄士杰、王 景泰。运控组组长宁金锁,内存组组长胡秉光,程序组组长周滨洲,外部设备组组长朱文生, 专用外围接口组长刘辉全,电源组组长陈鹏瑞。哈尔滨工业大学教师郭福顺、李连治也参加 了总体方案论证和计算机程序的研制,并起到重要作用。   由于“文化大革命”,技术人员遭受冲击,失去了从事技术业务工作的条件。当接到这 项任务后,所有技术人员都有了施展才华,为发展科技献力的好机会,表现出极大的热情和 积极性。同心协力,克服各种困难,只用了一年多时间,1973年8月机器调试完毕,各项指标 均达到协议要求。1973年10月至1974年3月机器安装在省展览馆参加全省电子工业产品展览会。 1975年6月26日运到工厂安装、考机并通过验收。   整个项目包括研制一部计算机和对工厂化肥生产的过程控制两个部分。计算机研制圆满 完成,定名为LDJ—721工业控制计算机。主要性能是:二进制,字长19位,主频400kHz, 速度每秒5万次,指令系统采用单地址,共30条指令。外围有4个通道:模拟量输入/输出,开 关量输入/输出。数模转换采用时间编码方案,变换误差小于1%;模拟量输出采用哈尔滨军 事工程学院教师乔国良在国内首创的“电容保持方案”,简单可靠,成本低。软件配有检查 程序、管理程序和目的程序。逻辑电路采用当时最先进的TTL小规模集成电路。当时一0九 厂生产的这种电路,正品每片120元,一部计算机需要上万片电路,要上百万元。但整个科研 费用只有90万。为了少花钱,电子所得知该厂的次品中还能挑出正品来用。因此就买了12万 片7~8角钱一片的次品,只花了8.9万元。经过大量筛选,选出2万片合格品,满足了装机的 需要。   LDJ—721计算机能用于除造气以外化肥生产过程中的碳化,脱硫、变换、铜洗、合成 等5个环节,最终可以控制:(1)、对生产过程各检测点的巡回检测,越限报警、选点显示、 定时制表和事故打印。(2)、实现生产过程的直接数字控制,以代替二次仪表,并能进行多参 数的综合控制。(3)、寻找生产过程中的最佳工作状态,实现最优控制。   机器在现场安装联接后,对碳化、变换、铜洗、合成等车间的20多个点进行了巡回检测, 采样的数值精度均达到了设计要求。但由于化肥厂整个生产流程设备质量不高,跑、冒、滴、 漏较多,生产技术水平较低,各种参数不稳定,达不到标准值,因此控制部分和执行机构之 间,只能达到接近二次仪表,不能达到按计算机要求进行正常运行。1975年冬,工厂原料不 足,经常停产,又加上厂领导变动,“文化大革命”期间城市下放的技术人员陆续离厂返城, 工厂缺乏技术力量,自动控制也无法正常应用。   小化肥厂生产过程控制计算机在中国是第一台,省科技局先后拨科研费90万元用于它的 研制。计算机本身技术是成功的,但应用环境条件不具备,因此没有正常使用。   二、汇兑稽核数据处理计算机
    邮政汇兑每月全省的汇票票根都要经省邮电管理局稽核部门稽核。传统的都是手工作业, 要经过审核、四次顺号、核销、平衡、加算等15道工序。操作工人眼要看,脑要想,一手翻 页,一手加算,因此脑力和体力劳动强度很大。为实现汇兑稽核数据处理自动化,要应用电 子计算机。1974年我国计算机还没有系列化,一般中小型计算机用于汇兑稽核业务既复杂又 浪费,满足不了业务需要,而且价格又太高。主机和外部设备可靠性、互换性均不理想。因 此邮电部于1974年9月批准黑龙江省研制一部“汇兑稽核数据处理电子计算机”。省邮电管理 局委托省电子技术研究所负责计算机的研制,省邮电科研所、汇兑稽核处负责有关汇兑稽核 业务要求的问题,参加共同研制。   参加研制人员:省电子研究所有王联正、宁金锁、陈凤枝、朱文生;邮电科研所有张学 提、陈中伟。哈工大教师郭福顺、李连治参加了方案制订和程序设计。由王联正负责总体设 计。   研制工作第一阶段由1974年10月至1976年6月,完成了LYDJ—1计算机设计、制 作和装配。计算机字长21位,容量16k字节,主频500kHz,速度每秒5万次,存贮周期8微 秒。外部设备配大光电机一架两台,CY—4快速打印机两台,55型电传打字机一台。软件配 有:检查程序、管理程序、汇兑稽核作业程序。机器在不改变原有汇票格式,不影响开发部 门作业方式和与其他省、市汇总业务往来的前提下,把稽核工作15道工序中审核,4次顺号、 核销、平衡等7道最烦琐、最易出错的主要工序由计算机完成。