制药工程自动化篇1
关键词：制药工程；化工仪表及自动化；教学改革
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2016）47-0101-02
制药工程专业是农药学和工程学交叉发展的应用学科，主要应用农药学、化学、工程学及相关学科的理论和技术手段解决农药生产过程中的工程技术问题，具有很强的实践性，要求学生具备农药产品生产、工程设计、新农药研制与开发的实际能力。化工仪表及自动化主要讲解实际生产过程中工艺参数检测、显示和控制，是涉及化工生产过程、化工设备、仪器仪表及自动控制等多学科交叉的综合性课程，是制药工程专业的一门必修专业基础课。由于缺乏实际生产实践知识，因此在学习中，学生普遍反映该课程信息量大，内容庞杂、抽象，难以理解[1]。在课时有限的情况下，这个问题显得尤为突出。如何根据制药工程专业的培养目标和化工仪表及自动化的课程特点，使学生在有限时间内获取最大的课程知识，完成理论知识与生产实践的结合，教研组结合近几年的教学实践，从多个方面进行了教学措施改革。
一、合理安排教学内容
制药工程专业使用的教材是厉玉鸣主编的《化工仪表及自动化》，主要包括仪表和控制系统两大部分共七章的内容，理论教学内容较多，在36个课时内要详细讲授这些内容显然很不现实。根据该专业的培养目标和农药生产过程的实际需要，化工仪表及自动化的课程改革应以实际应用为指导，以满足制药工程专业学生在实际生产过程中涉及的参数检测和自动控制的要求为原则，教学内容以学生毕业后的实际工作需要来选择。
在有限的课时内，坚持“少而精”的原则，一般不详细分析内部电路，但要讲清仪表和控制系统的结构、工作原理和工作过程，重点讲解如何正确选择和使用仪表及控制系统，降低理论要求，增加实用内容。农药生产过程主要涉及反应过程及传热、精馏、吸收、干燥、萃取等单元操作，因此在保持课程相对完整的基础上，根据专业特点调整教学内容。把自动控制系统两章内容和典型化工单元的控制方案进行融合，在自动控制系统讲授中尽量选用这些单元操作进行讨论讲解，分析典型化工单元操作中若干具有代表性设备的自动控制系统，阐明设计控制方案的共同原则和方法。
例如，无相变的换热器的温度控制、载热体进行冷凝的加热器自动控制、冷却剂进行气化的冷却器自动控制、精馏塔的温度控制方案、釜式反应器和发酵罐的温度控制等，通过案例分析，激发学生的学习兴趣。随着工业生产和自动化技术的发展以及新型仪表和控制理论的不断更新，教学过程中，我们要顺应控制技术发展规律，调整充实教学内容，让学生了解检测技术和控制技术的发展趋势和最新发展动态，使教学内容的组织体现应用性和开放性[2]。这不但能激发学生的学习兴趣和学习热情，也能为他们以后的工作打下良好的基础。
二、采用多种教学方法
化工仪表及自动化的教学内容与实际生产过程密切相关，涉及大量的工艺生产过程、单元操作及相关生产设备，对于从未接触实际生产过程的学生来说，文字性质的描述或者图示的方法不能有效地提供课程相关信息，致使他们对工艺参数的检测和自动控制缺乏直观的认识。教学实践证明，使用多媒体教学课件，用图形、图像、文本、动画、视频等直观、生动的形式描述知识形成过程的特点，能使学生的学习活动处于积极状态，增强学习兴趣，提高教学效果[3]。
例如，讲到自动控制系统组成时，可进行液体贮槽液位自动控制的动画演示，形象展现出液位自动控制系统所应用的测量元件、自动控制器、控制阀及对象等环节和控制过程；利用图片进行典型控制单元的展示。另外，我们还将农药原药生产的实际生产过程、相关设备、参数检测和控制视频穿插在课程教学中，使学生有置身生产过程的感觉，提高教学效率。还可以将化工生产模拟仿真与传统化工仪表及自动化教学相结合。利用matlab软件和aspenplus等仿真软件，制作相应的化工仪表工作过程模拟仿真教学课件和典型化工控制系统控制过程的演示课件，将过程模拟方法和传统化工仪表及自动化教学内容相结合。例如，模拟某农药生产过程典型设备中各参数的控制过程，修改参数可看到不同的过渡过程曲线，从而理解piD参数的整定，进一步领会工艺过程与自动控制系统之间的关系。
三、注重实践课程教学
化工仪表及自动化课程教学以实际应用为目的，因此进行实践教学是配合理论教学的必不可少的环节，缺乏实践环节将严重影响教学效果[4]。然而，制药工程专业的化工仪表及自动化课程已进行的实验，多是以模拟式仪表为基础的仪表校验和参数的测量。因此，实验课的设置要按照教学计划的要求，力争在完成基本实验内容的基础上，尽可能地增加一些有益的内容。实验可分为基础验证性实验和综合性实验。基础验证性实验是传统实验，主要是使学生掌握仪表的工作原理和使用方法，完成实验操作、数据处理等基本训练；综合性实验主要培养学生调查研究、设计实验方案及对实验过程及结果独立分析和判断的能力[5]。
实习通常作为学生贯通专业知识和集合专业技能的重要教学实践活动。制药工程专业的课程教学要以农药生产的实际需要为目标，不但强调对专业知识的掌握和应用，更应加强调与生产实际的结合，强调课堂讲授与学生的生产实习相结合[6]。本课程的教学内容与农药生产过程密切相关，涉及大量的参数检测和控制的相关知识。因此，在课程进行的第七周穿插一周针对该课程和化工设备机械基础的农药厂认识实习，有助于让学生通过对啶虫脒和霜霉威生产流程与生产设备的了解，进一步认识生产过程中较为典型的控制单元，画出带控制点的工艺流程图。
并且，在实习报告中要求学生从这两个工艺生产过程中，选取一个生产设备作为被控对象，设计一个简单控制系统。设计内容包括：分析工艺过程，找出工艺的影响因素；确定被控对象，分析对象特性及在工艺流程中的作用；根据被控变量和操纵变量的选择原则，选择被控变量和操纵变量；选择测量元件；控制器及其控制规律的分析和确定；控制阀的选择；自动控制系统的控制过程分析。学生在完成实习报告的同时，就完成了对课程内容的理解和融会贯通，也就完成了对化工仪表及自动化课程的全面复习。更重要的是，它能促使学生主动理论联系实际，将课程内容与工艺过程中的参数控制联系起来，锻炼利用所学知识解决实际问题的能力。
四、进行试题库建设
化工仪表及自动化课程通常的出题方式是由经验丰富的教师手工组卷，且是aB两卷，一次组卷只能用于一次考试，重复劳动量较大。而且，人工组卷的出卷人一般是教授此课的教师，不能实现教考分离，对学生全面达到教学大纲规定的要求不利。试题库内容拟覆盖检测仪表、显示仪表、控制仪表、控制系统组成、简单控制系统、复杂控制系统等章节，试题分为填空、判断、分析、问答、计算等多种类型，着重考查学生对化工仪表及控制系统的基本原理、结构、应用的了解，以及运用上述知识正确分析和解决生产实际问题的能力。本题库将具有较高的智能性、灵活度和开放性，由主考教师自行指定考试范围、题目难度和知识点，系统自动整理出符合要求的试题，并配有详细的答案及评分标准。该题库可以满足学校制药工程和林产化工等多专业的教学要求。
随着高校教育的不断改革和发展，为适应综合素质人才的培养需要，我们不仅要从教学内容、教学方法、实践教学等方面进一步给予完善，还要根据制药工程专业的培养目标和课程特点，探索和构建适合本课程的教学模式，进而培养学生的工程意识和分析、解决生产实际问题的能力，提高教学效率和教学效果。
参考文献：
[1]姚干兵.工仪表及自动化课程教学改革探讨[J].技资讯，008，（5）：62-163.
[2]周冬菊，董铁有.案例教学模教式学在化工仪表及自动化中的应用[J].黑龙江教育，2012，（11）：9-10.
[3]曾珞亚，李学聪，冯燕.《化工仪表及自动化》跨专业跨学科教学特点研究[J].高教论坛，2009，（5）：75-77.
[4]苏国栋.化工仪表及自动化实践教学的研究[J].职业教育.2007，（8）：16-18.
