中藥提取自動化智能控制設(shè)計分析

魏杭立(正大青春寶藥業(yè)有限公司，浙江 杭州 310023)

中藥提取自動化智能控制設(shè)計分析

魏杭立(正大青春寶藥業(yè)有限公司，浙江 杭州 310023)

中藥生產(chǎn)現(xiàn)代化、規(guī)模化發(fā)展的前提和條件是實現(xiàn)其生產(chǎn)過程中的總體自動化控制。其中中藥提取階段作為中藥生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在生產(chǎn)中極易受到溫度、壓力以及環(huán)境等多方面因素的影響。本文通過介紹提取工藝、從自動控制系統(tǒng)以及軟硬件方面入手，分析了中藥提取自動化智能控制設(shè)計。

中藥提取；自動化；智能控制

中藥作為中華民族的傳統(tǒng)文化成果，實現(xiàn)其提取工藝的自動化智能控制可以最大限度的優(yōu)化其生產(chǎn)過程的整體，對提高生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率以及經(jīng)濟效益方面具有至關(guān)重要的影響。除此之外，更能夠?qū)崿F(xiàn)我國中藥生產(chǎn)的現(xiàn)代化水平。故此對中藥提取自動化智能控制進行分析很有必要。

1 中藥提取工藝的相關(guān)操作要點

提取生產(chǎn)過程中的必備的設(shè)備為提取罐，根據(jù)提取罐的自動化控制分為四個階段的控制：其一，初始階段。需要設(shè)置初始參數(shù)，具體的有投料品名、批號、浸泡以及溶酶量及種類、種煎煮環(huán)節(jié)的時間、溫度、次數(shù)等；其二，投料、浸漬階段，啟動系統(tǒng)后，系統(tǒng)開始自動對溶酶進行累計，并與初始階段設(shè)置的參數(shù)進行校對和修正，以此來適時的調(diào)整控制系統(tǒng)并關(guān)閉溶酶閥，同時發(fā)送投料請示。在工作人員投料完畢后，系統(tǒng)自動開啟溶酶閥，在達到標(biāo)準(zhǔn)的溶酶量后再次關(guān)閉溶酶閥，在開始浸漬工序；其三，煎煮，浸漬時間開始后，開啟提取罐上下兩部位的蒸汽加熱調(diào)節(jié)，逐漸升高至煎煮的適宜溫度為止，計時時間停止后關(guān)閉加熱閥門，停止煎煮工序同時發(fā)出出藥提示。如果同意出藥，提取罐開啟出藥閥、出藥泵等相關(guān)部件，并開啟儲罐進藥閥；最后，出渣、清洗階段，提取罐在多次的煎煮結(jié)束并完成出藥工序后，會發(fā)出除渣請示，待外部設(shè)備就位后，手動開啟系統(tǒng)的開鎖鉤，對罐底進行除渣，完畢后按下除渣完成按鈕，系統(tǒng)發(fā)出清洗請示，待清洗工序完成后按下清洗完成按鈕，一系列的工作流程至此結(jié)束[1]。

2 中藥提取過程的智能自動化系統(tǒng)設(shè)計研究

2.1 智能自動化控制系統(tǒng)概述

控制系統(tǒng)構(gòu)成有三級分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、上位機工程師站、控制站、遠程站，企業(yè)管理網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)接口、通訊網(wǎng)絡(luò)、電源、打印設(shè)備以及其他輔助設(shè)備等構(gòu)成，具有較強的互操性特點。控制軟件以中藥生產(chǎn)工藝要點和特點為基礎(chǔ)進行針對性的控制，實現(xiàn)了其控制的先進性、優(yōu)化性、安全性和智能性特點，將中藥提取從提取罐、固液分離、真空濃縮全過程的各工序進行全自動化智能操作，極大的滿足了中藥提取生產(chǎn)的各指標(biāo)要求。

工程師站則為整個系統(tǒng)的順利進展提供良好的技術(shù)支持，通過日常的軟件開發(fā)和維護工作，將控制程序加載到各子系統(tǒng)的控制站，并遠程診斷控制器以及子系統(tǒng)模塊組建的動態(tài)性運行狀態(tài)。操作站則承擔(dān)了設(shè)備運動的監(jiān)控、操作、指示、報警、生產(chǎn)信息處理、打印等各工序的功能。遠程站通過對采集I/O信號，借助接口模塊將現(xiàn)場的數(shù)字量及模擬量信號傳送到中央控制站。與此同時，也將中央控制器發(fā)送來的指令信號傳送至現(xiàn)場[2]。

2.2 智能自動化控制系統(tǒng)設(shè)計概述

根據(jù)前文所分析的智能系統(tǒng)概述，對其設(shè)計主要分為硬件和系統(tǒng)軟件兩方面的設(shè)計。在硬件設(shè)計中，有上位機、控制站、現(xiàn)場儀表三個設(shè)備，上位機工程師站采用的是P4/2.4G/512M/80G，53.34cm的純屏彩顯，能夠滿足多窗口操作的要求，人機界面使用HMI軟件。其加權(quán)后互操性的特點，有效的避免了在運行時一旦有設(shè)備故障發(fā)生則危及所有設(shè)備的現(xiàn)象。控制站選擇西門子S7-400系列的控制器，帶有集中的PROFIBUS-DP接口，且接口模塊連接到以太網(wǎng)工廠的總線。控制器使用ET200M分布式I/O作為奮戰(zhàn)，通過集中PROFIBUS-DP接口連接總線。現(xiàn)場儀表的選擇需要考國內(nèi)外的應(yīng)用實例、中藥提取的相關(guān)的指標(biāo)、工藝以及儀表安裝需要的附件和接觸物料的衛(wèi)生條件等方面。現(xiàn)階段多采用E+H、KEY_STONE等知名品牌的產(chǎn)品。

系統(tǒng)軟件使用西門子WINCC組態(tài)軟件和STEP7編程軟件為操作平臺，其系統(tǒng)的設(shè)計有管理軟件、控制軟件兩方面。管理軟件中將工藝流程的圖畫借助多畫面動態(tài)展示，直觀的提取出中藥提取生產(chǎn)和運行的動態(tài)信息。控制軟件則是能夠完成提取生產(chǎn)車間各工序之間的自動控制功能，在手動或者自動狀態(tài)下將開關(guān)轉(zhuǎn)到自動時，主要由系統(tǒng)自動的完成整個生產(chǎn)流程。其中還需要設(shè)置數(shù)據(jù)采集、自動控制以及故障處理模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)在中藥提取生產(chǎn)中各工序的自動化指令的接收的執(zhí)行，尤其在發(fā)生故障時，通過聯(lián)鎖停機的功能確保了中藥提取的有效性和質(zhì)量[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，近幾年我國正大青春寶藥業(yè)有限公司、江中制藥股份有限公司等著名的重要生產(chǎn)企業(yè)都進行了中藥提取的自動化控制，并且其控制系統(tǒng)對中藥生產(chǎn)系統(tǒng)以及各工藝參數(shù)做了詳細而全面的真實記錄，從根源上實現(xiàn)了中藥生產(chǎn)的可追溯性，為我國中藥的長遠發(fā)展奠定了扎實的基礎(chǔ)。

[1]董洪鵬.面向信息化的中藥提取過程監(jiān)控系統(tǒng)研究[D].天津科技大學(xué),2015.

[2]尹成萬.中藥自動化制藥過程中能效管理及優(yōu)化控制策略研究[D].河北工業(yè)大學(xué),2015.

[3]劉堂賓.中藥提取自動化智能控制設(shè)計研究[J].中國科技財富,2012,(10):443.