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生化药品的研究现状和展望论文

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生化药品的研究现状和展望论文

只是写文献综述吗

药品生物测定的发展趋势〔摘要〕 生物测定是经典的药品检测专业之一,现代仪器分析的广泛应用,给其带来了极大的挑战和机遇,面对目前的基本状况,阐明了生物测定专业在中药开发、新药研制、药物安全性评价及微生物限度检查方面的应用和发展趋势。 〔关键词〕 生物测定;药理;药品 药品是特殊商品,药品质量直接关系到用药者的安全和疗效。药品检测方法和检测水平随着制药工业的发展不断改进提高。由于现代科学技术的发展,相邻学科之间的相互渗透,分析化学的发展经历了三次巨大的变革,使分析化学发展成为以仪器分析为主的现代分析化学。面对生命科学中复杂的分离分析任务,发展了色谱分析方法。结构分析、价态分析、晶体分析等方面的研究又促进了光谱分析的发展。以计算机应用为主要标志的信息时代的来临,仪器分析迅速发展,为药物检测提供各种非常灵敏、准确而快速的分析方法〔1〕。生物测定受到了极大的挑战,其发展前景令我们从事药品生物测定工作者所关注。 1 药品生物的特点与业务范围 药品生物测定的定义与特点 药品生物测定(简称生测)是利用药品(或药品中的有害杂质)对生物(或离体器官及组织)所引起的反应来测定药品的含量或安全性的一种方法。 生测法的优点是测定的结果与医疗要求基本一致,能直接反映药品的效果或毒副作用,这是其他物理学方法或化学方法所不能达到的。因此,目前各国药典仍大都采用这一方法。 生测法的缺点是检验周期长,微生物有生长繁殖过程,动物有生理代谢过程,观察分析时间一般在2~7天,有些试验会更长。影响因素多,有生物差异性,也有系统操作误差和环境条件等造成的影响。用品用具、动物质量、仪器设备都会对结果产生影响〔2〕。所以,以生测主检的品种在中国药典中逐版减少。 药品生物测定的业务范围 中国药典是法定的药品标准,它将药品质量控制项目归为四类:性状、鉴别、检查和含量。生测的业务主要涉及到中西药品的检查类和含量类。 其中作为药品安全性检查项目最多,包括:无菌、热原、细菌内毒素、异常毒性、安全试验、急性全身毒性、过敏物质、刺激性、溶血、降压物质、微生物限度等。含量(或效价)测定包括:抗生素微生物检定法,胰岛素、硫酸鱼精蛋白、缩宫素、卵泡刺激素、黄体生成素、升压素等生物检定法。 2 药品生物测定的现状 由于现代化检测仪器的广泛应用,药品生物测定的品种和范围,方法和要求,也发生了很大变化。 品种和范围的变化 抗生素的含量测定,最初大部分抗生素用微生物法测定含量。随着制药工业发展,提纯方法不断改进,有效组分更加明确,许多品种检测方法不断改为仪器测定和化学测定。例如:2000年版中国药典收载约219个抗生素品种,其中有15个原料药及其制剂从1995年版的化学法和微生物法改为高效液相色谱法(简称HPLC),使该法达到97种,微生物法仅有24个,其中9个品种是新增加的。有人预计本世纪初,HPLC法会发展成为中国药典使用频率最高的一种仪器分析法〔3〕。规定取消抗生素过期检验,抗生素微生物效价测定的业务工作量更是明显减少。 药品注射剂的热源检查。1942年美国首先将家兔法收入药典,相继世界各国药典均规定用该法。中国药典从1953年开始收载。自1973年以来,鲎试剂被证明是一种检测细菌内毒素(热原)存在的灵敏试剂。用鲎试剂要比家兔试验迅速、经济,所需样品量少,操作过程工作量小,每天可进行许多样品检测。1980年美国药典20版首载“细菌内毒素检查法”,1985年USP21版收载5种注射用水及40种放射性药品。1991年11月执行的USP22版第五增补版公布了185种药品删除家兔法,用细菌内毒素检查法代替。1995年USP23版注射剂的热源项几乎都被细菌内毒素检查法代替〔4〕。 我国从20世纪70年代开始研究制备鲎试剂,1988年卫生部颁布细菌内毒素检查法,1993年中国药典第二增补本收载该法,但未涉及任何品种,1995年中国药典二部正式收载,并规定了注射用水、氯化钠注射液和二十多种放射性药品并删除热源检查,以内毒素代替。2000年版中国药典进一步扩大到68种。预计2005年版中国药典还要继续增加品种,热源项都将被内毒素代替。动物试验改为生化试验。 实验动物 生测离不开实验动物,在实验中,为了减少生物差异,提高动物反应敏感性,以最少的动物达到最满意的结果。国家非常重视实验动物,1988年国务院颁布了《实验动物管理条件》,对实验动物的饲管、管理、使用等做出了明确规定,实行达标认证制度,严格管理。按微生物控制程度把实验动物分为四级:普通动物、清洁动物、无特殊病原体动物和无菌动物〔5〕。一般动物实验必须达到清洁动物标准,种系清楚,不杂乱,无规定指出的疾病。动物级别越高,饲养管理条件越严,设施投资越大。实验动物是实验研究的活试剂,既要有纯度,也要有数量,背景明确,来源清楚,符合要求才能使用。(随着药品纯度的提高,凡是有准确的化学和物理方法或细胞学方法能取代动物实验,进行药品和生物制品质量检测,应尽量采用,以减少动物的使用。) 药品生物测定在方法上的改进与变化 为了缩短操作时间,减少实验误差,近年来生测方面也研制并投入使用了部分仪器设备,如:抗生素抑菌圈测定仪、微机热原测温仪、集菌仪、细菌数测定仪等,减轻了工作强度,提高了工作效率,检测结果更加准确可靠。 3 药品生物测定的发展趋势 生测作为经典方法沿用至今,表明它有其他方法不能替代的特点,在药品检验中发挥了重要作用。不少老产品改为其他方法控制质量,也会不断有新产品离不开生测法,我们应当充分发挥它的优点,尽量克服它的不足,开拓新的业务范围。 微生物限度检查工作量大 为了控制药品染菌限度,1975年美国药典19版首载微生物限度检查,1980年英国药典收载,我国在1990年由卫生部颁布了药品卫生标准及检验方法,1995年版中国药典正式收载〔6〕。2000年版中国药典按剂型规定了微生物限度标准,执行范围除注射剂和中药饮片外几乎包括中西药的所有制剂和原料。该项检查成为药典品种适用最多的检查项目,占当前地市级药品检验所生测室业务工作量的80%以上。在这项检查中,有大量的业务技术需要我们进一步研究,改进试验条件,使数据准确,探讨快速检测的新方法。药包材的检查,国家药监局已经发布试行标准,业务范围将更加扩大,这是我们进一步做好工作,努力探讨研究的新领域。 药品生物测定在中药开发中的作用 我国是中药王国,2000年版中国药典一部共收载920种,其中中成药398种。有含量测定的157种,仅占总数的17%,中药成分多,杂质和干扰物质很多。复方制剂,尤其大复方制剂专属性的检出处方中所含药材很困难,有大量的研究工作需要做。中成药中的杂质如重金属、残留农药等达到一定水平会产生毒副作用,影响药物安全性〔7〕。要让中药制剂打进国际市场,我们在检查类的控制项目和含量类的方法探讨方面有大量工作要做,生物测定可以在毒理、药理方面进行研究、探讨,逐步完善质量控制标准,提高制剂质量发挥更大的作用。 新药研制开发与安全性评价 新药研制开发是多学科合作的系统工程。在获得一个具有生物活性的化合物后,研究开发组织者要在生物医学领域进行药物评价研究,首先必须组织药理学、毒理学、病理学、兽医学、遗传学、生物化学、药代动力学方面的专家进行合作研究,按药物非临床研究管理规范GLP进行管理。组织药理、毒理(包括一般毒理和特殊毒理)、病理、药代动力学和毒代动力学、药物分析、临床化学、实验动物、生物统计、质量保证等部门有关人员进行讨论,分阶段做出评价〔8〕。生测在这方面可以参加开发研究或进行技术指导。 药物动力学研究,通常需要从动物体液或组织器官匀浆中分离、鉴定和检测代谢后的原粉及其他代谢产物。但是,将服药动物按指定时间间隔处死,测定随时间变化的血药浓度,不仅动物用量大,而且常因动物个体差异无法得到可靠结果,也无法在同一动物重复实验确证。处死动物的代谢产物也只能反映被处死时的结果,无法了解药物代谢的全过程。有学者报道,采用微透析取样技术,可在活的动物不同部位重复取样,用微柱液相色谱〔9〕或毛细管电泳〔10〕进行分析,测定药物的吸收、分布、代谢和排泄情况〔11〕。 自动进取样装置和计算机工作站应用于药理实验的探讨,使药品生物测定趋向微量、灵敏、专属、简便、快速和自动化的方向发展。 综上所述,药品生物测定是药物分析的重要组成部分,是不可缺的检测专业,现代仪器的大量使用,不仅不会影响其发展,而是如虎添翼,让药品生物测定展示出新的前景。 〔参考文献〕 1 倪坤义,田颂九,丁丽霞.21世纪药物分析学的发展趋势.中国药学杂志,2000,35(12):798. 2 张治锬.抗生素药品检验.北京:人民卫生出版社,1991,12-20. 3 田颂九,丁丽霞,田洁.国内外药典中质量标准的发展趋势简述.中国药学杂志,1999,34(11):781. 4 吴伟洪.鲎与鲎试验法论文汇编(三).厦门鲎试剂厂,1996,18. 5 施新猷.医学实验动物学.西安:陕西科学技术出版社,1989,32. 6 马绪荣,苏德模.药品微生物学检验手册.北京:科学出版社,2000,59. 7 李真,龚培力,曾繁典.药物杂质及其对安全性的影响.中国临床药学杂志,2001,17(6):452. 8 刘昌孝.美国新药研究开展与药物安全性评价研究概况.中国药学杂志,1999,34(11):785. 9 Chen AQ,Lunte sampling coupled on-line to fast microbore liquid Chromatogr,1995,691(1-2):29. 10 Qanson electrophoresis and microdialysis:current technology and Chromatogr B,1997,697:89. 11 Yang H,Wang Q,Elmquist WF,et desin and validation of a novel intravenous microdialysis probe:application to fluconazole pharmacokinetics in the freelymoving rat Res,1997,14

这个在药物化学上应该有相关的文献资料的

生物医药产业近年来引起世界各国的高度重视,我国也把生物医药产业作为重点发展的支柱性产业,从政策和规划上积极进行扶持。下面是我为大家整理的生物医药论文,供大家参考。

合成生物学在医药中的应用

生物医药论文摘要

摘 要:合成生物学是在项目学理论的带领下,对天然生物体系从头开展策划以及整改。并且策划同时制造新的生物部件、模式以及体系的全新科目。合成生物学是自然科目前进到一定程度形成的新学科,同时在医药方面已获取了明显的成就。 文章 综合讲述了在项目细胞使用合成生物科目方式研究出了能够抵抗疟病的治理药物的前身青蒿二烯,抵抗癌症的药物前身紫杉二烯,还有脂肪醇、酸以及高级醇的生成方式等探索进步。除此之外,有的关键的合成生物学有关 措施 ,在很大程度上加快了项目细胞的重新组合以及演化,为建筑运用于制造范畴的新效用细胞供应便利适用的东西。

生物医药论文内容

关键词:合成生物学;基因模块;医药

引言

最近几年,合成生物学发展的速度有了很大程度的提升,慢慢的造就了特征明显的探索实质以及运用范畴。其探索实施关键包含:(1)新生物原件、构件以及体系的策划和建筑。(2)对现在拥有的、自然的生物体系开展从新策划。二零零九年美国医学部门的带领下组建了一支由十二支社会各界学士构成的IDR小组,研究合成生物科目的前进朝向以及多科目交叉状况。认为合成生物科目是集电脑、物理、工程以及生物等科目一起进行研究交叉的科目,能够经过重组生物运用在环境、药物、民众健康、资源等部分。

合成生物科目是项目学以及生物科目一起前进到一定程度形成的。人类基因体和很多形式的生物基因体测定未知序列的完成,还有很多的后基因体作业,促进累计的生物学资料出现了天文级。但是,现在拥有的资料挖掘当时依旧限制于对生命特征的深层探索,很难对生命的内在工作样式开展探索分析。合成生物科目就在这种环境下形成,经过从下到上的建筑生命行为,按照其独具的角度解释生命,为理性策划以及革新生命供应了基础。最近几年,基因体测定未知序列以及合成单位已经在全球范畴内普遍建立,供应品质优、价格低的服务。优异的基因体测定未知序列以及合成措施推动合成生物科目策划新生命组合以及建筑功效细胞更简单。