制药工程自动化篇2
关键词：信息技术；工业炸药生产；乳化炸药；粉状乳化炸药；炸药生产执行系统
中图分类号：tQ564文献标识码：a文章编号：1009-2374（2011）34-0061-02
目前，信息技术在工业炸药领域的应用得到了快速发展。随着行业标准的不断更新，对民爆企业生产现状提出了新的要求，鼓励开发、研究安全生产、清洁生产、节能降耗、职业健康的新产品、新工艺、新装备；应用自动化、信息化技术改造民爆行业的生产方式，危险工序无人操作。信息技术的应用已经对炸药生产改造起到了重要作用，信息技术将与机械、电气、自动控制融为一体，成为未来炸药生产的
基础。
一、信息技术在工业炸药生产中的应用
（一）乳化炸药生产技术中应用的信息控制技术
20世纪90年代中期，随着信息技术的快速发展，工业炸药生产进入了新的时代。近几年来，乳化炸药生产流量配比的快速自动调节，设置了完善的设备的超温、超压、超载、冷却水断流、乳胶断流等一系列可靠的安全连锁保护装置，配置了生产过程电视摄像监视监听设备，构成制药工房可无人值守的本质安全生产系统。以上成果的实现，都与信息技术是紧密相连的，例如：计算机技术、自动检测技术，可编程控制器（pLC）、光电传感技术在制药过程、装药过程及包装过程中都起到关键性的应用，特别是信息传感技术在对生产数据的检测过程中发挥巨大作用。乳化炸药的配料所用的称重传感器，将所投原料的重量准确地传送给控制系统，实现配料准确。水、油相流量计是通过本身的检测、转换装置将流量数据准确传输到控制系统，根据需要实现水、油相的科学配比。温度是炸药生产中的重要参数，生产过程中的各个环节的温度是通过热电阻或热电偶进行检测和传输数据的，还有压力检测等数据的采集传输都是信息技术应用的重要体现。
（二）粉状乳化炸药生产技术中应用的信息控制
技术
21世纪是生物和化学时代，随着炸药生产技术的不断改进，新型配方的炸药生产线相继产生，粉状乳化炸药就是新生代的主力军，所采用的自动控制系统是以机械设备为基础，可编程控制器（pLC）、电机传动、气压传动、电磁及光电检测装置相结合的机电一体设备。
粉乳炸药自动连续生产线的自动控制系统采用了集散控制系统，由上位计算机、pLC、功能模块、二次仪表和现场仪表、执行机构组成。控制系统的组成如图1所示：
这就要求检测装置灵敏、可靠，并保证传输线路的完好。自动连续生产线的采用实现了生产线制药工序由控制中心（控制室）集中控制，其界面如图2所示。
自动包装机就是以机械设备为基础，可编程控制器（pLC）、电机传动、气压传动、电磁及光电检测装置相结合的机电一体设备。该包装设备采用了大量的接近开关，电磁开关，光电开关，从而实现了排药、中包、装箱各减少到1人操作，自动包装系统的投入使用，使包装在线人员减少到3人，再加上装药5人，已经实现包装现场操作人员共计8人的
目标。
二、信息技术在炸药生产领域应用的展望
进入21世纪以来，世界上的化工企业都面临着共同的挑战，诸如最大限度地降低成本、提高利润、保障安全、生产清洁产品、面对全球性竞争和获得最佳运营业绩等。在这种形势下，炸药生产企业智能化生产技术的发展趋势如下：
（一）发展智能仪表和现场总线技术
在高新技术推动下，自动化仪表与装置正在跨入真正的数字化、网络化和智能化时代。炸药生产技术发展的主流则是测量信息数字化、检测仪表智能化和现场控制与过程管理一体化。新时期的热点是传感、执行与通信。仪器仪表不仅仅是测量“工具”，而且是当今信息时代的信息源头，使传感器技术向微型化、高精度、低功耗、智能化、集成化发展。信号无线传输、过程远程无线监控以及非接触式控制器也是重要发展方向。智能传感器可在线连续测量温度、压力、应力、应变、振动、位移等参数，及时预测预报炸药生产潜在的隐患部位，并有自诊断、自修复功能，在出现事故前维修完毕。现场总线技术将使现在的模拟与数字混合的、分散控制系统(DCS)更新换代为全数字式的彻底分散的现场总线控制系统(FCS)，真正做到危险分散、控制分散、信息集中和监控集中。先进控制将普及到全装置、全厂范围。依靠过程信息进行统计诊断、过程统计控制，将是高度自动化的关键。建立监测数据库，只有首次出现的事故，才需要专业人员处理。在线监测可实现提前6个月的故障诊断和智能预报警。
（二）炸药生产执行系统将走向成熟
生产执行系统将随着计算机技术、网络技术和通信技术的发展，逐渐成为集成化的生产执行系统。全面覆盖生产计划优化、滚动调度、实时数据库、数据校正、收率计算、成本控制、生产统计、实时监控、绩效分析、流程模拟、质量控制、在线优化、先进控制、设备诊断维护、库存管理自动化、在线调优和优化控制和质量控制。传统的质量化验分析室将由实时、在线、连续的产品质量、成分分析系统取而代之，最大限度地改善过程控制。
三、信息技术在炸药生产领域应用发展的意义
制药工程自动化篇3
摘要：我国是当今世界人口最多的国家，因此健康问题已成为当前我国发展的主要因素之一。随着社会的不断发展，人们对自身健康的需求不断的增加，人们对各种药品的需求也在不断的增加之中。在制药的过程中制药设备更新换代，技术更加的完善才能制造出更符合当前人们所需求的药品，笔者根据多年的工作经验，主要针对制药设备与制药工艺进行分析和讨论。
关键词：制药设备；制药工艺；原理；设备；研究
制药厂利用各种制药设备生产药品的过程就是化学制药的过程，因此，制药设备在制药厂化工制药的过程中发挥着十分关键的作用。
1我国制药企业制药设备现状
我国经济水平的飞速发展，制药行业的制药设备在制造和使用上或多或少的存在着一定的问题，为了能够提高我国制药企业制药设备的使用水平和制药行业生产质量。
1.1制药设备清理难度大
制药设备的清理和清洗主要是在线进行，这项技术也是实现提高设备清洗高效的发展趋势，而设备的在线管控是实现设备自动化生产、人性化管理的基础保障。在线清洗设备能够提高设备的生产效率，实现经济效益的最大化，而在线监控同样能够提高生产效率和效益，实现即时功能，做到减少更少的人为影响，尽可能的排除各种不利的环境因素对其的影响，是未来制药企业药物生产流程的发展趋势。但是就目前我国制药企业在在线清洗和在线监控技术的使用和研究的力度还是跟不上世界主流的发展，技术相对较为的落后。
1.2机械生产的自动化
目前我国的制药企业在生产过程中已基本实现了多机控制、随机监测、即时分析、数据显示、记忆打印、程序控制、自动报警的技术的广泛使用。这些技术的成熟使用为我国制药企业实现成产的自动化、制造的连续化和管理的人性化变成了可能。但目前除上述的几n技术制药设备的广泛使用还不能足以实现机械生产的自动化、制造的连续化、管理的人性化，与国外先进国家的制药设备相比还有很大的一段差距。
2我国制药工艺现状
在具体的药品生产过程中，药品可能会与外部的细菌病毒相接触从而受到感染。与此同时，在与空气接触之后一些药品本身也会出现一定的化学反应，从而出现药物变质的情况。所以很多制药厂在生产药品的过程中会采用各种先进的化学制药工艺不断的优化生产过程。在具体的化学药品生产过程中通过对各种先进生产设备的利用，能够有效的避免药品被不洁净的生产设备或者被空气污染到，因此现在我国的制药厂家都对药品的生产环境具有高度的重视。保证制药环境安全性的最为基本的措施就是实现生产消毒以及生产灭菌，所以在对药品进行生产的时候，制药厂家必须要选择可靠的制药设备。制药厂家必须要对专门的消毒设备进行配备，从而能够用这些设备对外包装材料实施消毒杀菌处理。在生产与运输药品外包装材料的过程中也很容易出现感染病毒和细菌的情况。
3制药设备与制药工艺不符之处
首先，化工制药的过程，实际上就是制药厂通过制药设备进行药品的生产。但是国内很多制药厂的制药生产设备仍然还存在很多的生产安全隐患，不能够和中国现有的制药工艺相吻合。生产设备在进行灭菌清洗的过程中，将制药生产设备进行分立或者道轨翻转的形式进行。制药的生产设备在清洗中，利用超声波所形成的一定能量的微波，从而形成微冲流的冲击震动，把制药设备里的所存有的微生物及病菌彻底的消除干净。
其次，国内制药企业所有的制药装备与药工艺存在着很大的不符，这样一来，很难保证产品质量的可靠。制药设备对制药原理进行装置与生产，但是制药设备的洁净程度与制药要求还存有较大的距离。中国一些粉针剂以及冻干粉针剂等抗生素的无菌生产，通常就存在几点较为明显的问题，这些要求无菌生产的抗生素的装瓶要求进行无菌清洁。但是瓶子进行清洁过程中，仍然存在一层瓶子不能清洁到的空间。
第三，国内制药企业的装置不能够与现有的制药工艺相贴合，中国有很多带百级层流罩的封闭式的抗生素以及按瓶子的分装，还有对生产过程中全程密封生产等过程，都是为了可以更好的生产出符合质量标准的药品。中国的制药工厂里所有的制药设备不能够完成对药品的自动生产检验，控制药品的生产数量。在实际的生产过程中，如果需要通过人工手动的对药品的灭菌情况进行抽查，那么手动进行抽查的商品一旦离开机器就表示药品的报废。
4制药设备与制药工艺优化措施
4.1严格进行生产工艺设备确认
在生产之前，所有的生产工艺设备必须经过检验，合格之后方可投入生产。在生产的过程中，为了尽量避免污染的发生，需要保证产品不在空气中暴露出来，但是有必要的情况下，暴露的产品需要有隔离器或者百级层流罩的保护。同时，在已经灭菌的物品中，如果从灭菌器到生产线的距离上转移，也是会有一定污染风险的，这时候需要尽量避免产品在操作和传递过程中直接与人员和设备进行接触。
4.2加强制药设备管理
目前，我国的制药设备生产厂大多都是中、小型企业，总体上设计、制造能力不强，有的制药设备生产企业不具备产品检验能力；有的企业管理不规范，不按标准组织生产。因此，实行制药设备质量安全市场准入制度是规范制药设备市场，提高药品生产质量，保障消费者生命安全，促进行业健康发展的需要。要确保药品质量，制药设备就必须满足制药工艺的要求。要从药品生产加工的源头上确保药品质量安全，必须制定一套符合社会主义市场经济要求、运行有效、与国际通行做法接轨的制药设备质量安全监管制度。企业是保证和提高产品质量的主体，为保证药品生产的质量安全，必须加强药品生产设备环节的质量与环境的监督管理，从企业的生产设备条件上把住市场准入关。
4.3运用新技术、使用新设备
如今科技发展迅猛，层出不穷的新技术和新设备让企业得以更快地发展。关于此，制药企业的设备主管部门――设备管理部门要努力搜集新技术和新设备的信息，要储备技术资料并加以运用，还可结合实际情况，提出一些建议帮助企业提高技术装备水平、提高药品质量、改善工艺。通过引进新技术、新设备，淘汰过时的旧设备可以解决许多技术问题，将大大提高生产效率，也改善了产品质量，让企业在众多竞争对手中更强。
结束语
近年来，我国科学技术的不断发展和我国对外开放程度的加深，我国的制药企业已经加强了与发达国家的交流和合作。我国的制药企业制药设备现存的问题如果想要实现彻底的解决，不但在制造上需要各种创新性研究，使制药设备的制造商、制药生产企业的共同协作，解决其中出现的相应问题，促进其又快又好的发展。
参考文献
[1]于颖，田耀华，黄娟.在线清洗（Cip）新技术及设备[J].机电信息，2010，14（05）：98.
