留言赠书 | 过程控制工程师的成长之路

过程控制是实践的艺术。从简单的PID和单回路反馈控制开始，过程控制逐步发展成枝繁叶茂的科技大树。很多枝和叶具有扎实的理论基础，也有很多扎根于直觉的土壤。自控之树也是一大套“菜谱”，看菜下料，厨随客味。



经验很重要，经验给人信心。新手对参数整定具有强烈的畏惧感，因为心里一点没底，不知道跳出来的是老虎还是加菲猫。有经验后，就不怕了。如来佛的手掌够大，孙悟空再跳也跳不出手掌。

但经验不仅来自长期实践，也需要在理论的指导之下。缺乏理论指导的经验是向后看的，只对重复的场景可靠。现实是复杂的，貌似重复的场景也常常会有细微但不可忽略的差别，阴沟也会翻船。林子大了，什么鸟都有，100次飞出金丝雀，101次就可能飞出黑乌鸦。需要对林子和鸟有足够的理解，才能确保下一次飞出的依然是金丝雀，万一飞出黑乌鸦，也不会惊慌失措。

这里面似乎无迹可寻，实际上还是有线索的，只是这线索不大好用严谨的控制理论来描述。关键是要从控制实践出发，而不是“被理论牵着鼻子走”。要紧的是铭记：理论是为实践服务的，而不是反过来，高举理论的大锤，到处寻找可以砸几下的实践的钉子。

身在过程工业，自控工程师需要从用户端看问题，需要从工艺过程出发，确定控制方案的要求、评定性能好坏和进行人机界面设计，还需要考虑控制应用的长期维护问题。自身力量较强的时候，可以自己做项目。必须说，这可能是自控工程师最体现英雄本色和最有成就感的时候。但自己力量不足的时候，就需要外包。这时，企业端自控工程师是甲方的技术总管。



这不是简单的联络官。各行各业、各个企业有自己一套语言和运作方式，还有内部技术标准和安全规范。工艺和操作有自己的使用要求，外包方也有自己的技术信息要求，没有甲方自控工程师作为桥梁实行有效沟通，大家都很容易出现“每个字都认识，但连起来一点不知道什么意思”的问题。

企业自控工程师还需要根据自己的专业知识和对实际工艺过程、操作习惯的了解，参与外包方控制方案、实施计划的制订和执行，并向己方工艺、操作、项目管理和财务报告进展，还要在项目结束时接收所有技术说明和使用维护训练。

简而言之，不论是自己动手还是外包，身在过程工业的自控工程师的基点是工艺过程及其引申出来的控制要求、控制方案和具体的控制应用。他们长期在第一线，有条件熟悉工艺，熟悉操作，也有良好的人脉。对具体控制软件需要精通，但毕竟有供应商的技术服务做后盾，还是有救兵的。

但外包方的自控工程师有所不同。他们对工艺过程的理解以广度为主，以深度为辅。能接到什么项目常常不是由他们决定的，其实是“靠天吃饭、吃过算数”，所以对工艺过程和操作的理解很难深入。但对控制技术的理解需要专精，对具体控制软件的使用、维护、升级和查错更需要是专家，他们本来就是先进控制软件供应商的超级客服。



这是两个不同的技能集和思维方式。在理想情况下，需要两头兼顾。在实际上，也确实有两头兼顾的。有些先进控制软件供应商内部分专业，比如有些人专长炼油厂控制，有些人专长聚合反应控制。这些人通常具有相当丰富的相关过程的企业端经验，然后才转行到外包方，在先进控制技术和自控项目管理方面进一步深造。

另一个情况是从先进控制软件供应商的工作经验开始，然后转行过程工业。他们具有丰富的先进控制软件和自控项目管理经验，然后转行到具体企业，负责企业内部的先进过程控制。这一般是足够大的企业，自控团队较大，对基本过程控制和先进过程控制有所分工。他们原先从事的具体先进控制软件和转行后与实际使用的先进控制软件可能有所不同，但这不要紧，先进控制软件经常在很多方面是相通的。