1976年6月计算机调试完毕后, 经过200多小时连续考机,达到并超过原设计要求。7月份交付使用,减轻了工作人员的劳动 强度,提高了工作效率和质量。1977年小批量试用,1978年进行试验性生产,机器性能稳定。 1978年先后获省、国家科学大会科技成果奖。   但由于汇兑稽核部门从未用过计算机,而计算机技术人员对稽核业务不熟悉,无法预见 使用中会碰到什么问题,因而影响机器使用效率。如数据输入量要高度可靠,输出余根纸带 穿孔速度要快而可靠;纸带输入量大,错误率也大,因此要求对程序内容可靠保护,并要设法 减少纸带穿孔次数及便于查找和修改纸带上的错误等。   电子研究所的技术人员本着为用户服务好,把计算机应用好的精神,1980年用近一年时 间到稽核处跟班作业,与维护和操作人员密切合作,不受协议内容范围限制,尽量设法改进, 在不影响用户正常业务工作情况下,边改进,边试用,对稽核处理系统进行的改进主要有:   (1)增添快速穿孔输出设备。输出速度由每秒6.6排提高到100排,把原1小时工作量缩短 到5~6分种。   (2)提高光电机可靠性。全省每月约60~100万张汇票,每月输入量达1亿排孔。而十多 人十多台机同时操作,穿孔难以一致。为此改进了光电机逻辑控制电路,放宽了对纸带的规 格质量要求。不论孔径、孔距、排距、歪斜等不标准纸带,还是不同色泽纸带都能可靠输入, 提高了机器效率。   (3)增加了内存程序区保护电路。保证了穿孔错误纸带不破坏程序,可减少机器返工, 提高有效使用率。   (4)增加了简化连续票根金额穿孔方式电路和简便修改错误纸带的电路,可减少穿孔量。 汇兑稽核数据处理计算机正在工作   (5)软件增加内容。在核销管理程序中增加余票穿孔输出程序,进一步减少穿孔量。还 增加了分段审核程序,缩小查找穿孔纸带错误范围。增加纸带常见错误的判断并一次打印显 示出几处错误,减少纸带往复时间,提高机器处理速度。   (6)增加电源保护电路。增加电压过压告警和欠压保护电路,确保在市电电压波动时可 靠运行。   经过上述改进,大大提高了工作效率,日处理达到核销汇票7~10万件;审核票根25~30 万件。穿孔员平均每小时核销平衡425件,熟练工人每小时可达800~900件,比手工作业快 两倍。手工作业时20人工作,每月30天都很紧张。计算机作业只有16人,平均每天作业6小 时左右。据1980年1月至1981年3月统计,每月开机时间只70~80小时,17~18天就能完成当 月工作量。   1981年8月20日邮电部委托黑龙江省邮电管理局主持通过部级鉴定。   三、SCY输油控制计算机   SCY输油控制计算机是哈尔滨无线电五厂王衍民、田小庆等1979年开发的。胜利油 田东营设计院的科技人员为解决石油流量计问题,到哈尔滨市电子仪表局联系。市局把此 任务交给了哈尔滨无线电五厂。在没有任何参考资料的情况下,当年研制成功,年末通过 验收。   此机是用PMOS电路设计研制的输油专用计算机,应用它能实现石油油品计量全部 自动化,且抗干扰性能好。该机由“一般输油计量控制”和“预置输油计量控制”两个独 立部分组成。“一般输油计量”可自动控制输油管道油品重量计量。“预置计量”是一种 定量输油控制,到量即停,适合对外供油进行定量输油计量。其运算控制同步信号由石英 晶体振荡产生,稳定可靠。并由石英钟作标准时间信号,对计量周期作自动控制和对预置 计量进行计时。能控制8路流量并行输入。最大计量999999吨。输油计量自动控制周期:班 计量8小时和日计量24小时,计量完成自动复原。流量数据处理速度:5立米/秒。配有2台 CYD—3打印机自动记录。1980年为山东胜利油田黄岛油库生产了2台,1983年为中原油 田设计院生产2台。随着微机的普及,工厂没有进一步改进提高技术因而停产,该机技术相 对落后。   四、MS-II型棉粮收购计算机   1984年初,中国计算机技术服务公司提供线索:浙江省产棉区用户需要有汉字打印功 能的小型台式棉粮收购结算计算机。于是哈尔滨无线电五厂开始研制MS——II型棉粮收 购计算机。工厂申请了20万美元地方外汇,进口200套小型打印机头,然后用HP—41CV 为主机,由该厂张明理、王心吉开发。