[2]罗韶坚.制药设备维修问题探讨与分析[J].企业技术开发（下半月），2009（1）.
制药工程自动化篇4
目前，大多数油田的加药工艺存在加药频次低、药剂效果不均匀、人工成本高、劳动强度大等缺点。在目前油田数字化平台管理的基础上，设计井场智能加药系统。为验证井场平衡式连续自动加药系统的科学性与合理性，在室内试验的基础上进行了现场考核。井场平衡式连续自动加药系统采用新的工艺和控制系统，不需要工人值班，降低了工人的劳动强度，提高了加药精度，从而提高了油田生产效率以及管理水平。
关键词：
井场；加药；自动化系统
目前，国内油田主要采用人工加药方式，即通过工人定期到油井现场投放药剂的方式实现清蜡剂、缓蚀剂等药剂的一次性投加，存在工人劳动强度大、人力成本高等问题［1］。部分油田采用以井口抽油机自身光杆上下运动为动力的井口机械自动加药装置，实现将安装在井口旁加药罐药剂的自动投加，结构较为复杂，维护难度大［2］。还有部分油田采用以高含水井压力作为动力的光杆自动加药装置，通过药剂射流器，抽取药剂和高含水井压力水一起混合后加入油套环空，存在适应性不强的缺点［3］。针对目前油井加药存在的问题，研制一套平衡式连续自动加药系统。该系统采用可编程控制器（pLC）为控制单元，自动检测输油管流量，根据流量及设定的加药量或者浓度值控制计量泵的加药量，并且设置多种故障报警功能，不需要工人值班，降低了工人的劳动强度，避免了原有加药装置不能随系统控制要求动态调节加药量带来的加药不足或加药过量的弊端，提高了加药精度，降低了生产成本，提升了管理水平。
1井场平衡式连续自动加药系统组成及原理
井场平衡式连续自动加药系统主要由现场设备和系统软件组成，现场设备主要包括一体化加药装置、气体管路、流体管路、专用接头等，系统软件主要由仪器控制软件、通讯接口软件、数字化平台组态软件组成。该自动加药系统主要通过连接至各抽油机井口套管上的气路管线实现套管气压的平衡，液路管线实现药剂的投加。加药装置的加药量、药剂储量、管路阀门开闭等信息通过通讯线缆传输至井场数字化RtU箱内的交换机上，数据通过连接在交换机上的无线网桥和光纤传输至接转站、作业区、采油厂的数字化平台。平台上可以监测各井场的加药情况，并进行加药量的远程调配。
2工艺流程
油井自动加药系统的工艺流程为：通过缓慢打开加药漏斗阀，放尽加药包内的气体，将准备好的药剂缓慢倒入加药包内，当药剂量达到指定量（液位计）后关闭加药漏斗阀。打开平衡阀，待油套管环形空间及加药包压力平衡后，缓慢打开下流阀，药剂靠自重流入油套管环形空间，当加药量达到设定值时关闭下流阀与平衡阀，最后打开加药漏斗阀进行放空。为满足自动加药的目的，通过加装RtU控制器、电磁阀、安全阀、磁翻板液位计等自动化仪器和设备，配套大容积防腐加药箱和管线，以实现油井加药量的设置及自动连续加药过程的完成。其中，RtU控制器通过中间继电器控制电磁阀岛动作，按照程序流程设计分别选择气路和液路的通断，从而实现气压平衡和重力加药。电磁阀岛和RtU控制器的工作电源选用直流24V，通过开关电源来实现井场交流380V电源到直流24V电压的换转。安全阀设计自动开启压力为系统最大承压的75％，在井口套压过高时快速泄压以避免事故的发生。
3自动加药系统的软件设计
鉴于该自动加药系统主要控制的是电磁阀的通断与加药时间，结合现在油田数字化与无人值守的新要求，拟定上位机软件主要用于欲加药油井的选择与单井加药量的监控，而现场pLC主要执行对电磁阀与加药时间的具体控制的方案，上位机与现场的通迅借助无线设备与通讯软件完成。当用户点击开始按钮时，通讯测试即开始，然后开始选择欲加药的油井，开启进气管线，进而开启加药电磁阀开始加药，到达设置的时间后停止加药，最后关闭加药箱阀。油井自动加药系统的数据采集利用的是西门子S7－200pLC，通过通讯接口将自动加药装置的数据传送至上位机中，同时接受来自上位机的控制，对加药现场实现远程监控［4］。1）显示。上位机软件采用KingView6．53开发。在该监控画面中，用户可以对自动加药系统的相关数据进行设置及实时监控。此外，该系统还兼备piD自动调节功能，能够根据加药系统反馈回来的数据来实现自动调节加药量［5］。自动加药系统的监控画面，较为直观地显示了自动加药系统的组成及各设备的工作状态。2）报警。报警主要分为过程变量报警和系统诊断报警，无论是过程变量报警还是系统诊断报警发生时，都会在操作员现行操作的画面上给予声、光报警提示。并且对系统中所有的报警均进行记录、存储；并且可以打印报警报表，打印结果包括报警的位号、报警数值、发生日期、时间等［6］。3）记录打印。系统通过连接打印机，可实现报警报表和过程数据报表的打印。根据用户需要在组态时所编制的各类报表（如：过程数据定时监测报表、操作综述报表、各类联机记录报表、报警报表等）都能在打印机上输出。
4应用效果
为验证井场平衡式连续自动加药系统的科学性与合理性，在室内试验的基础上对所设计的系统进行了现场考核，目前试运行累计已达12个月，共进行了4口井的加药实践。结果表明：1）该系统运行稳定可靠，试运行期间未出现任何技术问题，雨雪天气下通讯畅通，信息传达及时。2）加药量控制准确，有效克服了人工加药广泛存在的加药不足或过量、工人劳动强度大等问题，提高了管理水平，降低了生产成本。3）较之计量泵等加压注入药剂的方式，该系统具有不受井口自身套压影响，免维护周期长等优势。4）长期对井筒进行智能连续加药减少了药品的浪费，有效地缓解了井筒结蜡现状，降低了油井负载，减小了载荷变化对油井的影响，延长了油井生产时间。
5结论
1）采用以pLC为核心的井场平衡式连续加药方案，有利于提高加药精度、降低生产成本。2）数据通过连接在交换机上的无线网桥和光纤传输至现场，不受环境因素的限制，抗干扰能力强，远程调控及时迅速，借助无线网桥与光纤传输技术实现远程调控是未来在线监控技术发展的趋势之一。3）该系统采用模块组态技术，能直观显示各设备的工作状态，发现问题及时，维修方便。
作者：吴文秀付晓庆景望单位：山长江大学机械工程学院
参考文献：
［1］吴文秀．抽油杆拉拔机自动监控系统研制［J］．石油机械，2007（4）：47－48．
［2］吴文秀，邹必昌，唐桃波．油管试压自动监控系统设计［J］．石油机械，2007（8）：32－33．
［3］刘扬，狄连成．油井加药装置的研制与应用［J］．石油矿场机械，1999，28（3）：1－3．
［4］何素娟，陈圣乾，赵大伟．L80油管腐蚀失效原因分析［J］．石油矿场机械，2011，40（6）：21－25．
制药工程自动化篇5
关键词原料药；生产自动化；设计；影响因素
中图分类号R9文献标识码a文章编号1674-6708（2011）49-0078-03
原料药是医药成品中的有效成分，是医药成品生产的最主要原料。制药企业把原料药加入辅料，即可直接制成医药成品，提供给消费者使用。制药业最初的发展模式，由医药企业从基本原料或中间体开始做起，制造出原料药，然后制作成药。后来，原料药生产部分从中开始脱离，并成为独立的产业，这体现了现代工业的分工精细化和高效协作的精神。
1我国原料药生产现状
北美、西欧、中国、日本和印度，是世界上主要的原料药生产地区。北美地区每年约消耗各种原料药有很大的量，大约占世界原料药消费市场的30%，是原料药的主要进口地区。为了保护环境，对于很多污染较重的原料药，在欧美地区已不再生产，更多的是做高端市场，依赖进口，然后进行后期的加工。随着我国生产技术的不断提高，制药设备也得到了完善，合资医药企业原料药抢占中国市场，亚洲逐渐成为了世界原料药的生产中心，我国和印度的原料药生产得到了迅速的崛起。在国际市场上，印度原料药的产量与进出口额和我国差不多，是我国原料药最大的竞争对手。
