中藥提取自動化智能控制設計分析

魏杭立(正大青春寶藥業有限公司，浙江 杭州 310023)

中藥提取自動化智能控制設計分析

魏杭立(正大青春寶藥業有限公司，浙江 杭州 310023)

中藥生產現代化、規模化發展的前提和條件是實現其生產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的關鍵環節，在生產中極易受到溫度、壓力以及環境等多方面因素的影響。本文通過介紹提取工藝、從自動控制系統以及軟硬件方面入手，分析了中藥提取自動化智能控制設計。

中藥提取；自動化；智能控制

中藥作為中華民族的傳統文化成果，實現其提取工藝的自動化智能控制可以最大限度的優化其生產過程的整體，對提高生產企業的生產效率以及經濟效益方面具有至關重要的影響。除此之外，更能夠實現我國中藥生產的現代化水平。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操作要點

提取生產過程中的必備的設備為提取罐，根據提取罐的自動化控制分為四個階段的控制：其一，初始階段。需要設置初始參數，具體的有投料品名、批號、浸泡以及溶酶量及種類、種煎煮環節的時間、溫度、次數等；其二，投料、浸漬階段，啟動系統后，系統開始自動對溶酶進行累計，并與初始階段設置的參數進行校對和修正，以此來適時的調整控制系統并關閉溶酶閥，同時發送投料請示。在工作人員投料完畢后，系統自動開啟溶酶閥，在達到標準的溶酶量后再次關閉溶酶閥，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節，逐漸升高至煎煮的適宜溫度為止，計時時間停止后關閉加熱閥門，停止煎煮工序同時發出出藥提示。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束并完成出藥工序后，會發出除渣請示，待外部設備就位后，手動開啟系統的開鎖鉤，對罐底進行除渣，完畢后按下除渣完成按鈕，系統發出清洗請示，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束[1]。

2 中藥提取過程的智能自動化系統設計研究

2.1 智能自動化控制系統概述

控制系統構成有三級分布式網絡結構、上位機工程師站、控制站、遠程站，企業管理網標準接口、通訊網絡、電源、打印設備以及其他輔助設備等構成，具有較強的互操性特點。控制軟件以中藥生產工藝要點和特點為基礎進行針對性的控制，實現了其控制的先進性、優化性、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的各指標要求。

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

2.2 智能自動化控制系統設計概述

根據前文所分析的智能系統概述，對其設計主要分為硬件和系統軟件兩方面的設計。在硬件設計中，有上位機、控制站、現場儀表三個設備，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。其加權后互操性的特點，有效的避免了在運行時一旦有設備故障發生則危及所有設備的現象。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工廠的總線。控制器使用ET200M分布式I/O作為奮戰，通過集中PROFIBUS-DP接口連接總線。現場儀表的選擇需要考國內外的應用實例、中藥提取的相關的指標、工藝以及儀表安裝需要的附件和接觸物料的衛生條件等方面。現階段多采用E+H、KEY_STONE等知名品牌的產品。

系統軟件使用西門子WINCC組態軟件和STEP7編程軟件為操作平臺，其系統的設計有管理軟件、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展示，直觀的提取出中藥提取生產和運行的動態信息。控制軟件則是能夠完成提取生產車間各工序之間的自動控制功能，在手動或者自動狀態下將開關轉到自動時，主要由系統自動的完成整個生產流程。其中還需要設置數據采集、自動控制以及故障處理模塊，能夠實現系統在中藥提取生產中各工序的自動化指令的接收的執行，尤其在發生故障時，通過聯鎖停機的功能確保了中藥提取的有效性和質量[3]。

3 結語

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

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

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

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