中药提取自动控制系统设计
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基于物联网的智能中药种植系统设计1. 引言1.1 背景介绍中药种植在我国具有悠久的历史和深厚的传统,是中医药文化的重要组成部分。
由于传统中药种植存在着很多问题,如种植过程中的监管不足、环境污染、药材质量不稳定等,导致中药材的品质和药效无法得到有效保障。
为了解决这些问题,基于物联网技术的智能中药种植系统应运而生。
智能中药种植系统结合了传感器技术、数据分析技术和远程监控技术,在中药种植的各个环节实现了智能化监测和管理。
通过实时监测土壤湿度、温度、光照等环境参数,系统可以精确控制种植环境,保证中药材的生长质量和稳定性。
系统还可以根据实时数据分析,提供种植过程中的科学指导,使种植者能够及时调整种植策略,最大限度地提高产量和质量。
在当前大数据和人工智能技术迅速发展的背景下,智能中药种植系统具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。
通过引入物联网技术,中药种植将迎来一次革命性的变革,为中医药产业的发展注入新的活力和动力。
【字数:238】1.2 研究意义中药种植对我国传统中医药文化的传承和发展具有重要意义。
随着人口增加和环境污染加剧,中药材资源越来越稀缺,传统的中药材种植方式已经不能满足市场需求。
开发智能中药种植系统具有重要的研究意义。
智能中药种植系统能够利用物联网技术监控中药材的生长环境,实现对土壤、气候、水分等因素的精准监测和控制,提高中药材的产量和质量。
智能中药种植系统还可以实现远程监控和管理,减少人力成本,提高生产效率,推动中药产业的现代化和智能化发展。
通过研究智能中药种植系统,不仅可以保护传统中药文化,促进中药产业的发展,还可以提高中药的质量和药效,为人们提供更加安全有效的中药药材。
研究智能中药种植系统具有重要的意义和价值。
【字数:212】.1.3 研究现状当前,随着人们对中医药的关注度不断提高,传统中药种植技术也面临着新的发展机遇和挑战。
目前,传统中药种植主要依靠人工管理和经验积累,存在着生产效率低、质量不稳定、资源浪费等诸多问题。
中药提取生产过程及自动化控制研究中药提取是一种将草药中的有效成分通过物理或化学方法提取出来的工艺。
本文将介绍中药提取的生产过程以及自动化控制的研究。
中药提取的生产过程一般包括原料研磨、提取、浓缩、精制等步骤。
下面将对每个步骤进行详细介绍。
1. 原料研磨:中药一般需要进行研磨处理,使得草药颗粒细小,增加其与溶剂接触面积,有利于提取效果的提高。
常用的研磨设备包括研磨机和球磨机等。
2. 提取:将研磨后的中药放入提取设备中,加入合适的溶剂进行提取。
溶剂的选择需要考虑对中药有效成分的溶解性以及药材的特性等因素。
常用的提取设备有浸提罐、回流提取器等。
提取的过程可以通过加热、浓缩、搅拌等方式进行,以提高提取效果。
3. 浓缩:提取液中溶剂含量较高,需要进行浓缩处理以获得浓缩液。
浓缩可以通过蒸发、真空浓缩等方式进行。
浓缩的目的是为了减少体积,提高中药有效成分的浓度。
4. 精制:对浓缩液进行进一步处理,去除杂质,提高中药有效成分的纯度。
精制过程包括晶体分离、过滤、结晶等。
不同的中药有不同的精制方法,需要根据具体情况进行选择。
1. 自动化设备的选择和设计:根据中药提取的不同步骤和需求,选择合适的自动化设备,如研磨机、提取设备、浓缩设备等。
需要根据实际情况设计控制系统,实现自动化操作。
2. 过程参数的控制和监测:在中药提取的过程中,需要控制和监测一系列的过程参数,如温度、压力、物料流量等。
可以利用传感器和仪器设备对这些参数进行实时监测,并通过控制系统进行自动控制。
3. 控制策略的优化:中药提取过程中的控制策略需要根据实际情况进行优化。