目前，我国原料药的生产量居世界前列，原料药产量约占世界原料药市场份额的22％。我国医药工业的支柱，是化学原料药，我国生产的化学原料药，数量近1500种，总产量约43万t，它的产值，约占整个世界医药工业的30%，近10年产量实现了年均增长达到11％，其中一半以上出口，年平均出口额达22亿美元，位居世界第二。我国很多的原料药产品，在国际市场上具有优势，例如，大宗产品、抗生素、抗菌素类。我国抗生素产品种类齐全，具有比较优势的是青霉素、四环素、氯霉素等产品。我国是世界上最大的维生素类产品的生产与出口国，其中出口量最大的是维生素C，仅次于维生素C的第二大原料药为解热镇痛类。柠檬酸、地塞米松类的价格比国际平均价低30％到40％，由于有很大的价格优势，在国际市场上占据了较大的市场份额。
2我国原料药生产设备存在的缺陷
在医药工业现代化的进程里，制药装备发挥了不可替代的重要作用。仅从近些年来原料药产品产量的大幅度增加和品种、剂型的发展，就可得到印证。技术装备的进步，为原料药产品进入国际市场创造了必不可少的条件。原料药生产多数是化学反应过程，对于生物药而言，就是一个生物化学的过程，两个过程各有不同，但也存在相近之处。首先，凡反应就要涉及到传热过程，这个过程或者是吸热，或者是放热。吸热，需要外来的热源加热，来提高反应速率，放热，则需要相应的冷却设备，将反应热传导出去来提高反应速率。在生物化学过程中，温度也是反应的敏感性因素；其次，反应本身所需要的设备；此外，反应原理预处理，如干燥、萃取、加热、冷却、混合等相应设备，都是原料药生产过程中所需要的；最后，产品还要进行包装，则需要包装和储存设备。工艺过程中，水、电、汽等的工控，也是必不可少的。对于这样复杂的过程，对设备的要求日益提高。现存生产设备往往存在缺陷，表现在以下几方面：
1）密封性。密封性几乎是所有压力容器类设备的软肋，多数压力容器都存在焊接点，这些焊接点往往最容易因为高温高压而发生应力集中导致弯曲破裂，从而发生事故；
2）生产效率。生产工艺设计是提高反应速率和产品转化率的主要方面，但设备是工艺的一部分，合适的设备往往能提高工艺效率，从而带来更大收益；
3）节能性。随着石油价格的上涨和能源危机的蔓延，节能呼声日高，在各行各业都不例外。在生产中，如何能降低能耗，是设备主要承载的课题。如各类反应塔，是采用多少的膜和多少塔板数，都和效率及节能息息相关；
4）自动化。自动化是现代化的代名词，更多的自动化代表更高的生产效率，同时也能更大的节约人工和出错的几率；
5）环保性。环保是我国原料药生产企业的软肋，很多企业没有相关的环保处理设备，具有这些设备的企业，这些设备也往往只是摆设，很少真正开动起来。都是因为这些环保处理设备开动的费用较高，使原料药企业望而却步。降低设备成本和运行成本，将是原料药环保设备设计者和制造者今后的主要课题。
3我国原料药生产自动化的必然性
由于医药行业的产品是药品，其质量关系到人类生命安全和健康。医药工业自动化的需求和必要性，很大程度上都是从这点出发的。为了使药品整个生命周期各个阶段的质量都得到保证，药品的生产过程，不但必须符合Gmp与cGmp规范，对药品的研发，包括中药材，临床、生产、经营和使用，都还有包括GLp、GCp、GSp、Gap、GUp等在内的一整套的、严格的质量管理规范；对医药工业自动化系统的设计，也要符合Gamp规范，这些规范的目标，是对药品的整个生命周期各个阶段的质量因素，进行严格的、可追溯跟踪的、并且可验证的严密的监控。要真正实现这些规范的要求，没有自动化和信息化的手段是不可能达到的。由于制药行业的生产设备的体积规模相对比较小，在实现生产过程自动化时，所反映出来的自动化设备与工艺设备的投资比要比石油化工行业大得多。制药行业的间歇式生产方式，又使实现原料药自动化所需投资在自动化阀门、执行器及其相关配套件上的数量与费用更庞大，这成为目前我国实现医药传统产业自动化改造的最大阻力。由于从质量管理和控制角度上来看，最难控制的因素是人为因素，而自动化的作用，能够自动排除环境干扰，避免人为失误，更好地实现医药研发、生产、管理人员的目标。因此，我国原料药生产自动化，虽然存在不少阻力，但必将被越来越多的制药企业所接受。
4原料药生产自动化的特点
制药工程自动化篇6
[关键词]选煤厂浮选自动化参数测控系统
中图分类号：tD94.3文献标识码：a文章编号：1009-914X（2014）13-0110-01
选煤自动控制采用两级控制，即一成稳定控制，而另一台担负最佳化控制并收集数据，对选矿过程进行研究；另用一台计算机担负全厂的稳定控制和局部浮选过程的最佳化控制。一些选煤厂在选矿过程的参数尚无可用的检测仪表测定，需要将理论模型和经验方法相结合进行选矿过程的自动控制。
1、微小流量在线测量和自动添加
在入选的原煤中，约有20%是入浮选的粉煤，随着机械化程度的提高，粉煤量的上升，浮选在选煤厂的作用非常重要。浮选自动化效果较好的主要是在浮选矿浆浓度与加药量的控制方面。
1.1、浮选过程的自动化
浮选工艺参数的自动检测和自动控制，是实现工艺过程自动化的重要途径。由于现有技术水平有限，自动检测的浮选参数仅限于入料浓度、矿浆流量和药剂添加量。浮选自动控制系统的主要功能是按自动检测的入料浓度和流量算出入料中的干煤泥量，再按入料中的干煤泥量控制浮选药剂添加量。这个系统的主要功能是：按浮选入料中的干煤泥量控制浮选药剂量；调节补加清水量，保持浮选适宜的矿浆浓度。
在参数自动检测中，浓度及流量分别采用Y密度计和电磁流量计进行检测。给药机采用由步进电动机驱动的齿轮泵，给药机不但能控制给药量，测量电动机的转数，还可以确定药剂的用量。浮选的控制装置采用StD总线工业控制机，浮选的用药量按数学模型计算，操作人员也可按入料煤质的变化进行人工干预，设定吨煤加药量。全部工艺参数都用屏幕显示，并可通过串行接口输到上位机中。实现浮选工艺参数的自动检测和控制，能降低浮选药剂用量，提高浮选精煤的产率。
1.2、浮选工艺参数自动测控系统
我国选煤厂入选煤质多变性，特别是中心选煤厂入选多种煤质，多组浮选机，每组浮选机都需多点加药，或某厂在入选某种煤质时分点需要加药，换一种煤质分点又不需加药。煤质的多变性和各众多分点加药的随时性对控制系统提出了较高要求。因其浮选药剂用量较小，流量计难以真实、准确地反映出实际的药剂流量，所以，影响控制精度。适合浮选工艺参数自动控制需要的药剂流量测量装置和分散多点按比例添加药剂装置，可有效解决了这一问题。
我国各选煤厂中的浮选设备、工艺流程，以及入浮的煤质不同，有的差异较大。一些选煤厂浮选时在矿浆准备器中加入药剂即可，而大部分选煤厂除在矿浆准备器中加入药剂外，浮选机中的分室还要设置加药点，有的一组浮选机设置2个分室加药点。在具体生产中，是否使用分室加药点和使用几个分室点，以及各点所加药剂量可由操作人员控制。特别是在煤质发生变化或矿浆中煤泥粒度分布偏高、发生尾矿跑煤或精煤灰分偏低时，分室加药非常重要，这众多加药点的实现，是由节流差压流量计和电磁阀的精确测控实现的。
另一种分散多点按比例加药装置。这种装置由电流频率转换电路、单稳开关电路和电磁阀Dp组成。每种药剂有几个加药点，就设几个单稳开关和电磁阀。各加药点加药量的比例粗调由电磁阀出口嘴子的开度决定，而细调通过电位计Rw：改变单稳开关的暂态保持时间实现。单稳开关和电磁阀是以一台浮选机作为一组，其中第一个电磁阀装在搅拌桶或矿浆准备器上，加量最大，其他电磁阀装在浮选机的有关各室上。
2、浮选工艺参数自动测控系统
2.1、调节控制的工艺参数
为稳定产品质量、节省药剂，并使产率最高，入浮煤浆浓度和药剂添加量要配合在最佳数值，设置药剂量自动跟踪入浮煤浆浓度和干煤泥量系统。
为保证矿浆准备器大料稳定，同时又无溢流，在准备器中设置液位自动控制机构，用以减少电耗和防止入浮煤泥过于粉碎。
2.2、系统测量仪表和执行机构的设置