最关键的是,人类身体健康情况、资源、条件等范畴的巨大需要也推动着合成生物科目的快速前进。把基因部件按照项目的需求,有机从新组建整合在一起,就出现了效用基因模式。在加上对现在已经拥有的生物网络的使用,并且引进新的效用基因模式,表明天然细胞不可以合成的物品,在合成部分已经有了很大程度的前进。现在我们解析一下在药物范畴内使用的合成生物科目

1 青蒿二烯的生物合成

杰伊?科斯林在项目细胞中制造出抵抗疟疾的前身青蒿二烯的探索作业实在经典。在产生青蒿二烯合成方式的重要新基因资料后,科斯林团队在二零零三年在大肠杆菌中胜利的研究出了制造青蒿二烯的另一种方式。这种合成方式划分为两种形式。第一种形式是在Acetyl-CoA为出发点,通过甲瓦龙酸来制造IPP。这就摆脱了大肠杆菌本来的G3P以及乙酰甲酸为前身制造的异戊二烯焦磷酸方式,能够使细胞代谢经过新方式形成异戊二烯焦磷酸分子,为下游制造方式供应足够多的底物分子。第二个形式就是从C5的异戊二烯焦磷酸为出发点,通过异戊二烯链拉长方式形成C15的FPP,最后在ADS酶的功用下制造青蒿二烯,最高形成量能够达到一百二十二毫克每升。上下游模式都是来源于真核生物中的代谢方式,把其密码改善同时从新构筑在原核生物大肠杆菌内,同时胜利制造想要得到的物品,开拓了制造生物的新方式。

2006年,Keasling小组又以酵母菌为宿主,通过对内源的乙酰辅酶A到FPP途径的关键基因进行上调或下调,同时引入基因优化过的外源模块,成功实现了产物青蒿二烯产量的稳步提高。对内源基因上调的方式有两种,其一是增加基因拷贝数,如tHMGR酶的基因,其二是通过转录因子来上调基因表达量,如ERG系列的基因。对内源基因的下调则是采用基因敲除的 方法 。通过对合成路径涉及基因的一系列微调,使产量达到153mg?L-1,是以往报道的二烯类分子产量的500倍。

在此基础上,研究小组又设计了人工蛋白支架(synthetic protein scaffolds),对大肠杆菌内已构建的上游模块:从乙酰辅酶A到甲羟戊酸的合成途径进行了优化。三个反应酶AtoB,HMGS,tHMGR通过蛋白支架以不同分子数比例捆绑在一起发挥作用,解决了中间代谢物积累造成的合成效率降低以及对宿主的毒副作用问题。具体机理是将高等动物细胞中的配体受体作用关系引入到大肠杆菌中,将配体分子的基因序列与模块中的反应酶基因融合表达,从而将受体分子以不同分子数连成一串,构成柔性支架。由于脚手架内各个受体分子间由一定长度的多肽连接,就避免了因多个配体受体结合造成的空间位阻问题。在反复实验与调试后,研究小组发现三个酶分子以1:2:2的比例连在一起作用效果最强,产量达初始值的77倍,约5mmol?I-1(740mg?L-1)。

随着后期工业化发酵,研究小组又发现来自酵母的外源基因HMGS和tHMGR表达的酶不足以平衡外源代谢流,成为瓶颈反应。他们以金黄葡萄菌中的相关酶基因进行替换后,青蒿二烯产量立刻增加一倍。通过与工业发酵过程优化的结合,作为工业产品的青蒿二烯最终产量高达。合成生物学成功用于重要药物的合成,引起了广泛关注。

2 紫杉二烯的生物合成

Gregory Stephanopoulos的科研组织在二零一零年时在大肠杆菌中胜利完成了抵抗癌症药物的前身紫杉二烯物质的合成。这是在这个科研小组在萜类生物代谢方法和大肠杆菌细胞细微调节的长时间探索中获取的成效。科学组织把内在的过氧化二碳酸二异丙酯合成方式定位上游模式,把之后合成紫杉二烯的方式定位成下游模式,其作业也关键聚合在怎样对上下游模式开展微调。因为假如只顾上游,肯定会导致中间代谢物的消耗,并且形成中间障碍;但是如果下游经过量太多就会浪费很多的酶分子,增加了细胞表述负荷。

研究小组采用改变质粒拷贝数和启动子强度的方法对上下游通量的比例进行了微调。通过对已有文献的整合以及自己的测试工作,研究小组确定了三种质粒pSCl01,p15A,pBR322的拷贝数分别urNorphadicnc为5,10,20,而整合入基因组中的基因拷贝数相当于1。三种启动子Trc,T5,T7的相对强度分别为1,2,5。通过这几种质粒和启动子的组合,使上下游模块的通量比例发生变化,再检铡含有不同通量比例的细胞内的产物产量。在此过程中,模块内部基因是单顺反子还是多顺反子表达形式也影响产量变化,即多个基因是在一个启动子后表达还是在各自的启动子后表达。经过一系列微调与组合后,具有最优性状的菌株目标产物的产量高达(1020±80)mg?L-1,实现了对碳代谢流的高效利用和协调。同时,通过蛋白质工程的手段对细胞色素P450氧化还原酶进行改造,在工程菌中首次成功异源表达。

3 展望

合成生物科目根据项目学原理为指引,对现在拥有的、天然具备的生物体系从头策划以及整改,并且全力对策划合成出新的生物部件、模式以及体系努力。特别在使用部分,合成生物科目建筑的人工生物体系能够在制成关键生物品种、呵护人类身体等部分有主要的前进空间。现在合成生物科目的探索成就主要使用在医学方面,将来在别的行业范畴内也肯定会有引人注目的成就出现。总而言之,合成生物科目拥有普遍的运用前提以及强有力的措施撑持。

我国生物医药产业发展研究

生物医药论文摘要

【摘要】生物医药产业是由生物技术产业与医药产业共同组成。本文分析了当前国内外生物医药产业发展状况,分析医药产业发展中存在的问题,并且着重调查生物医药产业发展的基础及发展中存在的不足,寻找对策,在生物医药产业发展的过程中实现“四个化”,促进生物医药产业快速稳步地发展。

生物医药论文内容

【关键词】生物医药发展对策

一、国内生物医药产业发展现状

1986 年我国正式实施“863 计划”,生物技术被列为包括航空航天、信息技术等7 个高技术领域之首。政府在生物技术的研发和产业化发展的过程中给予了一定的优惠和扶持;国内各大企业为生物技术产业投入了大量资金;我国金融界也积极参与生物技术产业的发展,许多有实力的公司进行了生物技术开发,并且从金融市场融资从事生物技术研究和产业化。目前全球正处于生物医药技术大规模产业化的开始阶段,预计2020年后将进入快速发展期,并逐步成为世界经济的主导产业之一。

1、产业政策倾力扶持,高度重视生物医药产业发展

我国政府把生物医药产业作为21世纪优先发展的战略性产业,加大对生物医药产业的政策扶持与资金投入。“十五”规划明确提出“十五” 期间医药的发展重点在于生物制药、中药现代化等。国家对生物医药产品的开发、生产和销售制订了一系列扶持政策,包括对生物制药企业实行多方面税收优惠、延长产品保护期和提供研发资金支持等。同时, 国家为加强行业管理,对生物医药产品的研制和生产采取严格的审批程序,并针对重复建设严重这一情况,对部分生物医药产品的项目审批采取了限制家数的措施,以确保新药的市场独占权和合理的利润回报,鼓励新药的研制。2007年国家发改委公布了《生物产业发展“十一五” 规划》,该《规划》在组织领导、产业技术创新体系、人才队伍、投入、税收优惠政策、市场环境等方面制定了相关政策措施保障生物产业的快速发展, 因而对生物医药产业的发展意义重大。

2、生物医药产业化进程明显加快,投资规模与市场规模迅速扩张

自20世纪80年代中期以来,在国家以及地方各级政府政策的大力支持下,生物医药产业在我国蓬勃发展,国家经贸委的有关资料显示:1998年以前,我国对生物医药技术开发的总投资累计约为40亿元,自1999年开始,国家明显加大了对生物医药的投入力度,平均每年达20亿元左右,2003年这一投入达到60亿元,极大地促进了生物医药产业的发展。在生物医药产业相关优惠政策的作用下,国内一些生物医药企业通过自有资金和银行贷款两种 渠道 获得了大量的资金,用于研发新产品。目前我国从事生物技术产业和相关产品研发的公司、大学和科研院所达600余家,其中注册的生物医药公司有200余家,具备生产能力的有60余家(其中的48家已取得生产基因工程药物试产或生产批文)。

3、初步形成了以上海张江,北京中关村等为代表的医药产业集群

在生物技术产业迅猛发展的浪潮推动下,经过多年的发展和市场竞争,加上政府不失时机地加以引导,我国生物技术、人才、资金密集的区域,已逐步形成了生物医药产业聚集区,由此形成了比较完善的生物医药产业链和产业集群。如由罗氏、葛兰素一史克、先锋药业等40多个国内外一流药厂组成的侧重于基因研究,化合物筛选和新药开发的张江药谷产业集群;拥有诺和诺德制药公司和8个生物科技国家863项目的北京中关村生命科学园区;侧重于生物制药、特别是遗传工程药学的深圳生命科学园区等。这些产业集群聚集了包括生物公司、研究、技术转移中心、银行、投资、服务等在内的大量机构,初步形成了产业群体(药厂),研究开发、孵化创新、 教育 培训、专业服务、风险投资6个模块组成的良好的创新创业环境,对扩大生物医药产业规模、增强产业竞争力作出了重要贡献。

二、国内生物医药产业存在问题

1、投资模式不利于生物制药产业的发展

国际医药产业巨大的经济效益来源于创新,发达国家现代生物医药产业都拥有自己实力雄厚的研究机构,通常每年投入的经费占全部销售额的10%一20%,而美国每年用于研究开发生物药品的投人占总投资额的 60%~70%。每个大型医药公司都有自己“拳头产品”,单个产品的年销售额就可达十亿至几十亿多元。公司拥有这些产品的知识产权,国家给予专利保护,产占可以在10 年或更长时间内独占市场,一个产品就可赢得丰厚的利润,再从利润中拿出巨额资金投入研究开发新的具有知识产权的创新药物,周而复始形成良性循环。

从美国生物制药发展模式来看,技术力量雄厚的专家型小生物技术公司进行技术开发与创新,大制药公司通过战略联盟实现生物技术的产业化,风险投资为生物技术开发提供资金支持,这三种力量的有机结合是生物制药产业良性发展的关键。而从目前我国生物制药产业模式来看,主要通过购买技术实现生产,风险投资机制不足且资金太少,另外技术创新力量薄弱。因此,生物技术产业很难形成气候。

我国的医药企业规模小而分散,大多不具备技术开发与创新能力,生产的产品基本是引起仿制产品,重复开发投资现象也非常严重,恶性性竟争必然带来效益低下的状况。我国药品进口额呈逐年上升趋势,三资企业产品销售额也在逐年增长,一份国外研究 报告 中指出:“如果政府不干预,中国的医药市场将在5 年内完全被国际医药大公司操纵。”

2、低水平重复研究、重复建设严重,市场竞争非常激烈

生物技术产品的广阔前景和丰厚收益吸引了国内众多企业加人开发,但其中多数是仿制国外的,品种少,厂家多,在同一水平上重复建设投资。例如,研制rhuG—CSF 的就有18 家公司。据统计,仅1996-1998年,获卫生部新药批准文号的厂家,重组人白介素一2(l—2)的有10 家,重组人促红细胞生成素(EPO)的有10 多家。如此势必造成资源浪费、竟相压价、市场混乱的局面。更由于一些企业缺少产品 市场调查 分析,造成大量产品堆积,以致投资价格很高的成套流水线设备利用率很低,有的年使用率低于一个月。价格战反过来造成产品质量下降,假劣产品充斥市场。消费者对国产生物技术产品信任度低,而宁愿使用昂贵的国外进口制品。

3、科研和产业脱节现象仍较为严重

在我国科研单位研究目的是为跟进国际先进科技的发展,研究方向过多集中于对几个热门品种上游技术的开发,而能够实现产业化的项目很少,在国外,科研成果完成后,落到企业的研发中心进行进一步孵化,形成技术工艺后再规模化生产,在我国两者严重脱节。缺少有科学头脑的企业家和有技术开发能力的企业将研究成果转变为生产,大大阻碍了产业化发展。

4、开拓市场能力低

由于产品生产工艺水平和经营手段落后,国内市场将面临进口药品的冲击。具体表现为:一是对国外市场开拓不够,许多企业的市场定位不准;二是开发市场的投入量不足;三是生物药品良好的临床效果虽得到医务人员和患者的肯定,但其售价相对偏高,消费能力不足。因此,我国需要进一步加大对生物制药产业的资金与投术投人,并深化科研成果产业化的机制改革,在这一过程中,尤其要发挥资本市场和凤险投资公司的积极作用。