在提取过程中,可以根据草药的特性和溶剂的溶解性等因素,调整提取时间、提取温度等参数,以提高提取效果。
4. 数据处理和分析:中药提取的自动化控制系统可以收集和记录大量的数据,包括过程参数、操作记录等。
通过对这些数据进行处理和分析,可以提取有用的信息,优化生产过程,提高生产效率和质量。
中药提取的生产过程可以通过自动化控制实现,以提高生产效率和质量。
四川雅安三九药业有限公司,四川雅安625000)摘要:从中药提取生产操作的工序操作要领出发,从提取、浓缩、调醇、碱析、热回流工序5方面探讨了其自动化控制。
关键词:中药提取生产;自动化控制;提取;浓缩;调醇;碱析;热回流我国已投入使用的中药提取过程控制大多是独立运行的自控系统,这些系统极大地解决了优化控制问题,提高了生产安全性和生产效率,保证了设备控制的一致性,减少批间差异,确保了产品质量。
但是,就目前运行情况来看,中药提取过程自控系统存在以下不足:(1)控制程序固定,在更换新产品时,往往需要专业编程人员才能添加、修改控制程序;(2)自控元件一旦出现故障,很难有识别信息系统能立即纠偏。
本文以提取车间的主要生产工序为例,分别阐述各工序的自控操作控制需要涉及或考虑的内容。
1 提取工序自控操作中药固—液萃取最常用的设备是提取罐,一般分为动态提取罐和静态提取罐,提取罐的自控操作大致包括如下内容:(1)检漏控制:进水阀门、转子流量计。
完成功能:自动定量进检漏水、提示检漏。
(2)定量加溶媒:转子流量计、阀门。
完成功能:加水到设定量。
(3)人工投料:完成功能:指示灯请求投料,人工投料完成后,按投料完成按钮。
(4)升温控制:温度变送器、压力变送器、蒸汽流量调节阀和直通阀。
完成功能:自动开蒸汽流量调节阀和直通阀,检测罐内料液温度和夹套压力,温度升到设定值时,控制料液循环一定时间,如果温度降到设定值以下,继续升温过程,否则,进入恒温控制。
(5)恒温定时:温度变送器、压力变送器、蒸汽流量调节阀。
完成功能:检测料液温度、夹套压力、控制调节阀开度保持料液温度在设定值±1 ℃范围内,计算机计时达设定时间,进入下一步。
(6)定时循环:泵、阀。
完成功能:升温/恒温期间,按计算机设定的启动时间和间隔时间启/停循环操作。
1.1 设置上位机输入本次投料品名、批号、浸泡时间、煎煮温度、煎煮时间、溶媒量、溶媒种类、煎煮次数等参数。
中药提取工艺各工序关键参数控制1、提取:1.1提取溶媒(水或乙醇)流量控制:达到设定流量时停止泵、关闭阀门,精准控制溶媒流量;1.2蒸汽压力:通过调节阀PID回路控制加热蒸汽压力,设置压力报警,报警时紧急关闭蒸汽阀门。
1.3罐内压力:设置压力报警,报警时紧急关闭蒸汽阀门。
1.4罐内温度:通过调节阀PID回路控制罐内温度,设置温度报警,报警时紧急关闭蒸汽阀门。
1.5出渣:通过光电开关检测出渣车位置,通过光电开关检测出渣门和出渣锁位置,出渣车到位后一次开启出渣锁和出渣锁开始排渣。
2、浓缩:2.1浓缩进液控制:通过浓缩器液位检测控制浓缩进液量,达到液位后关闭进液阀。
2.2蒸汽压力:通过调节阀PID回路控制加热蒸汽压力,设置压力报警,报警时紧急关闭蒸汽阀门。
2.3罐内压力:设置压力报警,报警时紧急关闭蒸汽阀门,开启放空阀。
2.4罐内温度:通过调节阀PID回路控制罐内温度,设置温度报警,报警时紧急关闭蒸汽阀门。
2.5浓缩回收溶媒控制:通过液位计检测浓缩回收溶媒量,自动控制阀门排至回收罐或排污,并设置液位报警,报警应急时停止浓缩。
3、醇沉:3.1醇沉进溶媒控制:通过流量计检测醇沉进溶媒流量,达到流量后停止泵、关闭阀门。
3.2醇沉温度控制:通过阀门控制醇沉冷冻水,冷却醇沉液。
3.3醇沉浓度控制:通过密度计检测醇沉液乙醇含量,并设置浓度报警,以及应急处理(停止进溶媒,加入水等)。
4、乙醇精馏与调配:4.1精馏进液:通过进液流量计和精馏液位多级控制,流量或液位达到后停止泵、关闭阀门。