如图1所示，测量原矿浆的电磁流量计5和浓度计6的信号相乘，得到入浮原矿干煤泥量信号；测量滤液量的电磁流量计8的信号乘以滤液浓度（此浓度很低、变化小，用恒定值代表），得到由滤液带进浮选系统的循环干煤泥量信号，此信号与上面得到的原干煤泥量相加，得到入浮选系统的总干煤泥量，把它除以要求的入浮矿浆浓度，得到要求的入浮矿浆流量，流量减去入浮原矿浆与滤液流量之和，即得到入浮矿浆浓度并且等于给定最佳时应加入的稀释水流量；经过运算处理后输出信号控制电控液动执行器2带动阀门3关启，使加水量满足要求。同时控制系统发出工作浮选机单台通过量上下限报警信号，技术人员按这个信号增减浮选机工作台数，使浮选机处理量在最佳范围内。
K―以微处理机为核心的控制柜；Y―矿浆准备器；m1，m2…mn―浮选机；
D1，D2…Dn―设置在矿浆准备器上的加药电磁阀；
d1，d2…dn―设置在浮选机分选室上的加药电磁阀；
1，5，8，11―浮选稀释水、入料、滤液、尾矿流量计；6，13―原矿浆、尾矿浓度计；
2，7，10―带位置显示的电控液动执行机构；3，4，12―调节装置（阀门）；
9―矿浆准备器液位显示；14―差压计；15―节流孔板；16―蓄能滤波器；17―药剂桶
注：14、15、16、17、D、d并列平行的双系统，一套是捕收计，另一套是起泡剂系统。
2.3、矿浆准备器液位自动控制
矿浆准备器中的液位测量采用单管差压计式，在此测量信号高或低于给定值时，其偏差值经piD运算处理后输出信号，控制电控液动执行器7带动阀门4关启，保证矿浆准备器内液位稳定，使其没有无规则溢流，以减少电耗和煤泥破碎。各选煤厂中的原矿浆泵都有不同程度的湍流现象，液位测控装置能够消除其导致的不良影响。
2.4、计算机浮选工艺数据采集系统
制药工程自动化篇7
【关键词】自动加药系统;水厂;应用
前言
随着经济的快速发展和科技的不断进步，水厂的自动化程度越来越高，传统的人工加药的方法已经转变成自动加药，这不但有效地降低工作人员的劳动强度，提高了工作人员的工作效率，还极大地减少了药剂的投加量，降低了水厂的生产成本，同时采用自动加药系统还能对整个净水过程进行动态控制，为水质的质量提供了保障，因此，将自动加药系统应用在水厂生产中有十分重要的作用。下面结合工程实例就自动加药系统在水厂的应用进行分析。
1.自动加药控制系统
1.1自动加药系统的组成
自动加药系统主要由加药硬件系统、计算机控制系统、检测传感系统、软件模型系统、无线信号传输系统等部分组成。为为保证药剂的准确投加，需要在水厂的沉淀池中安装一个插入式电磁流量计，从而对每个沉淀池的进水量进行计量，自动加药系统会根据计量的进水量计算投加的药剂，同时会根据原水浊度、化验室矾基数据、药液溶度等数据，利用公式计算出需要投加的总药剂量。由于计算出来的药剂投加量是絮凝效果的保障，但在执行过程中，需要将计算泵实际出药量当做反馈，对计算投加量进行修正，形成单级闭环控制环节，从而确保絮凝效果的得到保证。
1.2自动加药系统的控制方式
自动加药系统的控制方式可以分为自动控制、远程控制、就地控制等三种控制方式，其中自动控制是依靠pLC进行分析处理，从而对加药量进行控制;远程控制方式是工作人员利用计算机进行远程控制，根据实际情况对投加的药量进行调整;就地控制方式是工作人员根据现场的实际情况，调整变频器柜，从而控制加药量，保证最佳絮凝效果。
2.自动加药系统的原理
在天然水中，含有大量的悬浮颗粒和胶体颗粒，这是造成水体混浊的主要原因，由于水体中大的悬浮颗粒和胶体颗粒可以通过自然下沉去除，而较小的悬浮颗粒则无法自然下沉，这就需要添加混凝剂。水体中胶体的布朗运动、静电力、表面水化作用处于一个动态平衡的状态，这种情况下，胶体相对稳定，当加入混凝剂后，混凝剂会提供大量的正离子，使得水体中胶体的电位降低，减小静电斥力，降低胶体表面水化作用，从而破坏胶体的稳定性，使得胶体絮凝沉淀，自动加药系统就是根据这种原理进行设计的。
图1
自动加药系统在运行过程中，会利用流量传感器对进水量和加药量进行检测，同时会利用游动电流检测仪对加药后的混凝效果进行检测，从而获得自动加药系统的基本控制参数。自动加药系统会根据进水流量和原水的浊度对药剂投加量的比例进行控制，并且根据游动电流检测仪反馈出现的信息对加药量进行调节控制，从而保证加药量的符合当前水质的要求。自动加药系统的控制原理如图1所示。
3.自动加药系统的控制说明
3.1变量显示仪表
显示仪表是由数码管显示区、光柱显示区、设置键等组成，显示仪表最多可以显示3个变量，也就是数码管显示一个变量，左光柱显示区显示一个变量、右光柱显示区显示一个变量。设置键可以分为增加键、减少键、选择键等3种设置键。
3.2光柱表显示内容
温度显示表的右光柱显示的内容为药斗内部温度;浓度、溶药比例系数显示表的右光柱显示的内容是溶药时间系数，左光柱显示的内容为浓度比例系数;液位显示表的左光柱显示的内容为溶药罐的液位高度，右光柱显示的内容为储药罐的液位高度;加药泵工作时间显示表的右光柱的显示内容是加药泵间隔时间，左光柱显示的内容是加药泵持续工作的时间。
3.3各模块的使用
自动加药系统的控制柜内从右到左依次为加药泵模块、中心控制模块、温度模块，其中中心控制模块的oUt1主要用于控制补充水阀，oUt2主要用于控制储药阀，oUt3主要用于控制送药鼓风机。溶药时间比例系数是通过中心控制模块的调节1进行调节控制的，溶药浓度比例系数是通过调节2来进行调节控制的。同时加药泵模块的调节1主要用于控制加药泵的间隔时间，调节2主要用于调节控制加药泵的持续工作时间。
4.工程实例
4.1工艺流程
上饶市自来水公司现有一组2座絮凝沉降池，沉降池的结构的为钢筋砼结构，每座平流沉淀池的尺寸为91.00×21.45×（4.3）m，在设计过程中，设定的絮凝沉降池处理水量为15万m3/d，每组设计水处理量为7.5万m3/d。
本水厂的混合形式采用网格反应，混合池水力停留时间为1.10min，絮凝方式采用折板絮凝，絮凝总停留时间为15.38min，絮凝沉淀池的池深为4.7m，池平面尺寸为L×B=13.65m×23.05m，有效水深为4m。
本水厂是采用混凝―沉淀―过滤的方法去除水中的悬浮物的，去除水中悬浮物后，进行消毒，从而达到饮用水的要求，其工艺流程为：原水―混凝絮凝（加混凝剂、消毒剂）―沉淀―过滤（加消毒剂）―清水池―管网。
4.2自动加药系统的应用
随着经济的快速发展，人工加药已经不能满足本水厂的发展需求，为保证水厂的稳定发展，本水厂将自动加药系统应用在生产过程中。自动加药控制系统的技术特征为：储药罐规格为3000×3000×2200，加药泵型号为RF410.2-900e，加药泵功率为1.0Kw，搅拌机型号为ZJ-470，搅拌机功率为1.0Kw，搅拌轴的转速为85r/min。
4.3自动加药系统的应用效果
本水厂采用自动加药系统以后，其生产成本有明显的降低，水厂的产水量为150000t/d，在水质相同的情况下，采用自动加药系统能节省将近50万元的药剂费用，这为水厂的快速发展提供了有力的支撑。自动加药系统能有效地改善沉淀池的出水水质，并且提高了出水的稳定性，增加了滤池的冲洗周期，极大地提高了水厂的产水效率。同时自动加药系统还能快速的将水质、水量、药量的变化反应出来，进行自动投加混凝剂和对加药效果进行动态监控。自动加药系统的应用不但降低了工作人员的劳动强度，提高了工作人员的工作效率，还极大的提高了加药过程的稳定性，避免了人工加药带来的误差。自动加药系统的应用为水厂创造了很高的价值，为水厂的快速发展提供保障。
5.总结
自动加药系统具有自动化程度高、系统运行可靠性高、故障维护量小、节能效果强、药剂使用量少、沉淀池出水水质好等特点，同时，自动加药系统还具有良好的环保能力，能为环保建设提供保障。将自动加药装置应用在水厂中，能有效地节省水厂的生产成本，提高水厂的产水质量，为人们提供安全、放心的饮水资源，从而有效地促进和谐社会的构建。
参考文献
[1]王建平.pLC在水厂加药自动控制系统中的应用[J].科技资讯，2011（11）：125-126.
