[發明專利]不含揮發油的中藥提取設備微沸狀態智能控制方法及系統

有效

• 申請號: 202011030705.X
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112147884B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 李正;于洋
• 申請（專利權）人: 天津中醫藥大學
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 天津合正知識產權代理有限公司 12229
• 代理人: 李成運

本發明公開了一種不含揮發油的中藥提取設備微沸狀態智能控制方法及系統，在中藥提取設備設置若干不同的加熱節點；每一個加熱節點通過各自加熱夾套對應控制一段體積范圍的加熱；測溫得到每個體積范圍內的流體平均溫度；對每一個加熱節點，將流體平均溫度輸入模糊控制模型中，得到與預期目標溫度的溫度差值，并推導出由此當前溫度條件下，由此時溫度加熱到預期目標溫度的升溫時間；升溫時間大于閾值，加熱由PID控制器進行控制；升溫時間小于閾值，加熱由模糊控制器進行控制。本發明通過模糊PID控制方法對不同種類的中藥實現自動、精確的測溫并控制蒸汽壓力實現微沸狀態的控制，有效的提升中藥提取效率，并符合藥品生產的相關要求。

技術領域

本發明屬于中藥制藥領域，特別是涉及到一種不含揮發油的中藥提取設備微沸狀態智能控制方法及系統。

背景技術

中成藥的產品質量關乎患者的健康，也是藥品生產企業能夠發展壯大的生命線，中藥提取過程是中藥生產工藝過程的核心生產過程，該工藝過程要求加熱至微沸提取，然而加熱蒸汽壓力不夠會導致達不到微沸狀態，蒸汽壓力過大則會引起溫度過高產生爆沸并對中藥內部物質性質產生影響，所以對沸騰狀態的控制至關重要，其中涉及到各種關鍵質量控制參數，尤其溫度是控制微沸狀態的核心參數。單位時間內提取罐內的溫度變化能夠反映藥液的提取是否達到微沸狀態。

目前，對于中藥提取過程微沸狀態還很難做到在線檢測，一般都是通過觀察藥液表面沸騰狀態，不能準確控制達到微沸狀態的溫度。中藥企業亟需對于中藥提取過程該關鍵工藝參數進行自動化檢測的設備。然而中藥材是一個龐大的體系，不同的中藥提取會隨著其性質的不同使用不同的控制策略，所以構建不同的專家知識庫十分重要。

光纖測溫技術目前已十分成熟，分布式光纖溫度傳感器采用獨特的分布式光纖探測技術，可對沿光纖傳輸路徑上的空間分布和隨時間變化信息進行測量或監控，且具有很高的精度。

綜上所述，能否結合光纖測溫技術，形成中藥提取過程微沸狀態的智能在線檢測和控制的方法及系統，是目前亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于基于自動化控制基礎理論，將分布式光纖溫度傳感器利用到中藥提取過程，結合現代工藝控制設備，對中藥提取過程中的微沸狀態進行快速智能檢測和控制。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種不含揮發油的中藥提取設備微沸狀態智能控制方法，包括：

S1、在中藥提取設備設置若干不同的加熱節點；每一個加熱節點通過各自加熱夾套對應控制中藥提取設備一段體積范圍的加熱；

S2、測溫得到每個加熱節點所控制體積范圍內的流體平均溫度；

S3、對每一個加熱節點，在模糊控制程序中輸入預期目標溫度，經過模糊化、模糊推理、去模糊化，得到各自的校正因子；

S4、對每一個加熱節點，在PID控制程序中，根據各自的溫度偏差分別進行PID調節、PID自整定，得到各自的P、I、D控制參數；

S5、將各加熱節點的校正因子和各加熱節點的P、I、D控制參數進行擬合，得到各加熱節點的加熱夾套的調節閥閥門開度系數。

進一步的，步驟S2中所述流體平均溫度的測量方法包括：在中藥提取設備的內壁上環繞設置分布式光纖溫度傳感器，對沿光纖傳輸路徑上的空間分布和隨時間變化的溫度信息進行測量監控，針對每個加熱節點所控制體積范圍內，得到該體積范圍內的各個測量點的具體溫度值，將各個測量點的溫度進行平均化后，得到平均溫度即是該體積范圍內的流體平均溫度。

進一步的，步驟S3中所述模糊控制程序的模糊推理單元設有神經網絡，根據內置的神經網絡計算邏輯，分析升溫時間，熱沖溫度與升溫過程中調節閥閥門開度間的對應關系，反復迭代后形成專家知識庫。

更進一步的，還包括：