三、加快我国生物医药产业发展的对策建议

我国生物技术药物的研究和开发起步较晚,直到20世纪70年代初才开始将DNA重组技术应用到医学上,但国家高度重视生物产业发展把生物技术产业作为21世纪优先发展的战略性产业,加大对生物医药产业的政策扶持与资金投入。2006年国务院出台的《国家中长期科学和技术发展纲要(2006一2020年)》指出,未来15年,中国要在生物技术领域部署一批前沿技术,包括靶标发现技术、动植物品种与药物分子设计、基因操作和蛋白质工程、基于干细胞的人体组织工程和新一代工业生物技术等。这一部署无疑为中国生物制药的发展指明了方向。一位参与“十二五”医药产业专项规划的专家组成员透露:在正在制定的专项规划中,生物医药产业和产业升级将成为未来3年发展的重点方向。专项规划把生物医药产业发展和产业升级作为“十二五”医药产业的重点,要求追踪生物医药前沿技术,占领生物医药产业制高点。

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抗抑郁药物的现状和研究进展论文

具有良好的发展前景。实现以较低的经济费用而达到良好治疗效果的目的。抗抑郁药物的研究进展的研究目的以药物治疗、精神疗法、社会疗法和行为疗法结合起来治疗,而药物治疗在其中又是一个极为重要的环节。抗抑郁药主要用于治疗以情绪抑郁为突出症状的精神性疾病。传统的抗抑郁药主要是以单胺类神经递质为靶点,但该类药物显效慢无法满足临床治疗需求。

附录应该包含关于抗抑郁药物的研究的有用的信息,以及论文的背景。首先,应收集并分析有关抗抑郁药物的研究的所有相关文献,包括期刊文献、书籍、期刊文章和会议记录。其次,可以收集有关抗抑郁药物的研究的最新研究进展,包括有关抗抑郁药物的最新药物发现、新的临床试验和新的抗抑郁药物治疗方案。此外,可以收集有关抗抑郁药物的研究的最新研究结果,包括抗抑郁药物治疗的效果、安全性和效率。最后,应在附录中收集有关抗抑郁药物的研究的综述,包括过去抗抑郁药物研究的总结与评价,当前抗抑郁药物研究的现状,以及未来抗抑郁药物研究的发展趋势。此外,还可以对抗抑郁药物研究的未来发展提出建议。

钛合金研究现状及展望论文

摘 要:自剑桥大学D J Fray等人发表以TiO2直接电解提取钛(即FFC法)的论文后,研究由氧化物直接电解制取钛成为热潮。根据国内外已发表的相关研究论文,结合相关的研究成果,对电解法制取钛的研究进展进行简要总结。 关键词:FFC法;OS法;USTB法;EMR/MSE法;PRP工艺 引言 钛具有密度小、比强度大(强度与密度之比)、耐腐蚀、无毒、温度适应范围广的优良性质,而且钛矿藏储量丰富,地壳中钛的含量约为,在结构金属中居第四位,仅次于铝、铁、镁,它是当代最具技术魅力的金属材料。但钛与氧的亲和力较强,两者之间不仅会生成化合物,而且还能形成多种固溶体。当钛中的氧、氮的含量只为百分之几时,即足以使钛合金变脆,所以工业中对钛的纯度要求很高,导致制备钛的工艺比较复杂,如何在现有技术的基础上发展一种提取钛的经济有效的方法成了国内外专家关注的焦点 1 FFC 法的研究进展 FFC法简介 英国剑桥大学科学家Fray等人提出了熔融盐电解TiO2制备金属钛的FFC法[1]。方法一经提出便引起世界钛冶金科研工作者的广泛关注[2]。FFC 方法采用直接电化学还原,在无水CaCl2融盐中电解TiO2得到海绵钛,此方法已在实验室取得成功。FFC法有着成本低、产品质量高、周期短应用范围广等特点,是一种清洁的绿色生产工艺。 FFC法工艺过程 FFC法具体工艺过程是:将TiO2粉末压制成形,烧结后作为融盐电解槽阴极,石墨作阳极,以CaCl2融盐作为电解质,置于钛或石墨坩埚中,在800℃~1000℃下进行电解,所加电压为~,当电流通过时,阴极TiO2电离出氧离子,发生还原反应;而在阳极上,发生氧化反应,氧元素与碳结合生成CO2在阳极区放出,金属钛则留在阴极,从而得到的金属钛,其组织结构与镁热法生产的粒状、多孔的海绵钛一样,整个工艺过程中不存在液态钛或离子态钛。 电解反应如下: 阴极还原反应:TiO2+4e=Ti+2O2- 阳极氧化反应:2O2--4e=O2 总反应:TiO2=Ti+O2 电解简图如图1 所示: FFC法的优点: (1)工艺过程简单。原料和设备不需要什么特殊要求,流程短易操作。传统方法生产Ti时需要进行真空精练才能得到纯Ti;而采用FFC法生产,可以直接得到纯净的Ti,甚至用它可以直接生产出半成品的Ti产品[3],缩短了生产周期。 (2)反应温度低,一般在800~1000℃。表1列出了一些金属单质和合金的传统制备方法[4],这些方法大部分需要反应物在熔融态开始反应,其反应需要的温度较高。这不仅需要消耗很多的能量,而且高温对设备的要求也很严格,生产成本也会增加。 表1一些金属或合金的传统制备方法 合金应用传统制备方法 Nb3Sn,NbTi超导体熔融法,粉末冶金法 Nd-Fe-B,Sm-Co永磁体熔融法,粉末冶金法 Al,Mg,Be,Ni,Co结构合金熔融法 Ti,Ta,Co医学熔融法,粉末冶金法 Pt,Pd催化剂熔融法 (3)产物纯度高、杂质含量低,产品的形貌和粒度颗粒大小可以控制。如果能控制好电解时的工作电压以及电解时间,就可以使产物的氧含量降到很低,得到产品需要的形貌和颗粒大小。如FFC法制备的Ti产物氧含量仅为:200×10-6[5]。FFC法生产过程中可能污染产物的只有电解质熔盐CaCl2和NaCl,经过水洗可以将熔盐溶掉。 (4)生产成本低,原料易得,电解质廉价。电解所需要的CaCl2和NaCl熔盐廉价易得,而该工艺一般反应的温度低,也是降低成本的一个方面。而且该工艺可以省去铸造、机械加工等昂贵的加工工程,因此可以节省大量的生产成本。据报道,采用FFC法生产钛,其成本可以降低到仅为Kroll法的1 /2[3,6,7~9]。 (5)FFC法可以用于制备其它方法难以生产的金属或合金,如TiNi记忆形状合金。生产这种合金由于原料成分的配比和合金密度很难控制,不易生产。如果采用FFC法则简单多了,只要在制作阴极片时根据所需合金成分来配比原料中TiO2和NiO2的量,通过电解就可以获得事先要求成分的合金。又如W-Al合金,由于钨的熔点高于铝的沸点,所以采用传统方法制备极其困难,而利用FFC法制备这种合金就会变得很简单。 (6)FFC法被称为绿色环保工艺,而且可以实现连续化生产,不像Kroll法制备金属钛过程中出现的Cl2和TiCl4这些强腐蚀性的化学物质,是一种绿色环保工艺。 FFC法目前还存在一些需要解决的问题: (1)FFC法的电解脱氧机理还不是非常清楚,而且电解过程中的热力学和动力学问题需要进一步研究。要探讨影响电解工艺条件,以及在电解过程中如何控制这些条件使产物达到设计的要求。 (2)FFC法的电解脱氧过程效率很低,如采用FFC法电解一个几克的Nb2O5阴极片需要48h才能使其残余氧含量降低到3000×10-6[10]。如果进行较大规模的电解生产,要使产品中的氧含量降至较低的值,可能就需要更长的时间。所以如何提高电解效率,缩短电解时间是一个关键技术。 (3)在合金制备过程中,还有许多问题需要解决,比如合金中不同金属的脱氧、金属合金化,以及合金成分的均匀化等问题还需要进一步的研究。 (4)最关键的一点就是解决扩大化生产中遇到的问题。虽然工艺比较简单,设备操作方便,但是针对大规模生产能否重现实验室中理想的结果,以及如何生产出合格的产品,还需要更多的资金和人力去研究探索。 2 OS法 OS法简介 针对FFC法,日本Kyoto大学的One和Suzuki在2002年钛协会年会上首次提出了OS法[11]。其实质仍为CaCl2熔盐电解,是一种在CaCl2熔盐中钙热还原TiO2的工艺。 OS法工艺过程 其主要反应过程如下:在900℃时,CaCl2可以分别溶解摩尔分数为和20%的Ca和CaO。当电解电压在CaO分解电压(CaO在CaCl2中的电解电压只有 V )以上并在CaCl2分解电压(CaCl2的电解电压为 V)以下时,Ca2+在阴极被还原为金属Ca,阳极相应产生O2。如果阴极掺入了TiO2颗粒,将会得到含氧量很低的金属Ti。其电极反应为: 阴极反应:Ca2++2e→Ca 阳极反应:C+2O2-→CO2+4e 总反应:TiO2+2Ca→Ti+2O2-+2Ca2+ 据称,此方法可大幅度降低生产成本,并用来生产钛粉,与FFC工艺有相似的优缺点。其实验简图如图2 所示。 3 USTB工艺 USTB工艺介绍 由北京科技大学(USTB)研究团队提出的可溶阳极熔融盐电解的方式(USTB新型清洁钛提取技术)较好地解决了产品质量、稳定运行和规模扩大的问题(授权专利号:)。这种新型清洁钛提取冶炼新工艺以二氧化钛和碳为原料在1500 ℃左右的温度下碳热还原制备出导电性良好的碳氧化钛(TiCxOy)[13],并以此为阳极在400~1000℃的熔盐体系中电解,阴极上得到的碳和氧含量均低于5×10-4的金属钛(图3) 该方法主要分为TiC·TiO 固溶体的制备与TiC·TiO 固溶体的熔融盐电解制备金属钛两个过程。可溶性固溶体的制备TiO2与C粉或TiO2与TiC按摩尔质量比为1:2充分混合后,在2940~9800N/cm2的压力下压制成型,然后在1273~1673K 温度下真空烧结4h制得[14-15]。电解过程以烧结成型固溶体为阳极,碳钢棒为阴极,NaCl-KCl 共熔盐为电解质,在1073K温度下电解制取金属钛。其反应过程如下: 阳极反应:TiC·TiO→2Ti2++CO+4e 阴极反应:Ti2++2e→Ti USTB新型钛提取技术优势 (1)碳热还原工艺简单,还原效率高,以钛物料和碳质还原剂为原料能够实现低成本制备TiCxOy; (2)原料适应性好,钛物料可为各类氧化钛、富钛料及复合矿; (3)TiCxOy为阳极材料,电解过程中碳、氧结合为气体从阳极界面释放,无阳极泥产生,残极回收率高; (4)原料和产品分别在阳极和阴极,可以通过更换电极实现连续化生产。通过USTB新型清洁钛提取技术有望将金属钛的生产成本降低到现行工业化方法(Kroll法)的60%左右,被冶金业内研究者认为是最有希望实现工业化生产金属钛的新方法。 4 EMR/MSE法 EMR/MSE法简介 EMR/MSE 法是EMR 与MSE 法的联合方法[16]。IIPark 等人[17]为了降低还原产物中杂质的含量,研究出了EMR法;Suzuki在OS法基础上提出制取金属钙的MSE法。 EMR/MSE法工艺过程 EMR/MSE法是将盛有TiO2粉末或成型体的不锈钢容器沉浸在熔融CaCl2中,采用钙镍液态合金由EMR法制取金属钛,并通过MSE法电解溶解在熔盐中的副产物Ca2+再次合成钙镍合金,为后续反应提供还原剂。其中分别包括还原槽(EMR)反应和电解槽(MSE)反应,在还原槽(EMR)反应中二氧化钛与钙反应生成钛;在电解槽(MSE)反应中钙离子被电解还原成金属钙,还原槽生成的氧离子转移到阳极上与碳生成碳氧化合物。EMR 法工艺流程主要包括以下几步: 1)电解实验前将作为电解质的无水CaCl2在真空装置中干燥12 h(473K); 2)1173K 时将TiO2在氩气保护气氛下电解,TiO2的还原过程主要是通过还原剂合金释放的电子来完成的; 3)还原结束后,将不锈钢容器从反应器中拿出,用蒸馏水浸泡24 h以便溶解CaCl2,实验结束后用用醋酸和盐酸过滤得到钛粉; 4)用蒸馏水、酒精和病酮漂洗,最后在真空容器中干燥,最终可得到金属钛。其电极反应为: 阴极还原反应:TiO2+4e→Ti+2O2- 阳极氧化反应:2Ca→2Ca2++4e 总反应:TiO2+2Ca→Ti+2Ca2++2O2 电解装置简图如图4 所示: EMR/MSE 法的主要特点是TiO2不与还原剂直接进行物理接触,而是通过熔融CaCl2传导还原剂释放的电子给TiO2阴极。这不仅有效控制了杂质在产物中的积累,大大提高了能量利用率,而且还实现了金属钛还原过程与还原剂钙镍合金制备过程的独立进行。与Kroll法相比,EMR/MSE 法可以在保证较低产品杂质含量的情况下实现半连续化生产金属钛粉。但是,EMR/MSE法同样面临着产物与熔盐难以分离的问题。 5 PRP工艺 PRP工艺介绍 PRP工艺是Okabe在直接气相还原TiO2粉末的基础上提出的一种预成型气相钙热还原制备金属钛的改进方法[18-19]。 实验中,首先将TiO2粉末、助焊剂(CaCl2,CaO)、粘结剂(火胶棉)按适当比例混合充分后预制成一定的形状,在1073 K下烧结成型,然后置于密闭不锈钢容器中,在1073~1273 K温度下用钙蒸气进行还原,最后产品进行酸洗和真空干燥得到金属钛。反应过程钙蒸气渗入预制体中与TiO2反应生成海绵钛与CaO。反应过程见图5 为了更好地优化PRP工艺,科研工作者进行了广泛的研究。贾金刚等人[20]通过研究得出CaCl2对钙蒸气还原TiO2发挥着不可或缺的作用,预制品中的CaCl2在高温烧结过程中有水蒸气逸出并产生气孔,从而促进钙蒸汽进入预制品与TiO2充分接触,有利于还原反应的进行。万贺利等人[21-22]通过对实验影响因素分析得出,当TiO2与CaCl2质量比为4:1、钙蒸气还原时间6 h、反应温度在1273 K时,可得到平均纯度在的钛粉。PRP工艺的优点在于可有效地控制产物的纯度与形态生产规模可灵活控制,非常适合生产粒径均匀的钛粉。采用钙蒸气还原预制品,且预制品与反应容器无物理接触,使产品杂质沉积少而且更易于分离。但是,还原剂成本较高是PRP 工艺一直未实现工业生产的主要原因。 5 结语 金属钛凭借优异的性能,使其成为可取代铁、铝的21世纪金属,但由于目前世界上普遍采用的Kroll 法存在工艺流程复杂、生产周期长、成本高等缺点,使得钛的应用受到了极大的限制。FFC剑桥法,采用TiO2直接熔融盐电解法,缩短了工艺流程,但存在生产条件苛刻和电解电流效率低的不足,还有待进行深入研究。 EMR/MSE法较OS法提高了产物纯度与能量利用率,但产物与熔盐电解质的分离仍然非常困难。PRP工艺主要缺点是还原剂成本太高,一旦能够实现还原剂的低成本生产,PRP法无疑将成为最有可能实现规模化生产的金属钛制备新工艺。USTB工艺既克服了FFC剑桥法电流效率低的缺点,又充分保证了钛的纯度,仅通过更换电极便可完成产物与熔盐电解质的分离实现连续化生产,是目前最有望实现工业化生产的钛制备工艺。目前,工艺流程短、生产成本低、生产连续化是钛生产工艺的主要发展方向,USTB工艺和PRP工艺实现了实验室条件下低成本、短流程生产,经过工业化放大试验与研究后,很有可能取代传统的Kroll法,实现金属钛制备技术的跨越式发展。参考文献 [1] Chen G Z ,FrayD J , Farthing T W. Direct electrochemical reduction of titanium dioxide totitanium in molten calcium chloride [J] . Nature , 2000 , 407 : 361-364 . [2] 刘喜波,罗志涛,高贵华,等.熔盐电解法. [3] 陈远望.英美联合推进FFC———剑桥法的工业化生产.世界有色金属, 2003 , 12:57 . [4] Fenn Andrew J , Cooley Graham,et the FFCCambridge Mater Proce , 2004 , 162(2):51 . [5] 刘美凤,郭占成.金属钛制备方法的新进展.中国有色金属学报, 2003 , 13 (5) :1238. [6] 苏鸿英.世界钛工业简介.世界有色金属, 2004 , 7:46 . [7] 高敬,郭琦.降低钛生产成本的工艺———电解法.稀有金属, 2002 , 26 (6) : 483. [8] 高敬,屈乃琴.海面钛生产工艺概述.钢铁钒钛, 2002 , 23 (3) : 44. [9] 杨遇春.钛材降低成本的途径.宇航材料工艺, 2004 , 1:23 . [10] 刘永忠,郭有仪,郁永章.冷冻干燥过程的计算模型及其应用.西安交通大学学报, 1999 , 33 (12): 61 . [11] 韩庆文等.降低制备金属钛成本概要[J].稀有金属快报, 2004 , 23 (8) : 7 . [12] 韩庆文等.降低制备金属钛成本概要[J].稀有金属快报, 2004 , 23 (8) : 7. [13] 龙翔,李保金,汪云华,等.熔盐电解TiO2制取钛金属工艺研究进展[J] . 材料导报,2013 (S2) :78-82. [14] Jiao S , Zhu H . Novel metallurgical process fortitanium production [J]. Journal of Materials Research , 2006 , 21 (9) :2172-2175 . [15] Jiao S , Zhu H . Electrolysis of Ti2CO solidsolution prepared by TiC and TiO2[J]. 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很好写的 给你几条例子: 青铜时代,主要是夏商周春秋时代。青铜可塑性差,密度比铁大,器具笨重,兵器不容易锋利,要加入很多其他的金属比如锡、锌和铅来增加可塑性,工艺非常负责,只有有钱人才能用,所以不便推广。很少用于农具(农奴木有钱的)。铁器时代,主要从战国开始,一开始还不是很多,因为铁矿石比青铜难冶炼,铁的熔点比铜高很多。而且高温下比铜更容易氧化。要求的炉温更高。工艺更复杂,但是技术成熟以后逐渐取代铜器。后来发现铁的硬度和含碳量,冷却时间有关,比较容易控制。可塑性高。缺点是容易生锈。但是已经开始逐渐应用在农具上了。大大的提高的生产力。粮食充足了社会就发展的更快了。有更多的人可以不用种地来从事脑力,文艺方面的工作。然后就是现代,以各种合金为主。比如钢,是加了铬或者锰的铁合金,还有铝合金又轻又不容易生锈。钛合金硬度高,密度小,不易生锈......防腐主要有涂漆和电镀等等方法,在铁表面弄上一层保护膜,或者用更活泼的金属比如锌和铁连在一起,在船上一般用这个方法,这样海水就会先腐蚀锌,从而把铁保护起来,这个是原电池的方法。回收现在一般最有价值的就是铝,因为从铝矿里炼铝很难,要先加热到3000多度的高温把矿石融化再用超多的电流电解生产纯铝,非常消耗能量。所以如果回收起来的话会节省很多能量,比其他金属回收的价值更高.....剩下的你自己发挥发挥就出来了

