中药参麦针剂醇提自动化控制系统设计与改造-开题报告-文献综述-参考文献

目前，全世界约有200多家公司，60多个团体正在从事天然药品的开发研究工作，其项目多达800余种，2001年全世界天然药物贸易额已达600亿美元左右[1,2]。但是，由于国内现代科学技术与传统中药产业的结合不深，导致了重要资源的浪费严重、质量不稳定、制药技术与装备落后、拳头产品市场占有率低、企业创新能力弱、缺乏国际市场认可的质量标准问题，使中药产业的发展面临严峻的挑战[1]。西方医药发达的一些国家，如德国、法国、日本等，他们低价从我国购进中药原料或粗加工产品，依靠现代科学技术理论，通过先进的工艺，较高的技术水平，完善的药物生产自动化系统，开发出质量稳定可靠，剂型适宜的产品[2]。这些产品不但占据了国际市场的大部分份额，并大举向我国市场推进，对我国的中药产业的发展产生了严重的威胁[3]。

目前国内大多数中药企业所用中药生产过程控制方式仍然比较落后，仅仅利用液位作为操作工人的参考参数，如果出现过沸腾的情况，就只能通过调节通入加热罐的蒸汽阀来进行控制，而压力、温度等重要参数很少被考虑。由于操作工人个人经验以及理解能力有差异，难以有效保证阀门开度的精度，难以满足生产工艺对温度与质量的要求，使提取效率的提高严重受到制约，使得中药药效、成分不能得到保障。在做工艺设计时中药材及中成药的物性数据相当缺乏，设计人员一般只能凭经验方法估算特性数值大小，甚至用相近物质的物性代替，使得工程设计的准确性发生较大的偏差。因此，对中药生产过程进行“定性”、“定量”的技术分析，找出产品质量指标与工艺技术参数、生产装置之间的数学模型关系，是保证中药质量的关键因素。

中药制药生产过程是一个多输入、多输出、工艺繁琐、参数时变的复杂系统，对质量和关键参数实行在线监测难度较大。中药提取是一个典型的多变量带扰动的控制对象，国内外学者已经对其控制理论展开了大量的研究工作[4,5]。随着计算机技术的飞速发展和在工业过程控制领域的广泛应用，基于计算机的控制系统日趋多样化。中药生产过程从简单的通断控制到简单的PID控制[6]，从现代控制理论出发的预测模型控制到方兴未艾的智能控制法，尤其是近年来提出的把专家控制[7,8]、模糊控制[9-12]、神经网络控制[12-14]等智能控制理论结合应用于工业过程控制中。

在国内，中南大学罗安教授带领他的学生们对哈药慈航制药公司的现有中药生产设备进行了改造，引入了先进的智能控制算法，在多个工段进行数学建模，再进行仿真分析，对主要工段进行控制器设计，将软测量技术应用在过程参数上，完成了中药自动化控制系统的设计，取得了一些成果[15,16]。安徽省医药设计院许小球针对中药提取过程控制系统存在的不足，提出了将过程控制系统与批生产管理信息系统集成，提出把配方管理、过程控制、批管理和批调度集成在一起的新型理论方法，取长补短，从而实现了生产过程的总体优化[17]。近几年来的中药现代化成效突出，中药创新能力显著增强，自主开发了一批先进适用的生产技术、工艺与装备，并在中药生产中得到应用，一些关键的共性技术得以突破。在中药

生产中，膜分离、多功能强制循环、超临界等提取、分离技术，滴丸剂、泡沫剂等新技术开始用于生产；在质量控制的方面，企业普通采用了TLC等鉴别方法。天津天士力、黑龙江中药二厂等企业应用计算机控制系统实时监测中药产品的生产工艺。天津中新药业有限公司在更年安复方提取工艺过程中应用了三相流化床技术，使该产品的提取时间由8小时减少到2.5小时，换热系数提高了一倍以上，生产成本得以大幅度降低[18-21]。

在国外，开发了高端的自动化生产线，完成了无菌区域的少人化、甚至无人化操作。美国Cybosoft公司研发出无模型自适应（MFA）控制手段，在PH回路控制、蒸发控制等领域有了成功的案例[22]。在德国、日本、法国等国家的天然药物生产企业里，早就利用现代科学理论，在标准制定、加工工艺、质量控制上都达到了世界一流水平[23]。日本和美国对提取控制有较多研究，也提出了很多不错的控制方法，如提出了模糊PI算法来控制二效蒸发器，分析建立从一效至二效蒸发器的物理模型，并将模糊PI算法实现蒸汽控制过程[24]。有人提出了模糊自寻优PID算法来进行中药工艺过程的自控，得到了比较良好的控制效果[25]。著名的Aspen Plus软件是一款应用于生产装置设计、稳态模拟与优化的大型通流程模拟软件，可对制药提取的流程进行模拟及优化[26]。

二、^范文提纲

1绪论

1.1项目背景及意义

1.2项目来源

1.3国内外研究现状

1.4本文研究的主要工作

2参麦针剂醇提生产工艺及控制系统总体方案

2.1参麦针剂醇提生产工艺及其控制要点

2.1.1参麦针剂醇提生产工艺流程简介

2.1.2回流提取工段工艺及其控制要点 

2.1.3减压浓缩工段工艺及其控制要点 

2.1.4驱醇工段工艺及其控制要点

2.1.5酒精调配工段工艺及其控制要点

2.2控制系统总体方案设计

2.2.1系统功能需求分析

2.2.2控制系统构架的确定

2.2.3自控系统的选型

2.3本章小结

3自控系统中监控层的设计

3.1监控层功能需求详述

3.2监控层的硬件配置

3.3监控层的软件设计

3.4 本章小结

4 DCS控制层的设计

4.1 DCS控制层功能需求详述

4.2 DCS控制层的硬件设计

4.3 控制层程序设计

4.4本章小节

5现场过程层及系统的控制网络设计

5.1过程层功能需求详述

5.2过程层的电路设计

5.3传感器的选型

5.3.1流量计的选型

5.3.2液位、压力和温度的选型

5.4阀门的选型

5.5系统控制网络

5.6本章小结

6总结与展望

6.1^范文总结

6.2展望

参考文献

附录

致谢

三、参考文献

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