[2]吴仕荣，周新梅.自动加药系统在自来水厂中的运用[J].中国农村水利水电，2002（09）：141-142.
[3]姚建军，李毅.数学模型+反馈的自动加药系统在水厂中的运用[J].西南给排水，2008（01）：164-166.
[4]柯庆才，黄厚鑫.某小型水厂加药自动化系统改造[J].自动化与信息工程，2008（03）：117-118.
[5]郝建新，陈青，周正兴.加药系统在现代化水厂中的应用[J].南京市政，2003（04）：210-211.
制药工程自动化篇8
神威药业是中国现代中药的领先企业，形成了以现代中药注射液、中药软胶囊、中药颗粒剂三大剂型为特色的强大优势产品组合，现代中药注射液、软胶囊年产量均雄踞国内第一位。根据高铁心介绍，多年来，神威药业结合中医药行业的特点和企业的发展战略，致力于推进两化融合，建设信息化企业。公司的软实力和核心竞争力在两化融合中不断提升，综合实力居全国中药行业前五位。
从20到4
神威药业确定了以信息化推动企业管理与生产过程现代化模式创新的总体纲领，将两化融合工作作为提高企业管理水平与经济效益、创新管理模式的重要手段之一，不断推进两化融合建设工作。通过多年积累和工作，集团实现了广覆盖、多层次集成化的两化融合应用。
在充分融合信息化与现代中药管理特点的基础上，神威药业实现了业务财务一体化实时纵向集成及前后业务环节横向集成的信息系统，完成立体仓库与Sap集成、CRm与Sap集成、预算系统与eRp集成、eRp与金税系统集成、Bw与eRp集成、与第三方物流企业系统集成。目前所有信息系统均已覆盖集团14家子公司的采购管理、生产管理、销售管理、财务管理、人力资源管理、物流管理、质量管理、设备管理、项目管理、决策支持、行政办公、生产现场控制与在线监测等环节，与1200多家客户实现数据直连，系统覆盖面广，应用层面深入，实现集团统一业务管理。
高铁心认为，两化融合最直接的价值体现是使公司的业务运营效率有非常明显的提高。“我们通过两化融合实现了批次成本核算、实时财务报表、集团级信用控制、电子化审批及授权控制、实时决策支持。结果是财务结账时间从原来的一周变为2天，公司坏账率为0，库存占用降低了10%，库存周转率提高了8%；审批效率从原来的15天提高到1～3天完成；自1997年至2012年销售收入增长了20多倍，财务、储运等业务运营管理人员没有增加；物流中心出入库能力较原来提高了一倍，库存能力较原来提高了60%。每月收集客户的流向、库存、购进数据等需要20人完成，而我们只需要4人。”
此外，两化融合的实施也有效控制了神威药业的企业风险。神威药业的信息化系统会自动冻结超出信用额度的销售订单，不能发货。当业务部门费用超过预算时，系统会自动控制，不允许进行相关费用的申请，避免费用失控的风险。2012年度，神威药业加强了采购预算控制，系统对于库存积压、采购价格过高、供应商欠款等情况进行了自动控制，实现了对库存风险控制、采购价格风险控制以及供应商付款风险控制，大大降低了采购过程中的风险，予以采购预算控制有力保证。
100%合格率
如高铁心所强调，药品是特殊商品，关系着企业与消费者的生命安全。神威药业自成立之初，就非常重视以信息化、自动化手段对中药制造过程的关键环节进行改造，实现在线检测与实时控制，替代原来手工操控，提高产品质量稳定性与成品率，极大地降低了成本，确保药品质量安全。
神威药业中药制剂先进工艺集成及生产过程自动控制系统是国内第一条、也是目前国内最先进的中药提取全过程自动控制生产线，这条生产线采用工业集成和自动控制技术，将动态逆流提取、超临界萃取、大孔树脂吸附等领先工艺组合运用到中药提取生产过程中，采用计算机集散控制技术，集成多年的生产经验，高于国家的质量标准设置了温度、压力、时间、液位、浓度等生产工艺参数，实现整个中药材提取、纯化、浓缩、分离生产过程的自动化，确保生产工艺的稳定性，批次之间的产品质量均一，最大限度地减少人为污染和差错。
而近红外在线自动检测监控系统是神威药业同国内著名大学合作投入上亿元建立的国内唯一“近红外在线自动检测监控系统”，将中药注射剂质量控制、中药指纹图谱质量控制和近红外在线检测等技术有机结合，实现中药注射剂生产过程中的42个控制点实时监控和反馈，实现中药注射剂从原材料、中间体到成品的全生产过程的实时控制，显著提高中药注射剂质量，带动中药注射剂的技术创新和发展，快速提高中药注射剂产品的质量和制剂水平。
神威药业的自动配料系统采用pLC控制方案，集自动控制技术、计量技术、传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化系统；采用上位计算机控制系统，具有配料数据自动存储、配料过程清单查询和班、日、月、年报表统计及打印等功能。大大提高了配料精度，取得了良好的经济效益。
制药工程自动化篇9
关键词药物化学；课程群建设；教学改革；实验；微课程
中图分类号：G642.3文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2016）16-0106-03
1前言
教育部《关于地方本科高校转型发展的指导意见（征求意见稿）》和《江苏省教育厅关于全面深化应用型本科院校人才培养改革的意见（2014年3月征求意见稿）》明确指出，应用型本科院校必须紧跟高等教育的发展趋势，科学定位、特色发展，提高应用型本科人才培养质量。
药物化学是制药工程专业基础课程及核心课程，其内容主要涉及化学药物的化学结构、化学名、理化性质、构效关系、制备方法及作用和用途[1]，在制药工程专业教学计划中占有十分重要的地位，是整个药学领域的“带头学科”，课程质量的好坏直接影响人才培养素质[2]。要在有限学时内更有效地深化理论知识学习和提高实践综合能力，就更多地需要考虑到专业基础课程――药物化学与专业课程在实验和理论教学过程中的衔接、优化和提高等问题，因此，打破以单一理论课程教学为主的传统教学模式，建立“理论教学”“实践教学”和“综合应用能力培养”三维并重的课程体系，紧紧围绕“药物研发与生产”这一主线开展药物化学课程群建设。
药物化学课程群包括传统理论课程，如有机化学、药物化学、药物合成反应、化学制药工艺学等[3]，注重各门课程之间有机联系，相互渗透与深化，更突出理论结合实践，将药物化学实验、药物合成反应实验、制药工艺专业实验及制药工艺综合实验等相应的实践课程也纳入其中，旨在提高学生专业技能和综合素质。
2改革药物化学课程群体系内容，通过重构专业知识结构，实现知识体系的完备互融
药物化学课程涉及面较广，本身具有一定难度。而独立学院学生学习基础参差不齐，在有限的课堂时间里，教师不可能详细讲解基础化学知识，这样往往会出现教师难讲、学生难学的尴尬局面[4]。因此，整合课程群教学内容，注重药物化学教学内容与其他上下游课程交叉融合[5]，帮助学生理清学科交叉脉络是十分必要的。
夯实有机化学的基础知识有机化学是本课程群的专业基础课程，重点讲解酸、醇、醛、酯、杂环等物质结构和化学性质，同时适当举例讲解常见药物，在增加课堂趣味的同时，提升学生的学习兴趣。如果药物化学采用传统教学模式，脱离有机化学基础知识，学生仅依赖于死记硬背，学习效果必然欠佳[3]。因此，在药物化学教学中注意联系相关的有机化学基础知识：以药物结构为核心，联系基本官能团推导药物的理化性质；通过药物分子结构逆合成分析，获得合成方法，学生在理解的基础上更易记忆，从而提高学习积极性，提高教学质量[3-6]。