钛合金TC4材料的组成为Ti-6Al-4V,属于(α+β)型钛合金,具有良好的综合力学机械性能。

TC4的强度sb=,密度g=,比强度sb/g=,而合金钢的比强度sb/g小于18。 钛合金热导率低。 钛合金的热导率为铁的1/5、铝的1/10,TC4的热导率l=·K。

应用于航空、航天、汽车、造船、能源等行业。

扩展资料:

TC4钛合金是应用最广泛的钛合金之一,它的强度高,耐蚀性好,但国内外无缝钛管市场上很难见到TC4材质的无缝钛管。TC4钛材主要以板材为主,市场上的TC4管材以热挤压或斜穿孔等方法生产的高强度厚壁管为主。

造成这种现状的主要原因是TC4钛合金的强度高,冷轧成形难度大。为解决TC4无缝管冷轧成形的关键技术,校企联合进行了系列研究。如采用直接冷轧成形工艺生产高强度钛合金管材,不仅大大降低生产成本,同时可满足对钛合金高性能应用场合的要求。

参考资料来源:百度百科-TC4

针对钛合金材料的难加工性,以及大飞机制造中钛合金整体结构件尺寸大、结构复杂、变形大等工艺难题,对钛合金整体结构件加工技术的研究现状、存在的问题及发展趋势进行了系统分析.阐述了钛合金加工对刀具材料、结构、微刃处理等关键刀具技术的要求及发展趋势;论述了钛合金整体结构件加工过程中应着重加强的工艺理论研究,主要包括走刀方式与走刀路径、基于切削稳定性工艺的参数优化、变形控制、变形校正等,〖JP2〗还对工艺参数与表面质量完整性的关系进行了分析,以期为钛合金整体结构件高效高精度加工的理论研究和工程实践提供指导.

减肥类药品的研究现状论文

科学减肥指的是用科学的方法来减肥。

早上吃的营养点,中午吃的丰富点,晚上少吃或只吃水果和蔬菜。每周坚持运动5、6次,每次最少40分钟,例如:慢跑、健身操、跳绳、快走、瑜珈。一定要注意制定科学减肥计划,包括:药物调理计划、饮食计划、锻炼计划和时间计划等。

科学家研究发现,同样吃某些食物,有的女性越吃越胖,另外的却体重适中,原因自然很多,但与食物搭配是否科学合理不无关系。

运动减肥

运动尤其是有氧运动是最有效、最健康的减肥方法。它是一项以有氧代谢为主的耐力性运动,提高人体新陈代谢,可以促进能量的消耗,避免机体能量过剩而转化为脂肪积聚,同时也可以使机体已积聚的脂肪得以分解。

有氧运动包括慢跑、步行、游泳、爬山、健身操、练瑜伽和打太极拳等。最好一次持续做完,保证每天累计40分钟以上,中间可以停止,且每次运动总消耗热量须达300千卡,通常这种运动量会造成心跳加快 ,或流汗的程度,平时建议可以结合决乌汤这类组方茶可起到较好的辅助减肥效果。

你好,现在因为好多女孩子为了好看都在用减肥药,但是我感觉还是比较自然一点的好。

制药工程可以写药物研发或者药物检测方面的,之前也是不懂,还是学长介绍的雅文网,写的《我国罕见病药品可及性评价指标体系的构建与影响因素分析》,非常靠谱的说促进我国创新药研发关键技术要素的探讨新法规下仿制药研发中几个关键问题的思考提高创新药研发效率的方法探讨无公害渔药研发面临的问题和急需研究的课题仿制药研发项目中的质量控制美国与欧盟孤儿药研发上市管理制度及对我国的启示仿制药研发中有关物质研究思路之我见浅谈我国仿制药研发与评价面临的理念挑战新版《药品注册管理办法》的实施对仿制药研发与技术评价要求的初步考虑中国各个省区生物药研发创新竞争力分析国内外孤儿药研发现状 优先出版我国创新药研发现状与对策欧美孤儿药的研究与开发现状基于市场导向性的新药研发绩效模型研究 优先出版我国兽药发展现状、宠物药研发与管理减肥药研发:窘境背后的希望全球抗菌药研发背景概况及对加快我国抗菌药研发的思考浅析我国渔药研发、管理现状及未来发展趋势创新药研发中0期临床试验的相关问题探讨面向仿制药研发的失效专利信息需求调研分析中国罕用药产业政策研究探讨我国创新药研发中开展儿科临床试验的时间小概率的微芯对创新药研发中杂质限度确定的几点思考我国创新药研发现状与对策海洋生物药研发现状综述国外学者关于植物药研发难点的思考近5年全球在研心血管药物研发热点靶标及趋势分析化学药物药学审评策略的探讨我国植物药(中药)研究的问题与建议谈藏药研发现状及对藏医药产业发展的建议首都名中医金世元等呼吁将鲜药研发列入国家发展计划我国抗真菌药的研发进展及产销分析