4.2蒸汽压力:通过调节阀PID回路控制加热蒸汽压力,设置压力报警,报警时紧急关闭蒸汽阀门。
4.3塔釜压力与塔顶压力:设置压力报警,报警时紧急关闭蒸汽阀门,停止精馏,开启放空阀。
4.4塔釜温度与塔顶温度:通过调节阀PID回路控制罐内温度,设置温度报警,报警时紧急关闭蒸汽阀门,停止精馏。
4.5出液流量与回流流量控制:通过流量计检测出液和回流流量,设置流量报警,报警时关闭真气阀门,开启放空阀,停止精馏。
提取车间自动化系统用户需求说明目录1.介绍 (3)2. 目的 (3)3.范围 (3)3.1系统范围 (3)3.2工程内容和施工范围 (3)4.职责 (4)4.1系统使用部门 (4)4.2设备工程部 (4)4.3质量管理部 (4)5. 缩略语 (4)6. 法规和指南 (6)1.1法规 (6)2.2 指南 (6)7.公用系统参数需求 (7)8.用户需求 (8)9.推荐供应商品牌 (31)10. 附件错误!未定义书签。
1.介绍本用户需求说明(URS)是为了规定****制药有限公司提取车间自动化控制系统工程的技术要求,为该系统的招标提供技术依据,并作为后续验证工作的基础,包括:FAT草案和报告、DQ草案和报告、SAT草案和报告、IQ草案和报告、OQ草案和报告、PQ草案和报告。
本文件作为供应商编制设备设计制造、调试和服务技术条款的基础,供应商应根据本文件需求逐条做出响应,提供其技术要求是否满足本文件需求标准,如有偏差和不符合项应列出,并详细说明或提供解决方案。
在本URS中用户仅提出基本的技术要求和设备的基本要求,并未涵盖和限制卖方设备具有更高的设计与制造标准和更加完善的功能、更完善的配置和性能、更优异的部件和更高水平的控制系统。
卖方应在满足本URS的前提下提供卖方能够达到的更高标准和功能的高质量设备及其相关服务。
卖方的设备应满足中国有关设计、制造、安全、环保等规程、规范和强制性标准要求。
如遇与卖方所执行的标准发生矛盾时,应按较高标准执行(强制性标准除外)。
2.目的用户需求说明是系列技术说明中的第一个。
它是用户对项目范围的预期情况进行的高层次说明,是用户对提取车间自动化控制系统工程的技术要求的详述,是设计的依据,决定了中药产业化项目取车间自动化控制系统的性能,同时为中药产业化项目取车间自动化控制系统设计、测试、验证提供了可接受标准依据。
3.范围3.1系统范围系统描述:本系统包括取车间自动化控制系统及其附属仪表、阀门等设施等所有必要的附件。
制药行业智能化中药现代化生产与质量控制方案第1章智能化中药现代化生产概述 (3)1.1 中药现代化发展背景 (3)1.2 智能化生产技术在中药行业的应用 (3)第2章中药原料生产与质量控制 (4)2.1 中药材种植与采收 (4)2.1.1 种植基地选择 (4)2.1.2 种质资源管理 (4)2.1.3 栽培技术规范 (4)2.1.4 采收时机与方式 (4)2.2 中药材加工与储藏 (5)2.2.1 加工方法 (5)2.2.2 加工设备 (5)2.2.3 储藏条件 (5)2.2.4 储藏期管理 (5)2.3 中药材质量标准与检测 (5)2.3.1 质量标准制定 (5)2.3.2 检测方法 (5)2.3.3 检测指标 (5)2.3.4 质量追溯体系 (5)第3章智能化提取工艺与设备 (5)3.1 中药提取工艺原理 (5)3.2 智能化提取设备选型与应用 (6)3.3 提取过程优化与控制 (6)第4章智能化制剂技术与设备 (6)4.1 中药制剂技术概述 (6)4.2 智能化制粒技术与设备 (7)4.3 智能化压片技术与设备 (7)4.4 智能化包装技术与设备 (7)第5章智能化生产过程监控与优化 (8)5.1 生产过程参数监测 (8)5.1.1 参数监测的重要性 (8)5.1.2 监测参数的选择 (8)5.1.3 