[发明专利]含挥发油的中药提取设备微沸状态智能控制方法及系统

说明书

本发明公开含挥发油的中药提取设备微沸状态智能控制方法及系统，在中药提取设备设置若干不同的加热节点；每一个加热节点通过各自加热夹套对应控制一段体积范围的加热；油水分离器作为一个单独的加热节点；通过测温得到每段体积范围内的流体平均温度；对每一个加热节点，推导出由此当前温度条件下加热到预期目标温度的升温时间；升温时间大于阈值，加热由PID控制器进行控制；升温时间小于阈值，加热由模糊控制器进行控制。本发明通过模糊PID控制方法对不同种类的中药实现自动、精确的测温并控制蒸汽压力实现微沸状态的控制，以及对油水分离器实现自动、精确的测温并控制蒸汽实现温度控制；有效提升中药提取效率，并符合药品生产相关要求。

技术领域

本发明属于中药制药领域，特别是涉及到一种含挥发油的中药提取设备微沸状态智能控制方法及系统。

背景技术

中成药的产品质量关乎患者的健康，也是药品生产企业能够发展壮大的生命线，中药提取过程是中药生产工艺过程的核心生产过程，该工艺过程要求加热至微沸提取，然而加热蒸汽压力不够会导致达不到微沸状态，蒸汽压力过大则会引起温度过高产生爆沸并对中药内部物质性质产生影响，所以对沸腾状态的控制至关重要，其中涉及到各种关键质量控制参数，尤其温度是控制微沸状态的核心参数。单位时间内提取罐内的温度变化能够反映药液的提取是否达到微沸状态。

目前，对于中药提取过程微沸状态还很难做到在线检测，尤其是含挥发油的中药提取过程,一般都是通过观察药液表面沸腾状态，不能准确控制达到微沸状态的温度,也不能准确控制油水分离的温度。中药企业亟需对于中药提取过程该关键工艺参数进行自动化检测的设备。然而中药材是一个庞大的体系，不同的中药提取会随着其性质的不同使用不同的控制策略，所以构建不同的专家知识库十分重要。

光纤测温技术目前已十分成熟，分布式光纤温度传感器采用独特的分布式光纤探测技术，可对沿光纤传输路径上的空间分布和随时间变化信息进行测量或监控，且具有很高的精度。

综上所述，能否结合光纤测温技术，形成含挥发油的中药提取过程微沸状态的智能在线检测和控制的方法及系统，是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于基于自动化控制基础理论，将分布式光纤温度传感器应用到含挥发油的中药提取过程，结合现代工艺控制设备，对中药提取过程中的微沸状态进行快速智能检测和控制。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种含挥发油的中药提取设备微沸状态智能控制方法，包括：

S1、在中药提取设备设置若干不同的加热节点；每一个加热节点通过各自加热夹套对应控制中药提取设备一段体积范围的加热；油水分离器作为一个单独的加热节点；

S2、测温得到每个加热节点所控制体积范围内的流体平均温度；

S3、对每一个加热节点，在模糊控制程序中输入预期目标温度，经过模糊化、模糊推理、去模糊化，得到各自的校正因子；

S4、对每一个加热节点，在PID控制程序中，根据各自的温度偏差分别进行PID调节、PID自整定，得到各自的P、I、D控制参数；

S5、将各加热节点的校正因子和各加热节点的P、I、D控制参数进行拟合，得到各加热节点的加热夹套的调节阀阀门开度系数。

进一步的，步骤S2中所述流体平均温度的测量方法包括：在中药提取设备的内壁上环绕设置分布式光纤温度传感器，对沿光纤传输路径上的空间分布和随时间变化的温度信息进行测量监控，针对每个加热节点所控制体积范围内，得到该体积范围内的各个测量点的具体温度值，将各个测量点的温度进行平均化后，得到平均温度即是该体积范围内的流体平均温度；在油水分离器内部设置分布式光纤温度传感器，对沿光纤传输路径上的空间分布和随时间变化的温度信息进行测量监控，得到各个测量点的具体温度值，将各个测量点的温度进行平均化后，得到平均温度即是油水分离器的流体平均温度。