强化药物合成反应的基本原理药物合成反应课程是有机化学课程的深化和延续，是完成药物化学合成理论和技能训练的主要课程。它在说明有机药物骨架的构建和基团相互转换的基础上，深入探讨有关药物合成单元反应的机理、反应条件、影响因素及其应用[7]。改革注重教材内容的更新，选取最新的教材――闻韧主编的《药物合成反应》（第三版），同时简化叙述性内容，强化官能团转化规律，结合单元反应在药物合成中的应用实例进行讲解，紧密结合有机合成的知识点来加深学生对药物合成方法的认识和理解。
注重化学制药工艺学的实际应用化学制药工艺学是药物化学在实际药物生产中的深化和延续。改革后的新课程着重介绍典型化学药物的工业化生产制备方法，在教学中补充现代制药技术中最新理论及最新技术，如手性制药技术、半合成抗生素制备技术、心血管疾病治疗药制备技术等，强化药物工艺路线设计评价、工业生产中的可行性分析，培养学生的生产观点，突出应用性和实践性[8]。
3强化药物化学课程群实验环节，通过优化各类实验方式，实现实践与创新同生共进
优选实验内容，减少验证性实验对药物合成部分实验进行调整，选取环境友好、多步药物合成实验代替环境污染大、反应类型单一的实验[3]，增加手性药物中间体的不对称合成等，既包含之前有机合成基础操作，又加强薄层层析、红外光谱分析、柱层析等实验操作技能训练，进一步丰富学生的知识，增强学生的各项能力[9]。
开设新型的综合性实验比如将药物合成、药物制剂和药物分析等实验有机整合在一起，开设综合性实验“盐酸普萘洛尔片剂的处方设计及质量检查的制备”。该实验要求学生首先合成盐酸普萘洛尔原料药，之后对原料药进行质量检验，包括鉴别、纯度检查、含量测定等，最后通过处方筛选、制剂工艺选择，确定最佳处方，工艺制备出盐酸普萘洛尔口服片。实验体现了药物化学与药物合成反应、药物分析、药剂学的交叉融合[5]，通过此类综合性实验，既让学生熟悉药物从原料药合成、制剂生产到药物质量控制的整个过程，又让学生充分意识到专业知识之间的相互联系与渗透，对于学生就业后从事制药生产或研发工作都大有益处。从近三届实验开展情况来看，实验教学效果与反映很好，极大地激发了学生的创新积极性，具有良好的示范作用。
注重实验教学与药学文献与专业外语课程的结合如药物合成反应实验重新编写全英文讲义，教师进行双语实验教学，学生提交英文实验报告。化学制药工艺实验让学生通过查阅文献、设计方案，改进传统药物落后合成工艺，能培养学生从实验方案设计、实验操作到实验结果分析等各方面的能力，从而达到提高学生专业综合素质的目的。
结合毕业论文、大学生创新实践等环节，提高学生的创新实践能力从2010年开始，每年大批制药工程专业学生积极参加省级、院级大学生课外创新实践活动；学生进入到医药研发、生产企业、大学科研机构等完成毕业论文工作，实现学生直接参与到科研和创新环节。通过这些实践环节的强化，学生的制药专业理论水平和动手能力得到进一步提高，多位学生在创新实践活动中发表科研论文，在毕设工作期间申报专利。
4提升药物化学课程群教学模式，通过采用多元教学元素，实现知识形态的重生再现
激发学生求学兴趣，全程引入教学“系统案例”为使枯燥的理论教学更加生动，顾军[10]等人提出“系统案例教学法”，包括药物化学发展史案例、明星药物案例、全新药物设计案例、焦点事件案例、生活中合理用药案例等。在上述已有传统案例的基础上，每个基础单元都会列举专业实习基地生产上或学校科研、毕设中的多个实例，通过使用实例加强学生理论联系实际及灵活应用所学内容的能力。
发挥现代信息化教学手段的作用，实现信息化互动教学利用多媒体技术化解传统教学的不足，将图像、文字、声音、视频等多种信息融为一体，充分调动学生视觉和听觉等多种感官的处理功能[11]，以用形象、动态的方式表达药物的复杂结构、抽象概念、枯燥内容，让教学变得直观、形象，提高教学效率，调动学生学习积极性，教学和学习效果显著增强。师生共建药物化学网络教学平台，拓展教学时空，动态交互。利用网络平台将教学大纲、电子教案、参考书籍、制药前沿等学习资源在网上免费向学生开放。学生可以不受时间限制自主安排学习，同时有效克服个体差异带来的学习困难。网站建设过程中，学生参与资料收集、资料分类、探索新知识、学习重构，激发自信心和荣誉感及对本专业课程的学习热情。同时拓宽网络师生交流渠道，方便沟通，及时答疑解惑，教学也得到更好的反馈。
此外，积极开发新型微课程，拓展新型教学资源，以多样化互动提升学习兴趣，取得较好成果。
培养学生自主学习能力，开展项目教学模式选取十多个市场前景较好的药物为项目，组织学生分组进行综述报告。几年来，项目教学的实施情况表明，学生通过完成项目课题，不仅增加了对药物化学相关课程的学习兴趣，加深了对制药技术发展现状的了解，而且自学能力、分析解决问题能力、实践动手能力和表达能力都有了不同程度的提高。
5完善药物化学课程群考核方式，通过实行立体考核手段，实现教学质量的可控提升
建立合理的、全面的考核方法，药物化学、化学制药工艺学等理论课程成绩均由平时考核、期中检查及期末考试三部分组成，平时成绩以上课出勤、课堂表现、课后作业、项目综述报告等综合情况为考核依据。
实验课不再将结果作为评定成绩的唯一标准，同时全面考查平时整个实验操作熟练程度、实验态度、实验结果和实验报告，加入期末实验考查作为综合评定标准[9]。期末考查实验要求完成指定实验后当场交实验报告，有完整的实验记录，正确回答思考题，并参考省级实验竞赛标准制定实验操作评分表，实行现场给分，取得很好效果。
6结语
基于应用型人才培养的药物化学课程群的建设改革时间虽不长，但成效显著。例如：药物化学微课作品获首届全国高校“微课”教学比赛江苏省赛区二等奖；2名学生参与红斑狼疮新药研发，获国家专利1项；1名学生在江苏省大学生化学化工实验竞赛中获一等奖。毕业生以良好的专业基础和职业素养、较强的实践创新能力赢得社会良好的反响。今后建设的重点是在教学中充分展现制药专业应用型人才培养的目标，注重培养和引导学生的创新实践能力，加强训练和提高学生的综合业务素质，同时建立一种能够更加客观地评价学生能力的指标体系，培养更符合社会经济发展需要的优秀制药工程专业人才。
参考文献
[1]刘凤志，朱小东，张海娟，等.我院制药工程专业药物化学课程教学改革与实践[J].中国药房，2014，25（12）：1146-1147.
[2]徐进宜，尤启冬，姚其正.药物化学课程群的改革与建设[J].药学教育，2005，21（2）：23-26.
[3]张玲，刘毅.有机药物化学课程群的构建与改革[J].科技视界，2013（30）：43-44.
[4]昌盛.提高药物化学教学质量的思考[J].中国科教创新导刊，2013（34）：103-104.
[5]陈未，邢晓玲，冯艺.多课程交叉融合法在高校《药物化学》教学中的应用探索[J].新课程学习，2013（12）：10-11.
[6]曹洪玉，冯宝民，牟红梅.以药物结构为核心的药物化学教学设计[J].广州化工，2014（17）：204-206.
[7]孙然锋.基于问题式学习（pBL）在“药物合成化学”教学中的应用[J].广州化工，2013，41（1）：186-187.
[8]王亚楼.化学制药工艺学的教学改革[J].药学教育，2003，19（4）：23-25.
[9]黄健军，邓刚，蒋才武.对药物化学实验教学改革的探讨[J].广西中医药大学学报，2010，13（1）：105-106.