监测方法与设备 (8)5.2 生产过程数据分析与处理 (8)5.2.1 数据预处理 (8)5.2.2 数据分析方法 (8)5.2.3 生产过程异常检测 (8)5.3 生产过程优化与调度 (8)5.3.1 生产过程优化方法 (8)5.3.3 智能优化与调度系统 (9)第6章质量控制策略与实施 (9)6.1 中药质量控制指标体系 (9)6.1.1 原料质量控制指标 (9)6.1.2 生产工艺质量控制指标 (9)6.1.3 成品质量控制指标 (9)6.1.4 包装质量控制指标 (9)6.2 质量控制策略制定 (9)6.2.1 风险评估 (9)6.2.2 质量控制标准制定 (10)6.2.3 质量控制流程设计 (10)6.2.4 质量控制人员培训 (10)6.3 质量控制实施与监管 (10)6.3.1 质量控制实施 (10)6.3.2 质量监管 (10)6.3.3 质量数据管理 (10)6.3.4 持续改进 (10)第7章智能化仓储与物流管理 (10)7.1 仓储物流系统概述 (10)7.1.1 仓储物流系统发展现状 (10)7.1.2 仓储物流系统发展趋势 (11)7.2 智能化仓储设备与应用 (11)7.2.1 智能搬运 (11)7.2.2 自动货架 (11)7.2.3 智能叉车 (11)7.3 智能化物流管理与调度 (11)7.3.1 智能化物流管理 (11)7.3.2 智能化物流调度 (11)第8章数据分析与决策支持 (12)8.1 生产数据采集与处理 (12)8.1.1 生产数据采集方法 (12)8.1.2 数据预处理 (12)8.1.3 数据整合 (12)8.2 数据挖掘与分析方法 (12)8.2.1 关联规则挖掘 (12)8.2.2 分类与预测 (12)8.2.3 聚类分析 (12)8.3 决策支持系统构建与应用 (13)8.3.1 决策支持系统构建 (13)8.3.2 决策支持系统应用 (13)8.3.3 决策支持系统效果评估 (13)第9章智能化设备维护与管理 (13)9.1 设备维护策略制定 (13)9.1.2 设备维护策略制定流程 (13)9.2 智能化设备故障诊断与预测 (14)9.2.1 设备故障诊断技术 (14)9.2.2 设备故障预测方法 (14)9.3 设备维护与管理信息化 (14)9.3.1 设备维护信息化 (14)9.3.2 设备管理信息化 (14)第10章中药现代化生产与质量控制发展趋势 (15)10.1 行业发展现状与趋势分析 (15)10.2 智能制造技术在中药行业的应用前景 (15)10.3 质量控制技术创新与发展方向 (15)10.4 产业政策与标准体系建设展望 (15)第1章智能化中药现代化生产概述1.1 中药现代化发展背景中药作为我国传统医学的重要组成部分,具有数千年的历史。
中药提取车间节能方案一、引言中药提取是中药现代化生产过程中的关键环节,然而其能耗较高,因此,制定和实施科学合理的节能方案对于提高生产效率、降低生产成本以及实现绿色可持续发展具有重要意义。
以下将提出一套针对中药提取车间的节能方案。
二、工艺流程优化1. 提高提取效率:采用高效动态逆流提取技术、超声波辅助提取等新型提取方法,减少提取时间与能源消耗;同时,精确控制提取温度、压力和固液比,既能保证有效成分的充分提取,又能避免无效能耗。
2. 回收利用:对提取过程中产生的余热进行回收,如通过热交换器将高温药液的热量传递给待加热的冷水,用于预热或辅助加热,达到节约能源的目的。
三、设备改造升级1. 选择节能型设备:优先选用节能性能好、运行效率高的新型中药提取设备,如采用变频调速技术的搅拌设备,能根据实际需要调整运行速度,减少无用功的损耗。
2. 加强设备维护保养:定期对设备进行检修维护,确保设备处于良好的运行状态,降低因设备故障导致的额外能源浪费。
