本发明涉及设备自动控制技术领域，尤其涉及一种中草药提取液浓缩智能化控制系统。
背景技术：
中药提取物是融合现代制药新技术的新型中药产品，它是通过对净药材或炮制品经浸出、澄清、过滤、蒸发等方法提取、纯化而制成的供中成药生产的原料产品，具有广阔的市场空间，在药品、食品、保健品、化妆品等诸多领域都被广泛应用，因而带动了一大批相关产业。在获得中药提取液之后，应根据其性质和浓缩程度的要求对中药提取液进行浓缩处理，常用的浓缩方法包括：
1.常压浓缩：是在一个大气压下的蒸发浓缩，耗时较长，易导致某些成分破坏。适用于对热较稳定的药液的浓缩。常用的设备为敞口倾倒式夹层蒸汽锅，浓缩过程中应加强搅拌，避免表面结膜。若提取液含有乙醇或其他有机溶剂，则可采用常压蒸馏装置回收。
2.减压浓缩：是在降低蒸发器内的压力，在低于1个大气压下进行的蒸发浓缩。特点是：①溶液的沸点降低；②传热温度差增大，提高了蒸发效率；③能不断地排除溶剂蒸汽，有利于蒸发顺利进行；④沸点降低，可利用低压蒸汽或废气作加热源；⑤耗能大，因维持真空和由于沸点的降低，黏度增大，传热系数降低，增加了耗能。适用于含热敏性成分药液的浓缩；也可用于回收溶剂，但应注意因真空度过大或冷凝不充分造成乙醇等有机溶剂的损失。
具体地，减压浓缩常用设备：
(1)减压蒸馏器：在减压及较低温度下使药液得到浓缩，同时可回收乙醇等有机溶剂。此设备回收乙醇的浓度一般在80％～85％，采用乙醇精馏塔可提高回收乙醇的浓度。
(2)真空浓缩罐：用水流喷射泵抽气减压，适用于水提液的浓缩。
(3)管式蒸发器：蒸发器的加热室由管件构成，药液通过由蒸汽加热的管壁而被蒸发浓缩。有蛇管式、外加热式、中央循环管式及泵强制循环式。
(4)多效浓缩器：将前效所产生的二次蒸汽作为加热蒸汽引入另一串联的后效蒸发器组成的蒸发装置，由于二次蒸汽的反复利用，可组成多效蒸发器，节省能源，提高蒸发效率。
3.薄膜浓缩：指药液在快速流经加热面时，形成薄膜并且因剧烈沸腾产生大量的泡沫，达到增加蒸发面积，显著提高蒸发效率的浓缩方法。其特点是：①浸提液的浓缩速度快，受热时间短；②不受液体静压和过热影响，成分不易被破坏；③可在常压或减压下进行连续操作；④溶剂可回收重复使用。各种薄膜浓缩器均适用于热敏性药液的浓缩和溶剂的回收，但由于结构不同而具有不同的特点与适用性。
(1)升膜式蒸发器：预热的药液经列管式蒸发器底部进入，受热立即沸腾汽化生成的大量泡沫及二次蒸汽，沿加热管高速上升，通过加热管并在内壁上形成液膜，被快速蒸发浓缩。适用于蒸发量较大，热敏性、黏度适中和易产生泡沫的料液。不适用于高黏度、有结晶析出或易结垢的料液。一般中药水提液可浓缩相对密度达1.05～1.10。
(2)降膜式蒸发器：药液由顶部加入，在重力下成膜，适于蒸发浓度较高、黏度较大的药液。由于没有液体静压，沸腾传热系数与温度差无关，即使在较低传热温度差下，传热系数也较大，对热敏性药液的浓缩更有益。医`学敎育网搜`集整理
(3)刮板式薄膜蒸发器：利用高速旋转的刮板转子，将药液刮布成均匀的薄膜而进行蒸发浓缩。由于在真空条件下，药液在沸腾区停留时间短，故适于高黏度、易结垢、热敏性药液的蒸发浓缩。但结构复杂，动力消耗大。
(4)离心式薄膜蒸发器：通过离心使药液分布成0.05～1mm的薄膜，再通过锥形盘加热面被蒸发浓缩。由于传热系数高、受热时间短，故适于高热敏性物料蒸发浓缩。该设备蒸发效率高，但结构复杂，价格较贵。
