中药提取车间自动化系统建设
摘 要本篇文章详细阐述了中药的提取技术以及相关流程，并且从自动化控制、软件与硬件开发角度着手，研究开发得到一套中药提取智能控制系统。在该系统中，中药提取是生产中药的重要环节之一，该环节非常容易受到外界环境等多个因素的影响。所有的控制阀均采用气动执行机构，如音叉、自控设备是以传感器为工作原理。音叉、电磁流量机、气动阀、压力变送器、气动角座阀等，考虑断电或断气状态下，蒸汽阀门处于关闭状态，冷水阀处于打开状态。软件是以西门子S7 300博图VCC14为编程软件实现中药提取自动化控制，是以DCS为控制系统，可通过中文语言的人机界面显控，使用者要输入登录名称以及密码才能够成功登录系统，应该设有多级权限保护，包括操作人员、系统维护者、管理人员等；每个等级拥有相应的可设置权限，用于使用屏幕数据或修改参数，操作记录及人员可追溯，要求实现严格的等级操作权限和不同对象的查询监测范围，使整个系统在受到非法侵入时，对系统造成的破坏性达到最小。只有系统管理者才能够对各个级别的权限进行设置。系统配置硬件要求安全可靠性高、故障率低、维护成本低、稳定性好、实用性强、性价比高、技术先进，具有可扩展性，能与生产设备自带控制系统兼容，符合国际主流标准。
目 录
引 言 1
一、绪论 2
（一）研究背景 2
（二） 研究意义 2
（三） 本论文重点研究 2
二、中药提取系统控制要求及工段流程介绍 3
（一）控制程序要求 3
（二）中药提取自控操作流程 5
三、 中药提取系统控制的传感器和执行器的作用 8
（一）投料至加水流程传感器和执行元件的作用 8
（二）升温与保温阶段传感器作用 10
四、 提取工段自动化控制系统的介绍 12
（一） 提取工段自动化系统概述 12
（二）自控系统程序 13
总 结 17
参考文献 18
谢 辞 19
引 言
中药提取罐车间智能系统控制的生产流程，是根据GMP，按照标准配方，生产得到固定量的产品，因为中药的提取过程通常使用批量化的生产模式，还可将其称为间歇生产模式。此种方法的主要特点是：多 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
品种、小品种、大品中，其特征是：药材的流动不具有连续性、药料以及各项装置稳定性较差、小品种生产过程和工艺流程具有不确定性。不连续性即药料投入、出液是间断的，操作过程严格按照工艺流程执行，设备工作也是不连续的。不稳定性指的是生产药物时各种药材以及装置经常会发生变化。不确定性即按照市场需要的变化而生产各类产品，更改工艺流程。但不足具表现为：
DCS（过程控制系统），对升温、压力、液位等参数和控制缺乏准确的认知与操作。
操作人员通过生产经验判断生产过程中，液位升与降的目测调整蒸汽开度。
设备采用手动操作，无法保障时间准确性。
无法监控生产工艺流程。
为了提高设备对不同生产中药提取工艺和相似的工艺的适应能力，通过自动控制达到对仪表设备的精确控制，严格按照顺序执行工艺流程，使每批次产品生产实现自动化动作，从而获得人工成本减少、生产批次追溯是中药提取企业对自动化控制的基本要求。
在国内中药生产行业中，中药生产的工艺数据采集是相当缺乏的，生产人员通过长期的生产经验评估生产数值，使生产的数据具有不准确性，与生产的数据偏差较大。因此，针对中药制造行业的“准时”与“定量”的数据采集，根据生产工艺参数要求与实际参数、生产间设备运行的关系，是保障中药制药的重要因数，这也是中药提取与自动化控制的重要前提之一。据目前而言国内中药行业中，对整个中药提取生产工艺流程的自动化控制内处于尝试状态，以液位作为生产工人的参考，出现液位上升与下降情况，就控制提取罐的蒸汽调节阀进行调整，而压力、液位、温度等其他重要因数缺少考虑。由于生产人员的个人经验及理解能力的不相同，无法精确的保证蒸汽调节阀开度，从而很难保障到中药生产的质量要求，验证影响到中药生产的效率；
