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(dòng)化智能控制設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)其生產(chǎn)過(guò)程中的總體自動(dòng)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(guò)介紹提取工藝、從自動(dòng)控制系統(tǒng)以及軟硬件方面入手，分析了中藥提取自動(dòng)化智能控制設(shè)計(jì)。

中藥提取；自動(dòng)化；智能控制

中藥作為中華民族的傳統(tǒng)文化成果，實(shí)現(xiàn)其提取工藝的自動(dòng)化智能控制可以最大限度的優(yōu)化其生產(chǎn)過(guò)程的整體，對(duì)提高生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率以及經(jīng)濟(jì)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(guó)中藥生產(chǎn)的現(xiàn)代化水平。故此對(duì)中藥提取自動(dòng)化智能控制進(jìn)行分析很有必要。

1 中藥提取工藝的相關(guān)操作要點(diǎn)

提取生產(chǎn)過(guò)程中的必備的設(shè)備為提取罐，根據(jù)提取罐的自動(dòng)化控制分為四個(gè)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(hào)、浸泡以及溶酶量及種類(lèi)、種煎煮環(huán)節(jié)的時(shí)間、溫度、次數(shù)等；其二，投料、浸漬階段，啟動(dòng)系統(tǒng)后，系統(tǒng)開(kāi)始自動(dòng)對(duì)溶酶進(jìn)行累計(jì)，并與初始階段設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行校對(duì)和修正，以此來(lái)適時(shí)的調(diào)整控制系統(tǒng)并關(guān)閉溶酶閥，同時(shí)發(fā)送投料請(qǐng)示。在工作人員投料完畢后，系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟溶酶閥，在達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的溶酶量后再次關(guān)閉溶酶閥，在開(kāi)始浸漬工序；其三，煎煮，浸漬時(shí)間開(kāi)始后，開(kāi)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(jì)時(shí)時(shí)間停止后關(guān)閉加熱閥門(mén)，停止煎煮工序同時(shí)發(fā)出出藥提示。如果同意出藥，提取罐開(kāi)啟出藥閥、出藥泵等相關(guān)部件，并開(kāi)啟儲(chǔ)罐進(jìn)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(huì)發(fā)出除渣請(qǐng)示，待外部設(shè)備就位后，手動(dòng)開(kāi)啟系統(tǒng)的開(kāi)鎖鉤，對(duì)罐底進(jìn)行除渣，完畢后按下除渣完成按鈕，系統(tǒng)發(fā)出清洗請(qǐng)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(guò)程的智能自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

2.1 智能自動(dòng)化控制系統(tǒng)概述

控制系統(tǒng)構(gòu)成有三級(jí)分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、上位機(jī)工程師站、控制站、遠(yuǎn)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(qiáng)的互操性特點(diǎn)。控制軟件以中藥生產(chǎn)工藝要點(diǎn)和特點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行針對(duì)性的控制，實(shí)現(xiàn)了其控制的先進(jìn)性、優(yōu)化性、安全性和智能性特點(diǎn)，將中藥提取從提取罐、固液分離、真空濃縮全過(guò)程的各工序進(jìn)行全自動(dòng)化智能操作，極大的滿(mǎn)足了中藥提取生產(chǎn)的各指標(biāo)要求。

工程師站則為整個(gè)系統(tǒng)的順利進(jìn)展提供良好的技術(shù)支持，通過(guò)日常的軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)工作，將控制程序加載到各子系統(tǒng)的控制站，并遠(yuǎn)程診斷控制器以及子系統(tǒng)模塊組建的動(dòng)態(tài)性運(yùn)行狀態(tài)。操作站則承擔(dān)了設(shè)備運(yùn)動(dòng)的監(jiān)控、操作、指示、報(bào)警、生產(chǎn)信息處理、打印等各工序的功能。遠(yuǎn)程站通過(guò)對(duì)采集I/O信號(hào)，借助接口模塊將現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)字量及模擬量信號(hào)傳送到中央控制站。與此同時(shí)，也將中央控制器發(fā)送來(lái)的指令信號(hào)傳送至現(xiàn)場(chǎng)[2]。

2.2 智能自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述

根據(jù)前文所分析的智能系統(tǒng)概述，對(duì)其設(shè)計(jì)主要分為硬件和系統(tǒng)軟件兩方面的設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)中，有上位機(jī)、控制站、現(xiàn)場(chǎng)儀表三個(gè)設(shè)備，上位機(jī)工程師站采用的是P4/2.4G/512M/80G，53.34cm的純屏彩顯，能夠滿(mǎn)足多窗口操作的要求，人機(jī)界面使用HMI軟件。其加權(quán)后互操性的特點(diǎn)，有效的避免了在運(yùn)行時(shí)一旦有設(shè)備故障發(fā)生則危及所有設(shè)備的現(xiàn)象?？刂普具x擇西門(mén)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(xiàn)?？刂破魇褂肊T200M分布式I/O作為奮戰(zhàn)，通過(guò)集中PROFIBUS-DP接口連接總線(xiàn)?，F(xiàn)場(chǎng)儀表的選擇需要考國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用實(shí)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?，F(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(mén)子WINCC組態(tài)軟件和STEP7編程軟件為操作平臺(tái)，其系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(huà)借助多畫(huà)面動(dòng)態(tài)展示，直觀的提取出中藥提取生產(chǎn)和運(yùn)行的動(dòng)態(tài)信息。控制軟件則是能夠完成提取生產(chǎn)車(chē)間各工序之間的自動(dòng)控制功能，在手動(dòng)或者自動(dòng)狀態(tài)下將開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到自動(dòng)時(shí)，主要由系統(tǒng)自動(dòng)的完成整個(gè)生產(chǎn)流程。其中還需要設(shè)置數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)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(dòng)化指令的接收的執(zhí)行，尤其在發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)聯(lián)鎖停機(jī)的功能確保了中藥提取的有效性和質(zhì)量[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，近幾年我國(guó)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(jìn)行了中藥提取的自動(dòng)化控制，并且其控制系統(tǒng)對(duì)中藥生產(chǎn)系統(tǒng)以及各工藝參數(shù)做了詳細(xì)而全面的真實(shí)記錄，從根源上實(shí)現(xiàn)了中藥生產(chǎn)的可追溯性，為我國(guó)中藥的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

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

[2]尹成萬(wàn).中藥自動(dòng)化制藥過(guò)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(dòng)化智能控制設(shè)計(jì)研究[J].中國(guó)科技財(cái)富,2012,(10):443.