比较尴尬的是一上来就直接进入企业内部的先进控制团队，但先进控制应用依然以外包为主。这样既缺乏第一线的实际经验，又缺乏先进控制软件方面的深度，可能两端都需要补课。

现代过程工业的控制系统基本上都是以计算机为基础的DCS，过程控制技能和计算机技能的相对重要性是绕不过去的问题。

在过程工业从事过程控制的话，不论是用DCS自带语言，还是利用更加一般的PC和软件，编写控制应用或者自编应用工具时，计算机技能是必不可少的。DCS一般都提供一定的应用管理工具，但总会有需要全新自编或者改进的地方，如DCS数据库检索、警报数据管理、组态文件和Excel之间的转换等。然而，控制是皮，计算机是毛，过程控制技能是主导的。

但在先进控制软件供应商工作的话，除了控制算法，软件的开发和纠错是基本的工作，计算机技能更为重要。不光需要对控制软件精通，还需要对OPC和各种软件接口精通。

如果在DCS、PLC制造商工作，那基本上从事的就是计算机专业了，只是产品恰好用于过程控制，技能方面肯定是计算机为王。



在学校里，学计算机的和学自控的有部分课程重叠，但有更多的是完全不同的。这不等于学计算机的不能干自控，或者学自控的不能干计算机。学校学习只是起点。能做到中级甚至高级岗位的话，70%的知识和技能可能来自于毕业后的实践、培训和自学。如果一个人一辈子都主要“吃”学校里学到的老本，注定超不过中级岗位，能长久保住初级就不容易了。

最重要的本事不是知道什么事该怎么干，而是知道怎么学习和去干全新的事。当然，不是什么全新的事都值得去学习，值得去干。有时候是自己来兴趣了，有时候是工作需要，有时候是行业转型被迫。但要会学习，这一点是不变的。

隔行如隔山。世界上凡是值得认真去做的事情，就没有小菜一碟的。学校专业划分很细，是因为现代世界的复杂性太高，已经没法做到通才了。通才教育只是说法，顶多做到半成品。用人单位需要的是预制菜，扔进微波炉转一转就能上桌，顶多撒点盐和胡椒，或者浇几滴麻油。用人需求千变万化，除非对口培养，学校不可能提供预制菜。这是没法调和的。所以继续学习不是工作一段时间以后的事，而是出校门后第一分钟就要开始的。

总体来说，过程控制在过程工业里的地位越来越重要，过程工业数字化、信息化、大数据化和人工智能的应用加强而不是减弱了过程控制的作用。空前丰富的信息和高度互联的设备提供了前所未有的机会，极大提高的产能和质量要求使得过程控制的作用从后台保障提升到前台主导。



比如说，精馏塔增减负荷需要几个小时，塔顶风冷能力受到当时气温和风速的影响，不考虑日夜温差的固定进料只能根据日间最高温度设定，以确保精馏塔不至过载，但这导致夜间气温较低时的产能浪费。人工在昼夜之间调整是现在的主流做法，但效果因人而异。把网上可得的当天24小时天气预报信息下载到DCS，作为过程通过流量的参考输入，赶在气温变化之前就启动相应增减精馏塔负荷的提前量，可以确保24小时都在最高产能运行，而不至于在昼间风冷冷却不足导致塔顶产品质量不达标，或在夜间风冷有余力而浪费产能。

在航空工业上，静不稳定性成为常见的战斗机设计基础，如果飞控不能正常工作，战斗机根本飞不起来，或者在飞行中马上有失稳的危险。越来越强调极限运行的过程工业也不远了。在很多地方，过程控制已经像机修、仪电一样，成为关键保障职能。

新的要求也对实用过程控制提出新的要求，理论上需要寻找新的工具，实践中需要寻找新的办法。对于过程控制来说，理论之树常青，实践之花更是常开。