8月份完成研制任务,该机适用于粮食、棉花、茶叶、 蚕茧、甜菜,烟麻等农副产品收购结算用。它是有人机对话功能的高级可编程序计算机, 具有记忆功能。在关机和电网掉电后10分钟内保存一切数据,程序不丢失。工厂根据不同 用途,设置固定汉字程序,用户可根据计算公式自行编制各种计算程序。送一次程序可保 存多年。棉粮收购结算计算机大键盘操作,使用方便,稳定可靠。可一次打印五联发票或 在白纸上打三联发票。结帐时可用针式打印机打出具有汉字表格形式的累计数据,有汇总 功能。可用交直流两种电源,并可自动切换,保护系统工作正常。工作效率三联复写只需 15秒钟。每台成本3 950元。1985年生产185台。此机具有广阔的市场前景,但打印机头没 有国产化,因此没有进一步推广。   五、铝型材挤压控制机   在手工操作时铝型材挤压机很难稳定压材,效率低,废品率高。受东北轻合金加工厂 1974年春委托,省电子技术研究所研制一部能控制1 200吨铝挤压机数字控制装置。要求 实现模拟等速等温挤压,按给定参数进行手动或自动投入,给定节流阀阀位,并自动返回 及自动保护阀位,使挤压机能以最佳高速度挤压并保证质量,并能自动显示挤压速度、行 程及各种保护信号和实行自检等。这是一项有偿服务的合同项目。由工厂提供4万元研制费 用。由刘辉全提出总体设计方框图,董维新、徐淼等8人研制。当时使用比较先进的TTL 小规模集成电路,执行机构采用1千克米步进电动机。1975年进工厂现场调试,速度控制范 围0.1~9.99毫米/秒,挤压速度提高1%。但由于是用60多块集成电路装起来的,因此结构 复杂,体积庞大,易出故障。操作工人喜欢用其作速度显示表使用,不习惯作控制用。 铝 型材挤压数控装置   根据第一台机存在的问题,东北轻合金加工厂又提供14万元,委托该所再研制1台3 500 吨和1部5 000吨数控机 。由原研制组研制,仍用小规模集成电路,改进了模拟量输出电路, 执行机构用驱动功率大的4千克米步进电机并直接驱动,提高效率8.3%。这两台机完成后, 以集体名义写的论文发表在《轻金属》杂志上。1976年四川巴县西南铝加工厂三分厂得到 信息后委托研制一部1.25万吨挤压数控机,由董维新等5人研制。其逻辑结构与5 000吨机 基本一样,加大了输出功率。但由于路途遥远,调试人员往来费时,因此这个项目花了4年 时间。   1980年夏,生产挤压设备的陕西压延设备厂,委托黑龙江省电子技术研究所研制两部 800吨数控机。1部为西南铝加工厂四分厂配套,1部为铜川铝厂配套。每部费用3.5万元, 由徐淼、修焕新、孟敏青、贺西明等研制。   这两台是油压挤压机。疫辑电路用中规模MOS组合逻辑电路,执行机构用SK—562 伺服电动机,驱动电路用日本对称平衡放大器,和当时国产最先进的硅NPN功率三极管。 逻辑结构也采用最紧凑的设计方法,采用了T型交流解码网络。操作上,行程初值、终值、 液压放大器初始开角,给定速度等,均能在操作台上直接设定,不必到机房设定,操作直 观方便。   为进行挤压工艺研究,配X—Y纪录仪一部,系统配有计时装置,便于操作使用。为西 南铝加工四分厂配套的一台于1984年末交付使用。为铜川配套的一台1982年完成实验室调试 后,由于工厂机械部分到1984年末才安装完毕。铜川厂知道研究了用微型机的控制机,因此 该厂要求改用微机,为此陕西压延设备厂增加1万元经费。省电子所于1985年5月开始改用Z80 单板机来控制。液压放大器采用伺服电动机控制,最大张角0~25度。于1985年7月验收交付 使用。 1983年8月开始为东北轻合金加工厂研制一部1 200吨水压挤压机控制机,由修换新、孟敏 青等4人研制,于1984年7月完成。这台机具有初始数据给定及手动、自动功能,能自动调整 挤压速度,随时显示数码。能提高原有速度并保证均匀,效率提高30%,改善了产品质量, 保证了同批产品的一致性,首尾规格可控可调,开口型材等速挤压可消除扩口及并合的缺 陷。废品率由4%降低到1.5%。经近一年使用性能稳定,于1985年6月11日通过省电子工业总 公司鉴定。
    