四、智能控制系统建设1. 引入自动化控制系统:通过PLC、DCS等自动化控制系统,实现提取过程的精准控制和智能化管理,减少人工干预带来的不必要能耗。
2. 能耗在线监测与分析:建立完善的能耗监控系统,实时监测各工序、设备的能耗情况,通过对数据的深度挖掘与分析,找出节能潜力点,为优化生产提供依据。
五、绿色生产理念推广1. 培训教育:加强员工的节能降耗意识培训,让全体员工从思想上认识到节能减排的重要性,并将其贯彻到日常操作中。
2. 绿色生产体系构建:按照ISO14001环境管理体系要求,建立并完善中药提取车间的绿色生产体系,从源头减量化、过程清洁化、废物资源化等方面全面提升车间的绿色发展水平。
综上所述,中药提取车间的节能方案应涵盖工艺优化、设备更新、智能控制、员工培训及绿色生产等多个层面,通过综合施策,形成系统的节能策略,以实现中药提取生产的高效、节能与环保。
中药提取与自动控制(第二版)杨建新2013.11.26摘要:中药制药企业完成了GMP改造任务后,企业素质普遍提升,但是还普遍存在生产效率低,资源利用不够有效的问题,提高生产效率、降低生产成本、提高竞争力,成为企业关注的问题。
本文初步探讨如何利用计算机集成的自动化技术技术,构建中药提取自动化系统。
关键词:●间歇生产过程:以顺序的操作步进行批量产品生产的过程;●处方(recipe):专门确定某个特定产品生产要求的一组必要信息;(笔者注:处方中包含配方(formula)和处方程序(recipe procedure))●注 :本部分定义的处方有4种:通用处方、现场处方、主处方和控制处方。
●配方(formula):一种包括过程输人、过程参数和过程输出的处方信息;(注:formula在有些相关资料中被译为公式,笔者认为有些不妥)●过程参数(process parameter):制造一种材料所需的但不属于过程输人或者过程输出类别的信息。
●注 : 过程参数信息的例子有温度、压力和时间;●批过程( batch process):指在有限的时间内,使用一台或多台装置,通过一组有序的处理活动来处理输人材料量,生产有限量材料的过程;注: batch process常有被错译成批处理的情况。
●过程控制(process control):包含提供顺序控制、调节控制和离散控制以及采集和显示数据所需控制功能的控制活动。
一、中药提取生产过程中药提取生产过程,是依据GMP规范,按给定的配方,生产一定数量产品的过程。
中药提取生产采用批量生产方式,也叫间歇生产方式。
其主要特点是:小批量、多品种,其特征是:物料流动的不连续性、物料和设备的非稳态性、产品及其工艺的不确定性和设备资源的动态调度分配。
不连续性是指物料输入、输出是断续的,单元操作是按顺序进行的,设备运行是间断的。
非稳态性是指生产过程中物料和设备都时常处于变化状态。
不确定性指的是要根据市场需求生产不同产品,和增加新产品。
为了提高设备对不同产量和类似工艺的适应能力,中药提取生产设备需要具有良好的柔性,能生产多种工艺相近似的产品。
一种产品生产完成,对设备进行清洗后,即可生产另一种产品。
中药提取过程单元,一般安装多台操作设备(如提取罐、浓缩器),配置大小不同的多组兼用设备(如:缓冲罐、储罐),设备按串联和并联结构排布,组成串、并联结构提取过程单元,设备单元之间采用固定管道连接或非固定软管连接。
设备以连续、半连续、间歇方式工作。
中药提取过程单元按生产的产品划分,可分为单品种过程单元、多品种单流程过程单元,多品种多流程过程单元。
单品种过程单元的生产工艺流程、原料配比和工艺参数都是确定的。
多品种单流程过程单元可以生产一族不同规格的产品,产品生产工艺流程相同,参数变化。
多品种多流程过程单元可以生产不同品种的产品,产品生产流程和工艺参数都可以改变。
除此之外,还有中试过程单元,中试过程单元大多采用多品种多流程形式。