当前，我国中药提取自动化生产的最大的规模为：重庆太极制药集团；拥有的全国最大的中药提取自动化生产的基地，能够代加工其他制药厂生产，该厂的中药提取自动化生产水平较高，生产质量较好，是我国中药提取行业标杆。
一、绪论
（一）研究背景
中医药是我国传统文化的精髓之一，几千年以来，中医药为华夏民族的繁荣发展做出了巨大贡献。由于当今世界受到健康思想的影响，很多国家开始呼吁重视药品安全，而中药因为治疗效果较好、副作用低，因此受到了国际上的广泛重视。但是我国大部分药厂在生产中药时过于依赖传统经验，缺乏一定的创新性和规范性，在生产过程中仅依赖人工经验；中药提取过程使用的技术较为落后，未将新技术、新模式用于生产过程中，如此不但没有办法实现科学有效的质控，其未来的发展也会受到一定的阻碍。因为中国许多的中药生产厂家在药物生产过程中始终过于看重传统经验，导致药物疗效、药物成分和生产流程缺乏有效、严格的管控；要想真正转变这一局面，最有效的方式便是使用先进的技术，对各项操作、指标进行科学、准确的管控。使中药生产流程真正实现现代化，进而提升中国中药的国际影响力。是以GMP（中国药品生产质量管理规范）：一、从我国的规范逐渐发展为国际规范或者直接由其代替；二、规范逐渐过渡为治本，验证概念的产生以及发展便是GMP逐渐过渡为治本的一项重要成果。
研究意义
将本文设计得到的中药提取自动化控制系统应用于实际生产中，公司不但能够减小成本、节约人力，还能够进一步完善公司根据市场需求的改变而调整的工艺流程，从而大大提高药厂的竞争能力；使用该系统对中药生产流程进行控制能够有效提升其工艺水平，能够解决现如今中药材领域出现的种类繁杂、质量不稳定等问题，提高药物疗效，间接可以缩小我国中药成品和国外植物药之间的差距。通过解决中药生产流程复杂、装置间断、品种杂多等问题，能够使得中药提取的技术以及装置完成跨越式发展，为中药开辟国外市场打下坚实基础，进而提升中药在国际上的竞争力，真正实现该行业的现代化发展。
本论文重点研究
本论文重点介绍的具体安排如下：
简单阐述研究中药提取工段的具体过程。
分析提取工段使用的传感器和相关的测量技术。
分析用于提取工段的控制方式，引用先进理论，构建其系统集成、单元执行元件。
中药生产整个过程的自动化管控，了解现场调控、工作状态情况。
二、中药提取系统控制要求及工段流程介绍
（一）控制程序要求
1、单体控制点说明：
仪表：有液位计、阀门位置反馈、接近开关、变频电机运行频率反馈等（对于电机类的多点机构每个I/O点独立为一个单体控制点），通过各类仪表对生产中的各个环节进行控制，将各类参数量化。仪表都是输入信号，作为显示，可对各类仪表信号值设置报警。
目 录
引 言 1
一、绪论 2
（一）研究背景 2
（二） 研究意义 2
（三） 本论文重点研究 2
二、中药提取系统控制要求及工段流程介绍 3
（一）控制程序要求 3
（二）中药提取自控操作流程 5
三、 中药提取系统控制的传感器和执行器的作用 8
（一）投料至加水流程传感器和执行元件的作用 8
（二）升温与保温阶段传感器作用 10
四、 提取工段自动化控制系统的介绍 12
（一） 提取工段自动化系统概述 12
（二）自控系统程序 13
总 结 17
参考文献 18
谢 辞 19
引 言
中药提取罐车间智能系统控制的生产流程，是根据GMP，按照标准配方，生产得到固定量的产品，因为中药的提取过程通常使用批量化的生产模式，还可将其称为间歇生产模式。此种方法的主要特点是：多 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
品种、小品种、大品中，其特征是：药材的流动不具有连续性、药料以及各项装置稳定性较差、小品种生产过程和工艺流程具有不确定性。不连续性即药料投入、出液是间断的，操作过程严格按照工艺流程执行，设备工作也是不连续的。不稳定性指的是生产药物时各种药材以及装置经常会发生变化。不确定性即按照市场需要的变化而生产各类产品，更改工艺流程。但不足具表现为：
DCS（过程控制系统），对升温、压力、液位等参数和控制缺乏准确的认知与操作。