一.前言我们都很清楚,肥胖已成为全球性健康问题。如果这种趋势继续发展下去,肥胖很快就会超过吸烟,成为全世界导致过早死的最大单一因素,而且还会降低人们生活质量,使医疗费用升高。据美国疾病控制与预防中心(CDC)统计,随着美国人变得越来越胖,已有1/3的成年人患上了肥胖症,还有1/3的成年人超重。《美国医学协会杂志》(JAMA)上的一项研究表明,肥胖每年都会导致16万多个“预计外”的死亡人数。逼人的形势,让我们急迫地想回答这样一个问题:多余的脂肪为何如此难以摆脱?似乎不应该这么困难。减肥的基本原理很简单:只要摄入的能量小于消耗的能量就行。但是,如果真的这么容易,肥胖就不会成为与生活方式有关的全球首要健康问题。肥胖是受生物-行为-环境因素共同影响的一种多因素疾病,病因多为以下几种:(1)脂肪摄入过多,这是促进肥胖形成的重要因素之一。脂肪摄入和消耗通过两条途径维持平衡,脂肪氧化供能和通过神经负反馈减少饮食中脂肪摄取。若摄入和消耗不能维持平衡则会促进肥胖的形成;(2)低代谢率与肥胖形成属于遗传因素,如印第安人的肥胖;(3)基因突变。与肥胖有关的基因突变和变异,包括消脂素(瘦素)基因突变、消脂素受体基因突变、β3受体基因突变、解偶联蛋白基因变异。消除肥胖的方法有饮食控制、运动疗法和药物疗法,鉴于饮食控制和运动疗法在精神和毅力上的挑战,最易被人们接受和寄予厚望的方法是服用减肥药物。二.常用减肥药减肥原理目前应用的减肥药主要分为食欲抑制药物、抑制肠道消化吸收的药物和增加能量消耗的药物三大类。1.食欲控制药通过影响神经介质的活力,降低食欲和增加饱感,从而减少食物的摄人。这类药物均作用于中枢神经系统,显示出不同程度的减肥作用,但其效果有限且个体差异较大。影响5-羟色胺(5-HT)系统药物影响5-羟色胺(5-HT)系统的药物促进5-HT释放,并抑制其再摄取,提高突触间隙5-HT的含量,从而兴奋下丘脑饱食中枢,抑制食欲。该类药物有芬氟拉明、右芬氟拉明、氟西汀、舍曲林。具有部分减轻体重的作用,但不良反应较多,短期服用有恶心、腹泻、嗜睡、口干、头痛头晕、旋转性眼震等,长期应用可引起心脏瓣膜损害、肺动脉高压等心血管病变。因此,1997年FDA决定禁止使用,已从市场撤出[1]。拟交感胺类药物促进中枢释放去甲肾上腺素和多巴胺,阻断神经末梢对去甲肾上腺素的再摄取,增加突触间隙的去甲肾上腺素和多巴胺含量,从而产生中枢交感神经系统的兴奋作用,抑制摄食中枢。该类药物有苯丙胺及其衍生物,如苯丙胺、苄甲苯丙胺、安非拉酮、右苯丙胺和苯丁胺等。减轻体重的效果确切,曾作为一类非处方的食欲抑制药得到广泛应用。不良反应较多,主要有过度兴奋致失眠、头痛头晕、心率和血压升高以及恶心、呕吐、腹泻等胃肠道反应,部分药物具有成瘾性。因此不能长期治疗使用[2,3]。混合型5-HT和去甲肾上腺素再摄取抑制剂混合型5-HT和去甲肾上腺素再摄取抑制剂同时抑制5-HT和去甲肾上腺素的再摄取,增加这些神经递质在脑中的浓度,从而抑制食欲。该类药物有吲哚类及其衍生物,如吗吲哚、环咪唑吲哚、西布曲明等。西布曲明同时可增加中枢交感传出神经的兴奋性,进而兴奋β3-肾上腺素受体,增加脂肪组织的葡萄糖利用和产热作用,从而增加能量消耗,降低体重。它成瘾性小,常见不良反应有头痛、口干、焦虑、失眠、便秘以及潜在的升血压效应等[4,5]。2.抑制肠道消化吸收的药物高脂饮食是造成肥胖的重要原因,因此,减少脂肪在胃肠道的吸收是控制体重的又一措施。脂肪酶抑制剂奥利司他是强效、专一、长效的胃肠道脂肪酶抑制剂,在胃和小肠内起作用,抑制脂肪酶,阻止脂肪分子分解成较小的、可吸收的甘油三酯,从而减少脂肪的吸收,控制体重。不良反应主要有轻微而短暂的胃肠道副作用,影响脂溶性维生素E和A的吸收,故应适当补充脂溶性维生素。其长期疗效及安全性仍有待确定[6-8]。葡萄糖苷酶抑制剂阿卡波糖在小肠中可竞争性地抑制葡萄糖苷酶,减少多糖及双糖分解生成葡萄糖,从而降低碳水化合物的吸收,具有降低餐后血糖及血浆胰岛素水平的作用,但可引起肠胀气、腹痛、腹泻等副反应[9]。3.增加能量消耗的药物中枢兴奋药能刺激脂肪氧化、增加能量消耗,且可降低食欲。但往往需要较大的剂量才能达到减肥效果。如麻黄碱、茶碱、咖啡因等。但对这类药物比较敏感的患者容易产生焦虑、兴奋、失眠等不良反应,有心绞痛性疾病的患者应慎用。肾上腺素β3受体激动药选择性的β3受体激动药,能增加白色脂肪组织的脂解作用和棕色脂肪组织的热生成作用,从而降低脂肪的贮积;能增加脂肪动员和能量消耗,而不影响血糖水平。激素类药物甲状腺激素是常见的热量产生药物,在控制饮食基础上加入甲状腺激素,可加速肥胖患者的体重下降。三..国内减肥药市场 中国肥胖人群达7000万,是成年人总数的,其中北京市区15~54岁人群中有93万人发生肥胖,全市减肥产品市场容量9亿元。21世纪的中国减肥品市场,主要可归结为保健食品类、茶类、药品类、外用类、仪器类。90年代后期开发的两个新型减肥药奥利司他、西布曲明以其确切的疗效、较小的副作用给肥胖症患者带来了福音。在我国,以盐酸西布曲明为原料的减肥药如曲美、澳曲轻等隆重上市,再次掀起减肥药销售高潮,罗氏公司的减肥新药奥利司他于2000年宣布在我国的上市也对整个减肥市场产生了巨大的影响。 国内市场上出现的减肥药物主要分为以西布曲明为原料生产的减肥药、奥利司他、中成药类及左旋肉碱类四大类。 1.以西布曲明为原料生产的减肥药 在美国,两布曲明的商品名为诺美亭,1998年在美国上市,而四川太极集团是中国最早拥有盐酸西布曲明新药证书的制药企业,历时3年开发“曲美”(盐酸西布曲明胶囊),2000年6月,“曲美”成为国家药品监督管理局批准的第一个国药准字号减肥药。此外还有南京长澳制药集团生产的盐酸西布曲明胶囊“澳曲轻”、南京药业生产的可秀、由广西桂林集琦推出的“集琦亭立”和海南三洋德林公司的产品。2.奥利司他 奥利司他的商品名为赛尼可,为罗氏公司所有,1999年在美国上市。于2000年l1月初拿剑入市中国的通行证-国家药品监督管理局进口产品许可证,并申请7年半的行政保护,2001年2月进入中国市场。3.中成药类 中成药类减肥药继续畅市。近儿年来以天然植物原料为主要成分的新型植物性减肥制剂(绿色减肥药) 在国际市场上异军突起,销售额逐年上升,形成了一股“绿色风暴”。目前市场上准字号的减肥中成药主要有NRG清赘减肥胶囊、歌迪安减肥系列、瘦身减肥精油、韩国瘦身软黄金、绿瘦及欧麦诗闪电定点瘦减肥胶囊等。中医认为肥胖发生原因与“湿、痰、虚”有关,故肥人多湿、多痰、多气虚,因此减肥中成药多从理气、排毒、发散和抑制代谢出发,除减肥外,有些还具有降血脂、防止动脉粥样硬化等作用。 4.左旋肉碱类自从一个叫“西木博士”的人在湖南卫视的《百科全说》中推出一种叫做“左旋肉碱”的东西后,这个生僻的名词,一时间风靡了大江南北。在商场里,左旋肉碱类的商品占据相当重要的位置,各类添加左旋肉碱的减肥药物多达几十种。报纸杂志上,也出现了大规模的宣传和广告。在网上搜索“左旋肉碱减肥”,获得约几百万条结果。左旋肉碱最突出的生理功能是把机体内的长链脂肪酸运入到线粒体内进行氧化变为人体所需的能量。通俗地说,左旋肉碱在脂肪的氧化过程中充当了搬运工的角色。四.减肥药之坎坷路减肥药在受到众多消费者追捧的同时,也伴随不少的争议,所以大多数减肥药的命运可谓一路坎坷,有的甚至遭到巨额索赔。额诉讼赔款。发现于上世纪30年代的Dinitrophenol(DNP),因为该药能消耗热量产热而使身体快速减重,后因为致盲和引起死亡被FDA禁止。Fen-Phen,即fenfluramine和苯丁胺phentermine的复方药,90年代中期上市,曾经红极一时,但2年后,因为被发现引起致死性损伤心脏瓣膜严重副作用,药物被撤离市场,引发官司无数。赛诺菲-安万特开发的Acomplia,本来是用于治疗糖尿病和肥胖的双重作用的新药。于2007年在欧洲先获得减肥药的批准,但同样适应证遭到FDA的拒绝。理由是该药有增加用药者自杀倾向。2007年,大麻素受体拮抗剂利莫那班未能通过美国FDA的上市批准,之后也因为存在严重不良反应,包括抑郁、焦虑及增加服用者自杀倾向,而不得不撤出欧洲市场。受此影响,几项已经进入Ⅲ期临床的同类药的研发不得不提前终止。另一种减肥药,5-羟色胺(5-HT)和去甲肾上腺素再摄取抑制剂西布曲明,也遭受了类似的命运。欧洲药品管理局人用药物委员会(CHMP)依据一项西布曲明安全性评价的结果,建议在欧盟范围内暂停上市许可。此项随机、双盲、安慰剂对照研究名为“西布曲明心血管终点试验(SCOUT)”,始于2002年,历时约6年,共涉及1万名55岁及以上、超重或肥胖、有心血管疾病史或2型糖尿病史、或还存在其他心血管疾病风险的受试者。初步结果显示,与安慰剂对比,西布曲明增加严重、非致命性心血管事件的风险,如脑卒中或心脏病发作等,至此国内市场上以西布曲明为主要原料的“曲美”等减肥药品已被迫下架。中成药类由于部分药理不够明确,很难在作用机理上给出一个合理的解释,对于进一步开发药品产生了一定程度的阻碍。另外,中成药类一本需要长时间坚持服用,停用后身体机能又会恢复到用药以前的状态,对长期用药的依赖性较强。对于现在在市面上极为流行的左旋肉碱类减肥药,更是争论不断,生产企业极力宣传其脂肪搬运工的重要作用,而部分营养学、医学专家批判其偷梁换柱,严重夸大左旋肉碱的减肥作用。事实上,从左旋肉碱的功能被发现至今,对于它到底能否减肥的实验并不少,但到目前为止,没有任何可靠的实验证据来证实它的有效性。马里兰大学医学中心对左旋肉碱的研究做过一份综述报告,报告中称,“尽管左旋肉碱被用作减肥产品而投入市场,但是,没有科学证据显示它有减肥的作用。另外,左旋肉碱宣传点之一是“对人体绝对安全”,应当指出,标榜一种东西“绝对安全”,这种说法本身就是不严谨的。世界上没有一种食物是绝对无毒的,糖、盐这种生活中必不可少的东西,吃多了也会对人体造成一定程度的损害,而作为左旋肉碱这种被宣传为一种营养素的物质,如果超量服用,对人体造成损害的潜在危险还是很大的。美国普度大学食品工程博士、美国食品技术协会高级会员王泽斌说:“美国国家研究所膳食补充剂办公室针对左旋肉碱做了全面的总结,这份综述提到了关于左旋肉碱的各种功能的研究,但是没有提到减肥。”可见,针对左旋肉碱的减肥作用还有待进一步的科学研究。开发减肥药为何这么难?肥胖症是复杂的慢性疾病,与生理、遗传、饮食、代谢等因素密切相关。不管以何种机理作用的减肥药,在取得5%~10%减肥效果的同时,伴随相应的风险和副作用。肥胖患者本来就是心脏病、高血压、糖尿病等严重疾患的高危人群。肥胖患者在接受长期药物治疗时,必然会遇到不同程度的毒副作用损害。除非以后发现特殊的生物标记,进行靶向治疗,否则难免有发生减肥药伤害患者的事件。要开发出高安全性的减肥药,的确不容易。不然大药厂是不会等闲视之,错失商机,而对于本不属于肥胖的人群,因爱美等需求而越减肥药之雷池,大为不值。另外减肥药市场的巨大利润推生了一批敢于“冒风险”的生产企业在没有任何审批手续的情况下,生产出售减肥类药品,这使本已监管不力的减肥药市场的混乱程度有增无减。五.正视肥胖,从自身的行为和习惯做起-倡导行为疗法报道中的发现往往是不全面的,甚至有时候还会相互矛盾,科学是一个不断探索、不断解决矛盾的过程,针对肥胖问题的研究亦属于此类科学问题。当把所有的研究综合起来,肥胖问题显然不是吃哪种类型的食品或是服用某种减肥药可以解决的。肥胖的发生涉及很多因素,环境因素-饮食习惯、运动习惯;生物学因素-储存脂肪,饱腹感阈值更高甚至味蕾更敏感的遗传倾向;经济因素-全球垃圾食品的泛滥等等。就目前而言,相比通过节食、运动、服用减肥药来适度减肥保持体形上,最有效的途径或许是改变人们的行为方式,这也就是源于心理学上的行为疗法。支持行为减肥疗法的研究可以追溯到半个多世纪前,由哈弗大学心理学家B·F·斯金纳发展建立的行为分析科学。其观念的基础-目前,科学家不可能真正弄清楚人类的大脑运作机制,但是科学家可以客观的多次观察和测量人体行为,以及行为发生时所处的环境,然后根据观测结果确定环境与行为间的关系。早在上世纪六十年代,对肥胖和饮食的行为研究就认识到,一些基本条件可能会提高减肥和体形保持的成功率:严格测量和记录热量摄入量、运动量和体重;逐渐而缓和的做出一些改变,而不要做出剧烈改变;注意饮食均衡,有节制的摄入脂肪和糖分,不能忽视主食;制定的目标要明确,量力而行;要培养终生性的饮食习惯,而不要短期节食;要参加能给予节食者鼓励的团体活动。 这些基本条件被建于1963的美国慧俪轻体公司所推广,并逐渐得到大家的认可。2005年,《内科学年鉴》上的一项研究分析了8钟流行的减肥方案,结果发现行为减肥疗法使减肥者在两年的研究期限内体重减轻程度保持在3%。 一些相关联的研究也表明,饮食类型并不重要,坚持时间的长短才是减肥是否有效的决定性因素。行为干涉为何能生效?加拿大麦吉尔大学管理学院的生活心理学与市场营销研究员劳蕾特·杜贝表示,在我们目前所处的环境中,高明的营销手段无处不在,时刻都在刺激我们的感官欲望,用充满诱惑的“信息炮弹”攻击我们薄弱的意志壁垒。而我们身边,家人、朋友和同事的饮食和运动习惯都会对我们产生一定的影响。从本质上讲,行为干预是致力于重塑环境,把我们从纷杂的信息,感官欲望和随波逐流的沼泽中拔出来,朝着健康的饮食和运动习惯迈进。杜贝说,当我们的从足够多的渠道获得了正确信息,我们就能抵抗美食的诱惑,保持良好的体形。美国公共卫生局办公室和疾病预防和控制中心都已公开支持行为疗法,把它作为对抗肥胖的重要武器。美国第一夫人米歇尔·奥巴马发起的“Let'sMove”行动,几乎完全依靠行为疗法,试图缓解青少年肥胖问题。目前,全球肥胖率有史以来最高,一项大规模的减肥计划将成为全世界的共同课题,在一步步解密脂肪背后的秘密时,饮食和运动习惯的适当调整似乎是众多备选方案中最为实际的,当然更加期待科学界能对肥胖问题给出全面的、完整的、可操作的新解答。