目前常用的中药提取单元设备主要包括:多功能提取罐、热回流提取装置、外循环真空减压浓缩器、内循环真空减压浓缩器、球形浓缩器、搅拌沉淀罐、冷沉罐、离心机、板框过滤器、精馏塔、溶剂配置罐、脱色罐、结晶罐、大孔树脂吸附洗脱装置、膜分离/膜浓缩装置、超临界萃取装置、微波提取装置、超声波萃取装置、储罐等。
二、中药提取生产过程对自动控制的需求对设备单元进行精确控制,严格按顺序执行每一步操作,使每批产品生产实现最优控制,从而获得经济效益是中药提取企业对自动控制的基本需求。
中药提取过程是间歇生产过程,其具体自动控制需求可以根据中药提取过程特点并参照间歇控制模型来考虑,一般有顺序控制、开关控制、调节控制、联锁控制、人机界面、数据管理、与管理信息系统集成等要求。
1、顺序控制中药提取生产属于批量生产过程,也叫间歇生产过程。
间歇生产过程是以顺序的操作步进行批量产品生产的过程。
过程组元和单元设备,必须按工艺规定的顺序进行操作,例如产品生产要顺序经历提取、浓缩、醇沉、酒精回收等过程,又如提取罐试漏、投料、加热、等温提取、排料、排渣等必须按照规定的顺序和时间进行。
要求控制系统能够进行顺序控制;2、调节控制连续调节温度、压力等过程量,使它们保持在允许的范围内。
控制系统要求具有启动、释放调节控制的功能,还常常要求调节回路重组和重整功能。
例如提取罐料液加热到提取温度时启动等温调节控制,到达规定提取时间后释放等温调节控制。
3、开关控制控制自动阀门、泵等设备的启动、停止,控制物料输送过程。
4、联锁控制安全联锁监测生产设备和控制系统的运行,确保出现异常状况时,执行联锁动作、进行声光报警、显示报警状态,不致造成危险情况导致人员和设备损失。
例如:酒精提取时,要监视提取罐压力,当压力超限时,要停止加热,打开放空阀,把控制置手动方式,同时进行声光报警,显示报警状态。
5、过程可视化远程监控通过计算机图形化状态显示,可以集中、直观地对过程设备进行有效的监视、控制。
例如:置手/自动状态,启动或停止一个过程,确认报警,进行必要的人工干预。
6、报警处理准确记录报警和确认信息,输入并记录处理过程和结果。
7、操作记录要求自控系统提供人工操作提示功能,准确记录人工和自动操作数据,使生产过程可追溯。
8、报表输出要求自控系统自动生成并输出报表,以便提高管理效率。
9、工艺参数管理录入、保存、修改和加载工艺参数。
10、授权管理和访问许可11、与批管理和控制系统集成自动控制系统可优化设备控制,实现是生产过程的局部优化。
而中药提取生产总体效率的提高,在很大程度上依赖综合指标的提高,只有将过程控制与生产管理系统集成起来,才能实现生产过程的总体优化,为企业带来最大经济利益。
批量生产管理与控制主要包括:配方管理、批调度、批量生产管理等内容。
12、降低法规依从成本中药提取生产必须依从GMP规范,药品出口企业还要依从FDA要求,有效降低法规依从成本,是企业的重要需求。
三、选择合适的技术、产品工业生产过程,一般可以分为离散生产过程、连续生产过程和间歇生产过程,它们具有不同的管理和控制特点,控制系统设计和设备选型也有不同的要求。
中药提取生产过程采用间歇过程,因此,要选择间歇控制技术、产品构建自动控制系统。
基于计算机技术的间歇控制系统硬件主要有:综合自动化系统、传统集散控制系统(DCS)、可编程控制器(PLC)、一体化控制器、、现场总线等。
而目前在中药提取过程自动化方面,应用较多的是传统DCS和PLC。
1、综合自动化系统,处理模拟量和处理开关量能力都比较强,普遍提供可选的间歇控制产品组件和统计过程控制选件(SPC),功能完备,适用性强,普遍具备处方管理(RECIPE)、批调度和批数据管理功能,可以生成可追朔性很强的完整的批生产记录。
适用于大、中型间歇生产过程自动控制和中试车间自动控制。
也有适合小型应用的系统,比如西门子PCS7 BOX。