操作人员通过生产经验判断生产过程中，液位升与降的目测调整蒸汽开度。
设备采用手动操作，无法保障时间准确性。
无法监控生产工艺流程。
为了提高设备对不同生产中药提取工艺和相似的工艺的适应能力，通过自动控制达到对仪表设备的精确控制，严格按照顺序执行工艺流程，使每批次产品生产实现自动化动作，从而获得人工成本减少、生产批次追溯是中药提取企业对自动化控制的基本要求。
在国内中药生产行业中，中药生产的工艺数据采集是相当缺乏的，生产人员通过长期的生产经验评估生产数值，使生产的数据具有不准确性，与生产的数据偏差较大。因此，针对中药制造行业的“准时”与“定量”的数据采集，根据生产工艺参数要求与实际参数、生产间设备运行的关系，是保障中药制药的重要因数，这也是中药提取与自动化控制的重要前提之一。据目前而言国内中药行业中，对整个中药提取生产工艺流程的自动化控制内处于尝试状态，以液位作为生产工人的参考，出现液位上升与下降情况，就控制提取罐的蒸汽调节阀进行调整，而压力、液位、温度等其他重要因数缺少考虑。由于生产人员的个人经验及理解能力的不相同，无法精确的保证蒸汽调节阀开度，从而很难保障到中药生产的质量要求，验证影响到中药生产的效率；
当前，我国中药提取自动化生产的最大的规模为：重庆太极制药集团；拥有的全国最大的中药提取自动化生产的基地，能够代加工其他制药厂生产，该厂的中药提取自动化生产水平较高，生产质量较好，是我国中药提取行业标杆。
一、绪论
（一）研究背景
中医药是我国传统文化的精髓之一，几千年以来，中医药为华夏民族的繁荣发展做出了巨大贡献。由于当今世界受到健康思想的影响，很多国家开始呼吁重视药品安全，而中药因为治疗效果较好、副作用低，因此受到了国际上的广泛重视。但是我国大部分药厂在生产中药时过于依赖传统经验，缺乏一定的创新性和规范性，在生产过程中仅依赖人工经验；中药提取过程使用的技术较为落后，未将新技术、新模式用于生产过程中，如此不但没有办法实现科学有效的质控，其未来的发展也会受到一定的阻碍。因为中国许多的中药生产厂家在药物生产过程中始终过于看重传统经验，导致药物疗效、药物成分和生产流程缺乏有效、严格的管控；要想真正转变这一局面，最有效的方式便是使用先进的技术，对各项操作、指标进行科学、准确的管控。使中药生产流程真正实现现代化，进而提升中国中药的国际影响力。是以GMP（中国药品生产质量管理规范）：一、从我国的规范逐渐发展为国际规范或者直接由其代替；二、规范逐渐过渡为治本，验证概念的产生以及发展便是GMP逐渐过渡为治本的一项重要成果。
研究意义
将本文设计得到的中药提取自动化控制系统应用于实际生产中，公司不但能够减小成本、节约人力，还能够进一步完善公司根据市场需求的改变而调整的工艺流程，从而大大提高药厂的竞争能力；使用该系统对中药生产流程进行控制能够有效提升其工艺水平，能够解决现如今中药材领域出现的种类繁杂、质量不稳定等问题，提高药物疗效，间接可以缩小我国中药成品和国外植物药之间的差距。通过解决中药生产流程复杂、装置间断、品种杂多等问题，能够使得中药提取的技术以及装置完成跨越式发展，为中药开辟国外市场打下坚实基础，进而提升中药在国际上的竞争力，真正实现该行业的现代化发展。
本论文重点研究
本论文重点介绍的具体安排如下：
简单阐述研究中药提取工段的具体过程。
分析提取工段使用的传感器和相关的测量技术。
分析用于提取工段的控制方式，引用先进理论，构建其系统集成、单元执行元件。
中药生产整个过程的自动化管控，了解现场调控、工作状态情况。
二、中药提取系统控制要求及工段流程介绍
（一）控制程序要求
1、单体控制点说明：
仪表：有液位计、阀门位置反馈、接近开关、变频电机运行频率反馈等（对于电机类的多点机构每个I/O点独立为一个单体控制点），通过各类仪表对生产中的各个环节进行控制，将各类参数量化。仪表都是输入信号，作为显示，可对各类仪表信号值设置报警。
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