plc控制器研究现状与展望论文

plc是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。下面是我为大家精心推荐的plc论文范文,希望能够对您有所帮助。

PLC概述及维护

摘要:针对在信号系统与外部接口设计中广泛使用的PLC,本文介绍了PLC的概况和使用中的常见问题处理。

Abstract: In view of the signaling system with exterior connection design in widespread used PLC, this article introduced PLC’s survey and frequently malfunctions.

关键词:PLC, 接口,故障,维修,地铁,信号

Key words: PLC, Interface, Malfunction,Maintenance, Subway,Signaling

中图分类号: U231+.7 文献标识码:A文章编号:

一、背景及基本概念

背景

在信号系统中的设计中,越来越多的使用PLC作为内部及外部接口的元器件,而接口的问题一直是设备调试、维护中比较难于掌握的。所以作为工程人员就需要对PLC的工作原理,及常见的问题有一定的了解。

基本概念

定义

PLC即可编程控制器PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER 的简称。国际电工委员会(IEC)颁布了对PLC的规定:可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程控器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。

PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。

PLC的结构及基本配置

一般讲,PLC分为箱体式和模块式两种。但它们的组成是相同的,对箱体式PLC,有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,当然按CPU性能分成若干型号,并按I/O点数又有若干规格。对模块式PLC,有CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。无任哪种结构类型的PLC,都属于总线式开放型结构,其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。PLC的基本结构框图如下:

图1

一、CPU:

PLC中的CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用,每台PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路,

与通用计算机一样,主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成,还有外围芯片、总线接口及有关电路。它确定了进行控制的规模、工作速度、内存容量等。内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。

CPU模块的外部表现就是它的工作状态的种种显示、种种接口及设定或控制开关。一般讲,CPU模块总要有相应的状态指示灯,如电源显示、运行显示、故障显示等。箱体式PLC的主箱体也有这些显示。它的总线接口,用于接I/O范本或底板,有内存接口,用于安装内存,有外设口,用于接外部设备,有的还有通讯口,用于进行通讯。CPU模块上还有许多设定开关,用以对PLC作设定,如设定起始工作方式、内存区等。

二、I/O模块:

PLC的对外功能,主要是通过各种I/O接口模块与外界联系的,按I/O点数确定模块规格及数量,I/O模块可多可少,但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或机架槽数限制。I/O模块集成了PLC的I/O电路,其输入缓存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状态。

三、电源模块:

有些PLC中的电源,是与CPU模块合二为一的,有些是分开的,其主要用途是为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时,有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源以其输入类型有:交流电源,加的为交流220VAC或110VAC,直流电源,加的为直流电压,常用的为24V。

四、底板或机架:

大多数模块式PLC使用底板或机架,其作用是:电气上,实现各模块间的联系,使CPU能访问底板上的所有模块,机械上,实现各模块间的连接,使各模块构成一个整体。

PLC的通信及编程

PLC具有通信联网的功能,它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其它智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。现在几乎所有的PLC新产品都有通信联网功能,它和计算机一样具有RS-232接口,通过双绞线、同轴电缆或光缆,可以在几公里甚至几十公里的范围内交换信息。

当然,PLC之间的通讯网络是各厂家专用的,PLC与计算机之间的通讯,一些生产厂家采用工业标准总线,并向标准通讯协议靠近,这将使不同机型的PLC之间、PLC与计算机之间可以方便地进行通讯与联网。

PLC编程

PLC的编程语言与一般计算机语言相比,具有明显的特点,它既不同于高级语言,也不同与一般的汇编语言,它既要满足易于编写,又要满足易于调试的要求。目前,还没有一种对各厂家产品都能兼容的编程语言。如三菱公司的产品有它自己的编程语言,OMRON公司的产品也有它自己的语言。但不管什么型号的PLC,其编程语言都具有以下特点:

1. 图形式指令结构:程序由图形方式表达,指令由不同的图形符号组成,易于理解和记忆。系统的软件开发者已把工业控制中所需的独立运算功能编制成象征性图形,用户根据自己的需要把这些图形进行组合,并填入适当的参数。在逻辑运算部分,几乎所有的厂家都采用类似于继电器控制电路的梯形图,很容易接受。如西门子公司还采用控制系统流程图来表示,它沿用二进制逻辑组件图形符号来表达控制关系,很直观易懂。较复杂的算术运算、定时计数等,一般也参照梯形图或逻辑组件图给予表示,虽然象征性不如逻辑运算部分,也受用户欢迎

2. 明确的变数常数:图形符相当于操作码,规定了运算功能,操作数由用户填人,如:K400,T120等。PLC中的变量和常数以及其取值范围有明确规定,由产品型号决定,可查阅产品目录手册。

3. 简化的程序结构:PLC的程序结构通常很简单,典型的为块式结构,不同块完成不同的功能,使程序的调试者对整个程序的控制功能和控制顺序有清晰的概念。

4. 简化应用软件生成过程:使用汇编语言和高级语言编写程序,要完成编辑、编译和连接三个过程,而使用编程语言,只需要编辑一个过程,其余由系统软件自动完成,整个编辑过程都在人机对话下进行的,不要求用户有高深的软件设计能力。

5. 强化调试手段:无论是汇编程序,还是高级语言程序调试,都是令编辑人员头疼的事,而PLC的程序调试提供了完备的条件,使用编程器,利用PLC和编程器上的按键、显示和内部编辑、调试、监控等,并在软件支持下,诊断和调试操作都很简单。

二、PLC维护

维护概述

一般各型PLC均设计成长期不间断的工作制。对于地铁维护人员来讲,是不需要更改PLC内部程序的。但是在调试期间就需要对相应动作进行修改。

查找故障的设备

PLC的指示灯及机内设备,有益于对PLC整个控制系统查找故障。编程器是主要的诊断工具,他能方便地连到PLC上面可以观察整个控制系统的状态。根据PLC厂家的不同编程器也有区别,有的是运行在PC上的软件,有的是一个专用的设备。

查找故障顺序

根据下列问题,并根据发现的合理动作逐个否定。一步一步地更换PLC中的各种模块,直到故障全部排除。所有主要的修正动作能通过更换模块来完成, 除了一把螺丝刀和一个万用电表外,并不需要特殊的工具。

1、PWR(电源)灯亮否?如果不亮,在采用交流电源的框架的电压输入端(98-162VAC或195-252VAC)检查电源电压;对于需要直流电压的 框架,测量+24VDC和0VDC端之间的直流电压,如果不是合适的AC或DC电源,则问题发生在PLC之外。如AC或DC电源电压正常,但PWR灯不亮,检查保险丝,如必要的话,就更换CPU框架。

2、PWR(电源)灯亮否?如果亮,检查显示出错的代码,对照出错代码表的代码定义,做相应的修正。

3、RUN(运行)灯亮否?如果不亮,检查编程器是不是处于PRG或LOAD位置,或者是不是程序出错。如RUN灯不亮,而编程器并没插上,或者编程器处于RUN方式 且没有显示出错的代码,则需要更换CPU模块。

4、BATT(电池)灯亮否?如果亮,则需要更换锂电池。由于BATT灯只是报警信号,即使电池电压过低,程序也可能尚没改变。更换电池以后, 检查程序或让PLC试运行。如果程序已有错,在完成系统编程初始化后,将录在磁带上的程序重新装入PLC。

在日常的维修活动中,可以根据故障统计来准备备品备件,并不需要准备整个PLC。掌握了故障判断方法后,可以进行针对性地更换,这样可以减少维修成本,增加维修效率。

三、总结

了解PLC的组成部分及工作原理,可以更加准确的对PLC进行故障判断,在系统设计和生产使用中要对该系统的设备消耗、元器件设备故障发生点有清楚的估计,可以减少安装调试、维修成本,延长PLC控制系统的寿命。

在信号设计过程中有过把系统改复杂的现象,如采用复杂的控制方式和设备来实现,本可以用简单装置来实现的控制,违背了经济、简单、实用的原则,并可能会增加故障率。另外我们在信号系统中大多使用PLC处理接口信息,所以在设计过程中要尽量将接口信息容易识别,这样在出现故障时,能够尽快判断故障的归属方,便于地铁的运营管理。

分析故障或处理故障时也要注意系统性,要综合的考虑系统的各个输入输出才能能准确地判断故障点。

浅析PLC控制技术

[摘要]PLC是Programmable Logic Controller的缩写,即可编程逻辑控制器。IEC对PLC的定义是:PLC是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。

[关键词]PLC技术发展现状发展趋势

中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1210064-01

一、PLC技术的概念

PLC即可编程控制器(Programmable logic Controller,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会(International

Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。”

二、PLC技术的发展历史

1968年,通用汽车对外公开招标,寻求新的电气控制装置,1969年,美国数字设备公司制成的首台plc,1971年日本从美国引进了PLC技术加以消化,由日本公司研制成功了日本的第一台PLC。从70年代初开始,不到三十年时间里,PLC生产发展成了一个巨大的产业,据不完全统计,现在世界上生产PLC及其网络的厂家有二百多家,生产大约有400多个品种的PLC产品。其中在美国注册的厂超过100家,生产大约二百个品种;日本有60~70家PLC厂商,也生产200多个品种的PLC产品;在欧洲注册的也有几十家,生产几十个品种的PLC产品PLC产品的产量、销量及用量在所有工业控制装置中居首位,市场对其需求仍在稳步上升。进入二十世纪九十年代以来,全世界PLC年销售额以达百亿美元而且一直保持15%的年增长的势头。