    除了上述计算机的研制与生产外,1974年8月四机部在上海开会期间,王铮部长与中共 黑龙江省委书记任仲夷商定,黑龙江省接产北京大学1973年研制成的DJS—II型集成 电路计算机。该机字长48位,每秒运算100万次,当时属于大型机(该机又称150机,北京大 学电子仪器厂已生产了4部,故黑龙江省生产的第1部又简称150—5机),1975年3月5日四机 部以(75)四计字0157号文下达DJS—II型计算机安排黑龙江省生产。由北京大学提供 图纸和技术资料。生产这样一部大型机在黑龙江省是第一次,省委、省革委领导都很重视。 为此,1975年春节后,省革委会副主任陈剑飞主持召开会议,成立了会战领导小组,省电 子工业局副局长汪洋担任组长,副组长由哈尔滨市电子仪表局副局长吴尚楼、哈尔滨工业 大学校长吕学波、省电子工业局副局长钟方春担任,并设立会战办公室,办公室主任由钟 方春兼。会议确定哈尔滨电子仪器厂为主机总装厂。参加会战的还有哈尔滨无线电三厂、 省电子技术研究所、哈尔滨工业大学、黑龙江大学、哈尔滨计算技术研究所。   根据四机部和国防科委的安排,150—5机的用户是二十九基地一七○九研究所。1975 年11月28日黑龙江省无线电公司(代表黑龙江省供方)与中国人民解放军一七○九研究所(需 方)签订了DJS—II计算机的协议书。要求于1977年8月交付使用。技术指标及配套设 备和软件数量要求与北京大学电子仪器厂生产的150—2机一样。出厂价预计1 100万元,分 期预付(1975年底至1976年四季度分5次共付800万),交机后一次决算。   1976年4月省电子工业局召开了会战单位和配套厂会战配套座谈会。为主机配套的厂家 主要有:曙光无线电厂,负责中、高速集成电路;安达无线电厂,负责多层印制线路板; 哈尔滨无线电九厂,负责双面印制线路板;哈尔滨晶体管厂,负责2CK功率二极管;哈尔 滨无线电五厂,负责窄行打字机;富拉尔基电子仪器厂,负责宽行打字机;牡丹江电器厂, 负责磁带机。一部DJS—II型计算机出厂价要1 000多万元,省电子工业局设想通过大 型计算机的生产,把黑龙江电子工业带起来。因此有的产品,配套厂从试制起步,质量和 进度都达不到原计划要求。1977年5月曙光无线电厂提供的1万块7MY13、7MY23中速集 成电路,经检查全部不合格。安达无线电厂提供的1 000块多层印制板,合格率不足50%。 为保证主机生产进度,由哈尔滨市电子仪表局副局长吴尚楼率一个组到外省11个厂求援进 货。由于没有按期完成生产任务,交机时间推迟到1979年底。   1979年1月15日,计算机进入总调,8月14日至17日省会战办公室与国防科委二十九基 地六所协调商定,1979年12月10日至15日在哈尔滨组织考机验收。12月19日至24日,需方 一行5人来哈尔滨,就有关考机和验收问题进行协商,由于需方提出大大高于原设计标准的 要求,未能达成协议。为了掌握机器的实际性能,省会战领导小组请哈尔滨工业大学副校 长陈光熙教授主持组织省内哈尔滨工业大学,船舶工程学院等21个单位计算机专家和工程 技术人员61人进行全面考核。主机稳定性一次起动206小时人工停机,算题和外部设备联机 使用都很正常。与会专家认为,已超过北京大学历次该型机考机记录,合乎质量要求,可 以交付使用。   1980年8月23日,黑龙江省电子工业局向四机部和国家计算机工业总局报告,说明机 器经近半年运行证明,性能稳定可靠,各项指标符合要求,请需方于10月底办理交验手续, 把机器运走。如不按期接机,希将机器无偿移交黑龙江省自行处理,二十九基地根据四机 部、国防科委(1980)四计字2142号通知,请北京大学等7个单位12位计算机专家于1980年12 月16日至30日在哈尔滨考机。但由于长期停机及湿、热影响,使部分元器件变质,再加上 考机指标高于原协议要求,需方自带题有误等多种因素,考机未能达到如期结果,需方提 出退货。这台机器自1976年到1981年共体现产值1 198万元,发生费用944万元。这笔费用, 经过多次交涉,由四机部、国防科委调解,最后,于1984年2月17日,中国人民建设银行(84) 建总二字第55号函件答复:“经与国家计委研究,鉴于150计算机元器件质量差,计算机可 靠性能不好,现已无使用价值,同意二十九基地800万元预付款在其他支出中核销,工厂垫 付的144万元报请地方有关部门研究解决。”据此精神144万元由哈尔滨市财政部门核销。