目前主要可选产品包括:西门子:PCS7(过程控制系统)、ABB:800xA(扩展自动化)、艾默生: DeltaV 数字自动化系统、罗克韦尔: PlantPAx (工厂过程自动化系统)、霍尼韦尔:Experion PKS(过程知识系统)。
在选择这些产品时,应首先慎重考察相关批控制软件组件的中文化和技术支持能力问题。
千万不可轻易相信销售人员的介绍。
2、配备SFC(顺序功能图)和FBC(功能块图)编程语言的DCS和PLC。
可以有效的实现操作流程控制、连续回路控制、离散控制及采集和显示数据所需控制功能。
其中有些DCS或PLC配置了配方(formula)管理功能(注意不是处方(recipe)管理功能,两者功能相差甚远)。
目前,是在中药提取应用中装机量最多的系统。
用这类系统组成间歇控制系统,能够很好的实现中药提取的过程控制(process control),而基本无法实现完整意义上的批量生产过程的自动控制(Batch process control)。
另外,这类系统的数据记录是按连续生产过程记录数据的方式记录的,其查寻、检索和转移是以时间节点和时间段为关键字的。
这并不符合按批记录、存贮、检索和转移数据的要求,也就是说其数据记录不能有效满足中药提取对电子批记录的要求。
特别是,从目前看,这类系统永远无法与他们各自厂家的处方管理、生产调度、批数据管理等软件组件集成,形成完整的批量生产过程自动化系统。
因为,进口品牌已经分别提供不同产品,而国产品牌的相关软件组件的提供还遥遥无期。
总之选择这类系统不是最合适的,但在国内却是最多的。
无奈!无奈!目前主要可选产品包括:浙大中控的JX-300DCS系统、西门子:S7-300、和利时:HS-2000DCS系统、罗克韦尔:Logix DCS系统等。
由于中药提取过程具有非稳态特性,物料的物理性质不断发生变化,这些变化会对一些仪表的测量产生影响,仪表选型时要注意。
此外,仪表选型时还要考虑卫生和防暴方面的要求。
间歇生产过程的过程操作、单元操作、操作阶段以及操作步都是按顺序进行的,编程软件应符合IEC61131-3标准,提供顺序控制编程语言(例如SFC)。
人机界面组态软件,应选择能提供批管理(处理)选件的产品,和提供过程管理验证所需要的组件或功能。
控制程序设计应采用模块化分层结构,例如:分成过程单元控制程序、设备单元控制程序、操作阶段控制程序、操作步控制程序、设备模块控制或元件控制程序。
四、满足不同需要的控制系统1、中药提取过程控制系统(process control)独立的过程控制系统设计目标是优化设备控制,获取经济效益。
系统主要包括:控制站、操作服务器、操作员站、工程师站、现场仪表与执行机构和计算机网络。
一般具有设备控制、人机界面、数据管理、信息通讯和系统管理维护功能。
设备控制程序在控制站运行,人机界面软件运行在操作员站、数据管理一般运行在操作服务器或工程师站,系统管理维护在工程师站完成。
设备控制程序由自控专业人员开发,下装并驻留在控制站内。
程序开发依据产品工艺流程,可以设计成控制不同工艺流程的控制程序,满足多品种生产要求。
人机界面由自控专业人员组态生成,下装并运行于操作员站,主要用于设备工作状态的监视,和对生产设备的操作。
数据管理一般包括:工艺参数(公式管理)管理;实时数据采集、存储、查询;报表输出功能。
系统管理维护在工程师站完成,包括:授权管理和访问许可、程序修改、数据维护等。
(1)基本功能●过程I/O●安全联锁●过程联锁●开关控制和调节控制●顺序控制●计算机图形化监控●报警及处理●过程数据存储和报表输出●信息提示和事件记录●公式管理(原料组分的品种规格、数量和操作条件等)●授权管理和访问许可●人工操作信息记录●程序修改记录(2)常见系统结构:● 单站系统控制站和工程师站、操作员站、操作服务器、存档服务器集成在一个专用工业PC 中,适合在现场实施监控的小型中药提取项目或中试项目。