三、我国PLC技术的发展现状

我国研究PLC技术起步较晚,但发展速度较快。中国电力科学研究院自1997年开始研究PLC技术,主要考虑PLC技术用于低压抄表系统,传输速率较低。1998年开发出样机,并通过了试验室功能测试,1999年在现场进行试运行,获得了产品登记许可。1999年5月开始进行PLC系统的研究开发工作。主要对我国低压配电网络的传输特性进行了测试,并对测试结果进行了数据处理和分析,基本取得了我国低压配电网传输特性和参数,为进行深入研究和系统开发提供依据。2000年开始引进国外的PLC芯片,研制了2Mbps的样机,2001年下半年在沈阳供电公司进行了小规模现场试验,实验效果良好,并于6月20日在沈阳通过验收。验收委员会通过现场检测认为,该实验从中国配电网的实际传播特性出发,对电力线通信技术的理论、实际应用和工程技术进行了开创性研究,在国内率先研制成功2Mbps和14Mbps高速电力线通信系统,建立了我国第一个电力线宽带接入实验网络;实现了自家庭至配电开关柜的高速电力线数据通信,并将办公自动化系统延伸至家庭。该实验的成功标志着我国已经全面掌握了高速电力线通信的核心技术,具备了研制生产这种技术实用化设备的能力。据悉,今年年底以前将建成200户的试验网络。

我国工业控制自动化的发展道路,大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收,然后进行二次开发和应用。目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展,我国工业计算机系统行业已经形成。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。

四、PLC的未来发展趋势

1.功能向增强化和专业化地方向发展,针对不同行业的应用特点,开发出专业化的PLC产品,以此来提高产品的性能和降低产品的成本,提高产品的易用性和专业化水平。

2.规模向小型化和大型化的方向发展,小型化是指提高系统可靠性基础上,产品的体积越来越小,功能越来越强;大型化是指应用在工业过程控制领域较大的应用市场,应用的规模从几十点扩展到上千点,应用功能从单一的逻辑运算扩展几乎能满足所有的用户要求。

3.系统向标准化和开放化方向发展,以个人计算机为基础,在Windows平台上开发符合全新一体化开放体系结构的PLC。通过提供标准化和开放化的接口,可以很方便地将PLC接入其它系统。

五、PLC技术的特点

1.配套齐全,功能完善,适用性强:PLC发展到今天,可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,现代PLC多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制,CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

2.系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造:PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造周期大为缩短,同时维护变得容易起来。更重要的是可以使同一设备经过改变程序改变生产过程。

3.体积小,重量轻,能耗低:以超小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想控制设备。

六、PLC应用中应注意的问题

PLC是专门为工业生产服务的控制装置,通常不需要采取什么措施,就可以直接在工业环境中使用。但是,当生产环境过于恶劣时,就不能保证plc的正常运行,因此在使用中应注意以下环境问题。

1.温度:PLC要求环境温度在0-55℃,安装时不能放在发热量大的元件下面,四周通风散热的空间应足够大,基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔;开关柜上、下部应有通风的百叶窗,防止太阳光直接照射;如果周围环境超过55℃,要安装电风扇强迫通风。

2.湿度:为了保证PLC的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。

3.震动:应使PLC远离强烈的震动源,防止振动频率为10-55hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时,必须采取减震措施,如采用减震胶等。

4.空气:避免有腐蚀和易燃的气体,例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境,可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中,并安装空气净化装置。

参考文献:

[1]钟肇新,可编程控制器原理与应用[M].广州:华南理工大学出版社,2000.

[2]储云峰,施耐德电气可编程序控制器原理及应用[M].北京:机械工业出版社,2006.

[3]高勤,电器及PLC控制技术[M].北京:高等教育出版社,2002.

电气自动化中PLC技术的运用与趋势论文

在日常学习和工作中,说到论文,大家肯定都不陌生吧,通过论文写作可以提高我们综合运用所学知识的能力。如何写一篇有思想、有文采的论文呢?以下是我为大家收集的电气自动化中PLC技术的运用与趋势论文,欢迎阅读与收藏。

摘要:

通过在实际工作经验的总结中可以发现,PLC技术在自动化控制中的应用与普及,有效的缩短了技术人员排查故障的时间,增强了工人的工作效率,而且还大幅提高了电气设备的自动化程度。随着对PLC技术的不断优化与研发,其在电气工程及自动化控制中的应用会更加广泛。

关键词:

PLC;工业;应用;自动化控制;

引言:

自动化应用的水平彰显着一个国家的科技与工业实力,PLC技术是电气工程自动控制中非常重要的技术,提高了自动控制水平,而且能够让设备当中一些比较难处理的问题和缺陷得到有效的解决。PLC因为其具有的比较好的可靠性与很强的适应性,在自动化控制领域中得到了广泛的应用,小到可操作一个站点,一个部件,一个设备;大到可操控一条生产线,多台设备,甚至是整个工厂。可以说在当今的自动控制中,几乎是离不开PLC技术的。本文将对PLC技术在自动控制领域中的应用,进行总结与探讨。

1、PLC的概念及特点

、PLC的基本含义

PLC的中文释义为可编程逻辑控制器,可以将对设备的控制指令载入其内部存储器进行执行命令与存储功能,其具有的微处理器功能,主要用于对自动化控制的数字运算。PLC由电源、输入输出接口、数字的模拟转换器、指令数据内存等部件组成。早期的PLC功能单一,只有逻辑控制一项功能,而且设计制造周期长,接线复杂,维修困难。但随着后来对其不断的优化与改进,当初这些简单的功能已经扩展为集时序控制、多机通讯、模拟控制、逻辑控制等多功能于一体的控制器。现在电气自动控制系统上使用的PLC已经接近或相当于一台微型电脑主机,其可靠性与可扩展性的优势,已经被广泛的应用在当前的多种类的自动控制领域中。

电源通过运用整流模块将我们常用的交流电转化为供PLC内部运行的直流电,开关式稳压电源的供电方式,目前在PLC电源系统中应用较广。CPU单元(中央处理器)是PLC的大脑,也是核心元件,作用是运行和处理用户数据,进行数学和逻辑运算,协调整个控制系统,其性能的优越决定了PLC的运行速度与处理能力。存储器的作用是储存用户程序、系统程序及逻辑变量等信息。被控设备与PLC相连的称为输入输出单元,输入单元是信号传输进PLC的枢纽,可以起到接收检测元件与主令元件传来的信号。而输出单元的作用是将PLC的控制指令,传输给被控设备。

通信联网也是PLC一项极其重要的功能,可以使PLC与PLC之间、PLC与智能设备之间,PLC与计算机之间能够交换数据信息,形成一个完整的控制系统,实现集中控制的目的。PLC和计算机一样具有网络接口,通过光缆或双绞线,可以使其在较远的范围内交换数据信息。数据通信可以分为串行通信与并行通信两种方式,并行是以字或字节为单位,其传输速度快,但所需传输线根数多成本较高,适合数据近距离传送。串行是以二进制为单位,每次传输只传输一位,所需传输线根数少成本较少,适合数据远距离传输。

、PLC技术的特点

简单高效:简单,我们可以理解为安装方便、组态灵活;高效,我们可以理解为运行速度快。PLC的安装与计算机系统的安装相比较,对安装环境要求不高,不需要为其专门设置一个机房,也不需要屏蔽措施,使用时只要把接口端子和执行与检测机构相连接正确即可正常工作。用户可以通过自动控制的需要对PLC进行不同的组合,可简单灵活的对控制系统的规模和功能进行改变,而且PLC的编程容易上手,技术人员不需要计算机的专业知识,就可以编程。PLC程序控制的执行方式,会使其运行速度更快,可靠性也能得到很大的提高,这是传统逻辑模式无法比拟的。

实用性强:由于PLC技术适合各种应用场合,并且其可变性与编程简单的特点,使其具有很强的实用性。PLC的控制功能好、可靠性强,可以根据自动控制系统的要求进行扩展,体积小、功耗小、集成化高非常适用于各行各业的自动控制中。现在大多数PLC在系统设计上采用的是集成化程度高的单片微型计算机,片内面向测控系统的外围电路的增强,使PLC技术可以方便灵活的应用于复杂的自动控制系统及设备,如工业过程控制、工业控制器、过程检测及电气自动化控制系统等,大多都是以PLC技术为核心的多极网络系统。

抗干扰能力强:通过运用隔离与屏蔽的方式有效地提高了PLC技术的抗干扰能力。PLC的控制电源正常是由电网提供,但电网电源易受到干扰,如大型设备的启停、整流器故障、电网短路等会对PLC的供电产生影响,可能会造成PLC的运算错误或程序错误,这将会导致自动控制设备的误动作和失控现象的发生。对PLC的核心部件要采用集成电压调整器分级滤波处理。要完善PLC的接地系统,一方面可以提高其安全性,避免电网中过电压、过电流的危害,另一方面会抑制电磁干扰。在实际应用中,PLC所采用的都是一点接地方式,将相近接地点以及所有地线端子通过一点连接,以提高抗干扰能力。

2、PLC技术是如何在电气自动化中应用的

、开关量控制

开关量控制是PLC技术中最基本的应用。开关量控制的目的是根据开关量历史的输入组合与当前的输入顺序,使PLC产生对应的开关量的输出,来达到系统按照给定的逻辑顺序工作。PLC在电气控制电路中比较常见的,可以提供开关量信号开关类元件有温度开关、行程开关、按钮等。行程开关的作用可以用来反馈运行位置,在电气设备指定的位置上安装一个行程开关,行程开关的触点接到PLC的输入点,PLC程序就通过此输入点的接通与断开状态,进行相应的输出。我们要电气设备完成某一项或某一系列动作,就要通过按钮来传输信号给PLC完成指令操作。温度开关给出的信号也是开关量,为了让控制系统简单化,将不是开关量的温度信号处理成了开关量,当达到设置温度时,温度开关内的继电器就会接通,从而会给PLC发出信号,PLC根据接收到的信号在决定是否执行命令。

、顺序控制

顺序控制应用在电气工程中,如果将一个控制系统分解为几个相互之间独立的控制动作,且为了保证生产的运行正常,各独立控制动作能不出差错的按照给定的先后顺序依次的执行任务。实现PLC逻辑控制的三个必备要素是工作任务、转移目标和转移条件,三者缺一不可,缺少一个,顺序控制功能都无法实现,通过对三个条件的完善与优化,可以有效提升自动控制系统的稳定性与效率。实现按给定的顺序执行是顺序控制系统的最基本特征,可以将顺序控制细分为逻辑顺序、条件顺序与时间顺序。逻辑顺序即按照预先给定的条件,按顺序依次的执行命令。条件顺序即执行条件是否能满足逻辑控制要求。时间顺序即执行时间,什么时间开始执行命令,什么时间停止执行命令。顺序控制提升了工业领域中自动控制水平,顺序控制是在工业的自动控制系统中一种比较典型的控制方式,应用广泛,如在交通领域中对信号灯的控制,对商品包装的生产线控制等。

、闭环控制

在传统的电气工程领域,自动化普及应用程度并不高,更多是利用人工的方式来启停电气设备,这样会使得设备的安全性与可靠性得不到保障,而且还降低了工作效率,但是PLC在模拟量闭环控制中的应用,有效的解决了这样的问题。在工业生产以及日常生活的应用中,闭环控制被广泛的应用在自动控制系统中,如对运行中的电机进行自动控制,又如在电动机转速控制系统,流量、液位、温度、压力等的`控制系统等等,都是采用了闭环控制系统。闭环控制可以分为单闭环控制与多闭环控制系统。对于控制两个过程变量比例比控制它们之间的绝对值更重要的系统来说,例如控制两台需要同步的设备的速度,就可以采用单闭环控制系统。而多闭环控制系统是将两个过程数据变量之比保持为一个常数,如在对电气设备自动调温系统的控制等。在对闭环控制系统的选择上,要根据需要择优进行选择。

3、电气自动控制系统中PLC技术的应用发展方向

目前,随着大规模集成电路等微电子的发展,PLC技术已经非常成熟,不仅可靠性得到了提高,成本下降,控制功能得到了增强,功耗和体积减小,而且随着图像显示、通信网络、数据处理的发展,使PLC向连续生产过程控制的方向发展。一方面为适应自动控制系统向小型化发展的需要,要大力发展性价比更高、速度更快、小型的PLC。另一方面,向速度更快、容量更大、技术更加完善的大型PLC方向发展。随着电气自动化向着更复杂化控制系统方向的发展,人们对PLC的数据信息的传输与处理能力也提出了更高的要求,要求其存储器的容量也越来越大。

为满足自动化控制领域中各种自动控制需要,近年来,开发了许多新模块和新器件应用在了PLC技术当中,如智能输入输出模块、用于排除PLC故障的智能检测模块以及温度控制模块等,这些新型模块的应用和开发增强了PLC的使用功能,扩展了其应用范围,还提高了自动化系统的稳定性。未来PLC软件技术的发展趋势,会向着多种编程语言的共存与互补的方向开拓,PLC的编程语言在顺序功能语言、指令语言、梯形图语言的基础上会不断的丰富与扩展,并向着更高的层次发展。

随着相关的软硬件技术、商业模式和社会价值的发展成熟,PLC会向着虚拟化的方向发展。PLC虚拟化是利用通用标准硬件模块和软件的方法,模拟或仿真出行为上类似于特定的PLC硬件系统。PLC虚拟化的发展,会使任意个人和组织避免重复制造,使服务和软件构建各个环节的效率得到提高,加速了各类应用的架构和落地,而且PLC虚拟化的应用会从根本上改变现有的自动控制系统中的安全治理模式和安全架构。

4、结束语

PLC技术因为其自身拥有的特点与优势在电气自动化领域中发挥着及其重要的作用,保证了电气自动化系统的安全与可靠,提升了自动化程度与工作效率,而且随着PLC技术的不断发展与创新,也会使电气自动化的应用得到非常广阔的发展空间。本文对PLC的基本含义、特点以及发展前景做了简要概述,阐述了PLC技术在电气自动化领域中的应用,以供相互学习之用。

参考文献

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[10]牛艳巍.PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用浅谈[J].建筑工程技术与设计,2019(3):3253.