制药工程自动化篇10
【摘要】从工学和药学有机融合的角度，探索制药工程专业课程体系的改革，以培养“厚基础、博知识、强能力、高素质、宽口径”的“化学-生物-制药工程学”于一体的复合型高级制药工程技术人才。
【关键词】制药工程课程体系改革
制药工程专业是以药学、化学工程技术、生物工程为主相互交叉的新兴学科，是化学工程和制药类专业的前沿学科。自1995年美国新泽西州立大学开设制药工程高等教育以来，国外很多院校在工程学院或化工学院下设了制药工程专业。我国国务院学位委员会和教育部于1998年把制药工程专业设置为本科教育，我校（原郑州工业大学，现郑州大学）于1999年在化工学院设置了制药工程专业，经过几年的开拓办学，我们已经积累了一定经验。但由于我国制药工程专业刚刚设置不久，对于各个高校来说制药工程专业都是新兴的专业，再加上该专业交叉性极强，既是工程技术的一个分支，又是药学的重要组成部分，如何根据社会的需求，将生物、化学、药学、医学、化学工程等各学科有机的融合在一起，培养出合格的、高素质的制药工程专业人才，以改变我国制药工业规模小、生产水平落后的状况，就显得十分紧迫和必要。本研究根据目前制药业存在的问题及人才需求，从工学和药学有机融合的角度出发，探索制药工程专业课程体系的改革。
1制药业存在的问题及人才需求［1］
建国以来，我国医药工业发展迅速，特别是改革开放20年来，大多数制药企业进行了改造或扩建，引进国外先进技术和设备，并通过消化、吸收和革新，提高了我国制药工业技术和装备的整体水平，但仍存在很多问题，如规模与我国综合国力和用药需求很不相称、现代生产工艺技术落后、制药设备陈旧、制药工程技术的力量十分薄弱等等。
随着现代医药工业的高速发展，医药生产企业要想在市场中生存，必须增强实力，形成规模经济，重视技术革新和新产品研制开发。首先从制药工程和生产效率的角度考虑，应以现代工程技术为基础，注重品种开发的连续性，实现高效、低耗、优质的集约化大生产。其次要注重新产品的研制开发与生产。对化学原料药，要提高现有紧缺产品的生产能力，重视新路线、新工艺的研究；对药物制剂要研究和开发新剂型、新品种和新辅料，重视粘膜、粘附制剂和单克隆抗体与药物偶联的靶向制剂等新技术的研究，重视缓释透皮吸收以及脂质体、微囊、微球、乳剂等新型制剂的研究与开发；对制药机械要发展高度自动化、微机控制和无泄漏成套设备，加强膜过滤、凝胶过滤和超临界二氧化碳提取等新技术和新设备的应用与开发。
同时，随着我国加入wto及Gmp、GSp、GCp、GLp、Gap等质量管理规范的实施，我国医药工业将进入世界经济体系，直接参与国际医药市场竞争，一切滞后和有悖于wto条例法规的地方需要尽快完善。医药企业要通过联合形成规模经济，增强实力，走集团化、现代化生产经营之路，要掌握各种新工艺、新技术、新剂型及生产过程管理和控制工程等方面的知识，并在此基础上合理进行老产品技术改造和新产品的开发生产，以取得更好的经济效益和社会效益。而只懂得药物制剂、生产工艺知识的药学类专业人才已不能适应现代医药生产企业发展的要求。医药生产企业需要既懂得药物制剂、生产工艺、质量控制知识，又要懂现代制药工程技术的复合型人才。
2课程体系改革
目前，制药业的全貌和制药技术正在发生迅速变化，缺乏制药工程专业技术人才是制药业面临的严峻现实。我国制药工程专业的设置只是从形式上解决了制药类人才由原来药学、工程和管理等院系分别培养的局面。虽然国外制药工程教育起步较早，但是所涉及高校较少，主体又是研究生教育，学生人数少，还没有形成成熟的培养方案。国内制药工程专业教育是以本科人才培养为主体，更多的院校在起步中。作为新设专业，制药工程专业的学科基础、培养方案、课程体系等专业建设深层次问题是我国高等教育改革与发展急需解决的重大课题。
2.1改革课程设置和课程内容，注重工程能力培养
目前，各高校制药工程专业的基础和方向不同，课程设置也不同，综合型大学、理工类大学对工程学、化工、生物工程方面的课比较重视，药科类大学、中医药类高校则注重药学方面的课程设置。根据制药工程的特点，制药工程专业课程的设置必须保证培养出来的制药工程专业人才具备厚基础、宽口径的知识结构，熟练的语言表达、准确的外语阅读、理解能力；掌握计算机基本知识，并能熟练操作及应用；掌握化工制图的基本知识和技能，能识图、绘图；具有一定的化学实验、专业实验的基本技能及工艺操作能力、工艺分析计算能力和组织管理能力；掌握专业基础理论、专业知识，具备选择工艺流程、生产设备、工艺操作条件的能力，以及选择常用电器、仪表的能力等。为此，所设课程的内容应尽量结合生产实际，跟踪制药行业的发展，教材应该是理论、教师的实践经验与工程师的生产经验的融合结果，专业教学应突出主干课程，课程教学突出制药专业主体。为此我校制药工程专业的课程设置分为4大体系：①公共基础课，包括数理化、人文社科、计算机等；②专业基础课，包括物理化学、有机化学，生物化学、化工原理、化工热力学、化工设备设计基础、电工基础、热工基础等；③专业必修课，包括微生物学、药物合成反应、药物化学、制药反应工程、制药工艺学、制药分离工程、专业实验及实践性环节等；④专业选修课：包括天然药物化学、药物分析、药剂学、药事管理与法规、药用高分子材料、生物化工、化工安全与环保、抗生素工艺学等。在4大体系中，形成以制药工程专业制药反应工程、制药分离工程、制药工艺学、药物合成反应课程教学为龙头，以药物分析、微生物学、生物化学、药物化学、制剂工程、化工原理、化工热力学等课程教学为基础的系列制药工程课程群。各体系课程与选修课程在各年级交互进行、循序渐进、互相渗透、手脑兼顾、多层综合。改革后的课程设置，既有化学、药学等理论作基础，又能突出工科院校的特点，特别注重学生工程能力培养［2，3］。
2.2更新教育观念，改革课堂教学
根据学生的实际特点和教学目标的要求，在教学过程中，要求任课教师更新教育观念，改革课堂教学，改变过去陈旧的教学内容和教学方法，改变满堂灌的教学方式，改变学生处于被动的教学模式，坚持与时俱进，充分利用现有的教学资源，最大限度的提高教学质量，培养学生创新思维和创新意识，努力做到学以致用，学有所用，使学生获得最大的收获。
在教学的内容上，对每门课程不要求讲课内容与教材内容完全一致，而是提倡精讲教学内容，注意本学科的发展与后继、相关课程的衔接。如，制药工业近数十年来发展极为迅速，在不增加学生课堂教学时数，给学生以充分的自主学习空间的前提下，通过改革教学方法和删减陈旧落后、重复的教学内容，增加新技术、新知识，让学生充分掌握制药工业的基础理论和基本技能，充分了解基础理论与技能和前沿科学的关系，充分了解制药工业的新发展，培养学生创新思维和开阔的视野。如纳米制药技术，生物制药技术（长效注射微球、口服纳米粒等），中药加工现代化工程技术：超临界萃取技术、三相流化床浓缩技术、膜分离、固液分离技术等目前研究的前沿领域。
在教学方法上，注重引进先进的教育思想和教育观念，积极推进以学生为中心的教学方法改革，开展启发式、讨论式、计划内自学与授课结合、围绕制药工程的实际问题开展开放式教学等生动活泼、多种形式的教学方式，增强互动性，改变以往"一人主讲众人听"的授课方式，增强教师与学生进行面对面、深层次的交流；也可以利用网络与学生进行研讨式交流，或通过研讨教学、课堂讨论、课后查阅文献并撰写综述性小论文等多种形式相结合，提高学生的学习效率，提高教学效果。并积极推进双语教学，提高学生的专业外语水平和实际应用能力。
在教学手段上，要求大部分课程能够充分利用现代信息技术，如能集文字、图形、声音、动画等各种信息于一体的多媒体课件、网络课件等教学手段进行授课，激发学生的学习积极性和主动性。目前，本专业的部分专业课程已经制作了内容规范、技术水平高和使用效果好的多媒体课件。
2.3组织学生开展第二课堂活动，提高学生参与科研的能力
长期以来，学生学习与研究很少相关，这使得不少学生缺乏独立性和创造性。其实，学生完全可以进行研究性学习。目前，让学生进行小课题研究，已经成为国内外教学中布置作业的一个重要趋势。在美国，小课题被称为project，美国的教学材料中有很多project，学生对完成小课题很有兴趣。在教学过程中，教师可积极组织学生开展第二课堂活动，让学生进行project研究，提高学生参与科研的能力。
2.4加强实践性环节，强化能力培养
实验教学在整个教学过程中具有重要的地位和作用，在学生能力培养方面具有不可替代的作用。实验教学质量的高低，直接影响到学生能力的培养，因此，我们非常重视实验教学质量。
在实验教学方法上，采用课堂讲授、多媒体预演与实际操作相结合的方式进行，课堂讲授在实验前进行，由教师介绍实验总体情况，实验室的安全操作规程及实验室各种规章制度，每个实验的背景及主要实验内容，设备、仪器的操作使用情况等，使学生对实验内容有总体了解。网络课件挂在学校网上，学生可模拟试验，实际操作由学生在教师指导下独立完成。实验前学生要进行预习并写出预习报告，在实验中要掌握仪器、仪表的使用方法，要求学生独立完成操作，记录实验数据并独立完成数据处理、实验报告及结果分析，要求对实验结果进行讨论并得出合理的解释与结论。
在实验内容上，采用与科研紧密结合，不断更新实验内容的方式。教学与科研是相辅相成的，将科研与实验有机地结合起来，对提高实验教学质量有很大好处。从教师的科研中选取一部分较成熟的、内容比较新颖的、与实际联系较紧密的实验内容，学生做起来感兴趣，在一定程度上提高了学生主动学习的积极性，学生不仅开阔了视野，还能取得较好的学习效果。
专业实习突破原有工科或药科学生的实习模式，要突出工科院校的特点，贴近工业实际，把制造技术、质量意识、市场竞争、工业安全与法律约束等内容联系起来，注意发挥传统学科的交叉作用，充分发挥化学工程的传统特色和生物化工的成果，围绕重要药用原料、中间体和辅助材料的生产工艺，以及典型药品的合成与制剂，带领学生到有特点的药厂参观学习，了解制药企业的生产实践，让学生在制药车间感受工业化制药过程，建立工程制药观念与思想，解决应用工程实际问题的能力。
毕业设计课题尽量与教师的科研课题或生产实际相结合。毕业论文题目应具有新颖性，与医药工业相结合，解决工业上存在的实际问题。毕业设计或论文的内容要具有一定的理论研究水平，在一定程度上体现国内外医药研究的新趋势、新工艺、新技术。
3结论
经过几年的实践，我校制药工程专业建设已经取得了很大的发展和提高，在招生规模、师资队伍、课程体系、教学实践和专业实验室建设等方面成效显著。已经有三届制药工程专业的本科毕业生，而且走上工作岗位的毕业生受到了省内、国内生物和制药领域用人单位的称赞，他们成为所在工作单位的技术业务骨干。这些教学成绩的取得，归结于本专业本科生教学过程中，兼顾生物、化学、化工、制药科学与工程学科等多学科交叉性的特点，既注重理工科基础知识的学习，又能将实际生物化工和制药工程问题和最新科技成果纳入专业课教学之中，归结于制药工程专业课程体系的改革。
【参考文献】
1邓胜松，朱慧霞，姚日生，等.制药工程专业产学研教育模式研究.药学教育，2006，22（4）：1~3.