在电气行业的实际工作中,PLC技术的加入对其发展起到了很大的促进作用,在改进完善电气系统的同时更提高了电气控制的工作质量,对电气行业今后的发展有着重大影响。 下面是我整理的电气控制与plc技术论文,希望你能从中得到感悟!

电气控制与PLC技术研究

在现今高科技水平的带动下,所有技术设备都在不断的升级,对电气控制系统的要求也变得越来越高。在电气行业的实际工作中,PLC技术的加入对其发展起到了很大的促进作用,在改进完善电气系统的同时更提高了电气控制的工作质量,对电气行业今后的发展有着重大影响。

【关键词】电气控制 PLC技术 探析

PLC从外观来讲,具有体积小质量轻的特点,小型的PLC底部尺寸一般不超过100mm,质量不超过150g,所以在安装方便,和电气系统组装容易。PLC应用范围广泛,一般的电气控制场所都可以使用,尤其是数据应用能力在数字控制方面的运用更为广泛。另外,抗干扰技术的应用更使电气控制系统运行的安全性和可靠性提供了有力保障。PLC外部检测系统的设置,为自身内部和系统外部的故障检验提供了良好的条件。而且,PLC的安装操作简单易懂,对于从事电气控制方面的人员来说掌握起来也比较容易。储存逻辑是PLC技术在实际应用中所使用的,接线比较简单,这样也方便日后维修和改造,在减少工作量的同时又提高了工作效率。

1 PLC技术与电气控制融合后的工作流程

电气控制主要是通过对电气设备一次和二次回路控制来确保设备正常运行,其在现代工业自动化方面已经成为一个不可缺少的重要角色,更是推进工业自动化发展的重要武器。而PLC技术的实质就是一个控制器,专门用于专业控制,主要利用计算机、通讯技术、自动化等技术发展起来的通讯控制器。PLC技术与电气控制技术融合可以生成强大的抗干扰能力和自我诊断能力,完善电气的控制系统的同时有效排除系统中故障。

目前,PLC技术在电气控制行业的应用十分广泛,很多企业开始逐渐重视这些外来技术的引进,作为现代电控行业中的重要角色,PLC技术的应用将会在很大程度上推动电气控制行业的发展。同时,想要PLC技术与电气控制合理融合就必须要对PLC技术有一定的掌握和了解,这是PLC技术能够更好的运用于实际的前提条件和重要基础。此外,PLC技术在工业体系中也有着广泛应用,如石油、建材、钢铁、化工、电力、机械制造、汽车、交通运输等。

结合PLC的工作流程,根据实际工作经验,将PLC技术与电气控制融合后的工作流程划分为三个阶段。主要有收集和输入原始数据、用户程序执行、刷新输出。

(1)采取收集数据是PLC工作进程的第一步。通过扫描的方式依次读取并存储输入状态点和数据,同时存入I/O映像区中的相应单元。完成后,进入用户程序执行和输出的刷新阶段。在这一阶段,I/O映像区中相应单元的状态和数据不发生改变。

(2)在第一步完成的基础上,对用户程序按照由上到下的顺序扫描。用户程序是执行阶段,具体的实施中,先扫描用户程序左边的控制线路,同时依然遵守由上到下和由左到右的顺序对触点构成的的控制线路进行逻辑运算。同样,在I/O映像区内单元中的状态和数据也不会发生变化,但其他输出点和软设备在I/O映像单元区域或系统RAM存储区域的状态和数据都可能会发生变化。

(3)PLC工作流程的最后阶段,即输出刷新阶段。在用户程序扫描结束后,PLC就会进入输出刷新阶段。此阶段中,CPU按照I/O映像区相应的状态和数据刷新所有输出锁存电路之后再由输出电路完成相应设备的驱动设置是PLC的最后输出过程。

PLC的工作流程与大部分其他的机械设备相似,是一个周期循环的过程。这三个工作阶段是循环运行的,每进行三个阶段为一个周期。PLC技术与电气控制技术的融合在提高工作效率的同时又节省了故障和开发研究的开销。

2 PLC技术在电气控制应用中常见的问题

系统控制出现故障。可能由于线路老化、周围环境破坏等原因造成控制出现故障,进而无法将信号传递给系统内部,也就无法完成对数据的接收、加载和转换,同时对系统发出的其他执行命令也没办法接收。

数据收集和传输故障也可能是由于开关一类的设备操作不到位造成的,例如打开、闭合不彻底,致使无法接收或接收错误信息,造成控制运作出现错误,系统无法正常运行,即造成了PLC无法接收信号控制系统出现故障。

设备开关和现场变送器的自身故障也是使PLC技术无法正常工作的原因,引发故障的原因可能是接线接触不良,出现破损等,同样也会造成以上PLC控制分析系统无法接收数据和进一步的处理。此外,人为操作出错也是造成系统故障的原因之一。

3 PLC技术问题相应的解决方法

对输入PLC控制系统信号的可靠性加强注意。保证所有的现场设备和相关部件的性能完好,杜绝由于设备自身零部件问题造成信号无法正常传送和接收的现象发生。此外,更新改进主界面功能模块设置也有利于减少控制的出错。

完善系统设置,使其更加具有可靠性、自动化、网络一体化。在PLC电气控制系统遭受破坏或出错时,起到预警系统的报警作用,这项功能在PLC系统控制里十分重要,能够有效的对工作情况进行监控,减少了由于指令出错带给系统的损失。确保PLC周围的运行环境,及时排除干扰因素,实施24小时监控。

加强人员的技术培训,提高业务能力和自身素质修养,鼓励员工学习新技术、新的方法和技巧来提高工作质量。

4 总结

面对如今高科技迅猛发展的形势,在任何领域如果想要健康长远的发展,就必须不断的学习掌握新的技术,只有对新技术和设备做好充分的了解和学习并合理应用,才会真正的有所收获。PLC在电气控制方面发挥着巨大的推动作用,二者的融合将会在很大程度上促进电气控制行业的进步发展。

参考文献

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[3]周石强,郭强,朱涛,刘旭东.电气控制与PLC应用技术的分析研究[J].中华民居(下旬刊),2014,01:199.

[4]付焕森,李元贵.基于工程应用型人才培养的项目驱动教学与研究――以电气控制与PLC技术项目课程为例[J].大众科技,2012.

作者简介

张车(1981-),男,江苏省张家港市人。本科学历。中级工程师。研究方向为电气自动化控制。

作者单位

张家港沙钢集团 江苏省张家港市 215600

电气控制与PLC技术的应用

摘 要:针对传统数控车床在自动化控制功能方面的薄弱,以CK6140普通数控车床为对象,详细探讨了数控车床的电气控制,基于PLC实现了数控车床的自动化改造功能,给出了详细的电气化、自动化改造的方案和控制结构,对于进一步提高PLC自动化控制技术在电气控制领域中的应用具有较好的借鉴意义。

关键词:电气控制;PLC技术;自动化;无人值守

1 引言

随着可编程逻辑控制器(PLC)技术的逐渐发展,很多工业生产要求实现自动化控制的功能,都采用PLC来构建自动化控制系统,尤其是对于一些电气控制较为复杂的电气设备和大型机电装备,PLC在电气化和自动化控制方面具有独到的优势,如顺序控制,可靠性高,稳定性好,易于构建网络化和远程化控制,以及实现无人值守等众多优点。基于此,PLC技术逐渐成为工业电气自动化控制的主要应用技术。

本论文主要结合数控机床的电气化功能的改造,详细探讨数控机床电气化改造过程中基于PLC技术的应用,以及PLC技术在实现数控机床自动化控制功能上的应用,以此和广大同行分享。

2 数控机床的电气化改造概述

数控机床的主要功能

数控机床是实现机械加工、制造和生产中应用的最为广泛的一类机电设备。数控机床依托数控化程序,实现对零部件的自动切削和加工。但是目前我国仍然有超过近1000万台的数控机床,主要依靠手动控制完成切削加工,无法实现基本的电气化和自动化控制。为此,本论文的主要的目的是基于PLC控制技术,实现数控机床的电气化改造,主要实现以下功能:

(1) 数控机床的所有电机、接触器等实现基于PLC的自动化控制;

(2)数控机床的进给运动由PLC控制自动完成,无需人工手动干预;

(3) 自动检测零部件切削过程中的相关参数,如加工参数、状态参数等等;

(4) 结合上位机能够实现对数控机床的远程控制,以达到无人值守的目的。

电气化改造的总体方案

结合上文对于数控车床的电气化、自动化改造的功能要求,确定了采用上位机与下位机结合的自动化改造方案。该方案总体结构分析如下:

(1) 上位机借助于工控机,利用工控机强大的图像处理能力,重点完成数控车床的生产组态画面显示,以及必要的生产数据的传输、保存、输出,同时还要能够实现相关控制指令的下达,确保数控车床能够自动完成所有切削加工生产任务。

( 2)下位机采用基于PLC技术的电气控制模式,由传感器、数据采集板卡负责采集数控车床的生产数据、环境数据、状态数据等所有参数,由PLC实现对相关数据的计算,并传输给上位机进行相关数据的图形化显示和保存;另一方面,PLC控制系统还接收来自于上位机的控制指令,实现对数控车床的远程控制。

(3) 对于数控车床最为关键的控制――进给运动的控制,利用PLC+运动控制板卡的模式实现电气化和自动化的控制。具体实现方式为:选用合适的运动控制板卡,配合PLC的顺序控制,对进给轴电机实现伺服运动控制,从而实现对数控车床进给运动的自动化控制。

3 数控车床电气化自动控制改造的实现

系统改造结构设计

数控车床的电气化自动控制改造,其整体结构如下图1所示,其整体结构主要由以下几个部分构成:

底层设备

底层设备主要包括两个方面,首先是实现数控车床自动切削加工运转等基本功能的必要电气、机电设备,如电源模块、电机模块等,这些机电设备能够保证数控车床的基本功能的稳定可靠的实现;其次,底层设备还包括各类传感器,比如监测电机转速、温度的速度传感器和温度传感器,监测进给轴运动进给量的光栅尺等,这些传感类和数据采集类设备为实现数控车床自动化控制提供了基础数据源。

本地PLC站

本地PLC站主要负责接收底层传感设备传送过来的传感参数、状态参数及其他检测参数,通过内部程序的运算,判断整个数控车床的工作状态,并将其中的重点参数上传到远程控制终端进行数据的图形化显示、存储、输出打印等操作;另一方面,本地PLC站同时还接收来自于远程控制终端所下达的控制指令,比如停机、启动等控制指令,PLC站通过对相应执行器(比如电机)的控制,从而实现自动化控制的功能。

远程控制终端

远程控制终端主要是依赖于工控机实现的上位机数据管理和状态监控,需要专门开发一套面向数控车床加工、生产和自动控制的软件程序,以实现对数控车床的远程化、网络化、自动化控制,真正实现无人值守的功能。

PLC电气控制系统的设计实现

本研究论文以CK6140普通数量机床为具体研究对象,详细探讨其电气化、自动化控制的改造。通过上文对机床改造方案和结构功能的分析,可以确定整个机床电气化、自动化改造,一共需要实现14个系统输入,9个系统输出。结合控制要求,这里选用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC,输入回路采用24V直流电源供电方式。根据对数控机床的各模块控制功能的分析,选用合适的接触器、继电器、开关、辅助触点等电气控制元件,与PLC共同实现对电气设备的控制,比如PLC通过接触器控制电机模块,PLC通过继电器控制电磁阀等部件,从而完成基于PLC控制的数控车床电气化改造。

4 结语

随着电气设备的越来越复杂,工业生产对于电气控制的要求也越来越高,基于PLC的自动化控制技术得到了广泛的应用,逐渐成为了当前工业自动化生产控制中的主流技术之一。采用PLC技术最大的优势在于实现自动化控制同时具有较高的可靠性和抗干扰能力,极大的避免了由于采用单片机技术而造成的系统不稳定现象。本论文结合电气控制详细探讨了PLC自动化技术的应用,给出了具体的系统设计实例,对于进一步提高PLC自动化技术的工业化应用具有很好的指导和借鉴意义。

参考文献:

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