现有的中药提取液浓缩处理时，是根据其性质和浓缩程度的要求采用相应地方法和设备，由人工进行生产过程控制，生产人员通过现场仪表及手动阀门、泵及电机等让浓缩系统运行起来，在过生产运行过程中核心参数不能准确及时的控制，例如：温度必须控制在原蒸发温度的±1度之内；压力必须控制在设定压力的±10mbar之内；产品比重三的精确度达到小数点后两位数。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提出一种中草药提取液浓缩智能化控制系统，能够实现中草药提取液的浓缩处理生产过程的自动化控制，保证浓缩生产过程中工艺参数的稳定性，提高中草药提取液的浓缩处理质量，降低人力资源成本。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种中草药提取液浓缩智能化控制系统，包括：主站服务器、设备plc控制模块、工艺参数检测模块以及操作控制终端，所述主站服务器与所述设备plc控制模块、所述工艺参数检测模块和所述操作控制终端电性连接；
所述主站服务器用于接收所述工艺参数检测模块获得的实时工艺参数并将所述实时工艺参数与基准工艺参数进行比较，向所述设备plc控制模块发出动作指令；
所述设备plc控制模块用于接收所述动作指令，并通过设备控制器完成设备动作；
所述工艺参数检测模块用于通过设置在设备上的检测器件获得浓缩处理过程中的所述实时工艺参数；
所述操作控制终端用于根据中草药提取液的性质设置所述基准工艺参数以及对应地设备plc控制指令。
进一步的，所述中草药提取液浓缩智能化控制系统中采用双效加热器对所述中草药提取液进行浓缩处理；所述实时工艺参数包括所述双效加热器中的压力值、温度值、液位值、浓液密度值。
进一步的，所述中草药提取液浓缩智能化控制系统还包括：数据库服务器，用于存储所述实时工艺参数、所述预设工艺参数、所述设备plc控制指令以及所述动作指令。
进一步的，所述中草药提取液浓缩智能化控制系统还包括：设备初始化模块，用于在系统启动时或者系统关门时，控制所述所有设备处于初始设置状态。
进一步的，所述中草药提取液浓缩智能化控制系统还包括：设备状态监测模块，用于从各个所述设备控制器采集设备动作状态信息，并将所述设备动作状态信息传输到所述主站服务器。
设备状态监测模块主要包括对生产现场的生产工艺及能源电力、设备等监测(比如压缩机震动量/电机温度，分离器压力等)，可以实时了解企业不同控制系统和整个生产现场的实际情况。系统采用gprs模块或互联网+模式，把主要设备的运行数据及生产数据传输到设备厂商或厂区主管部门，采用厂区及设备厂大数据库自动进行辨别，与相应数据曲线走向等进行比较，判断出隐形故障或故障预发生状态，在操作员界面以报警提示的模式弹出，给予故障消除指令及措施，让操作员预排除故障，保证安全生产。
进一步的，所述工艺参数检测模块包括：
加热器压力检测单元，用于通过设置在所述加热器上的压力传感器实时获得所述加热器内的所述压力值。
加热器液位检测单元，用于通过设置在所述加热器上的液位计实时获得所述加热器内的中草药提取液的所述液位值。
加热器温度检测单元，用于通过设置在所述加热器上的热电阻实时获得所述加热器内的所述温度值。
加热器浓液密度检测单元，用于通过设置在所述加热器上的热质量流量计实时获得所述加热器内的中草药提取液的所述浓液密度值。
进一步的，所述设备plc控制模块包括真空泵启停单元、输液泵启停单元、出液泵启停单元、真空阀开关单元、蒸汽阀开关单元、进料阀开关单元、出料阀开关单元、循环阀开关单元。
首先通过抽真空的方式将系统降至设定压力值，并将提取环节所得的中草药提取液通过蒸发器抽真空按比例分别进料至一效及二效加热器，开启通往一效加热器的蒸汽调节阀，开始系统加热蒸发。一效药液在沸腾之后通过上部管道流入蒸发室内，从而蒸出水蒸气用于加热二效加热器中的中草药提取液，达到节能的目的。当一效及二效两个加热器的中草药提取液减少至设定值，则关闭蒸汽阀，将药液送入下一个环节进行处理。
进一步的，所述设备plc控制模块还包括废液泵启停单元和排水阀开关单元，用于冷凝器中的液位到达预设液位时，控制排水阀及废液泵排出所述冷凝器中的积水。
进一步的，所述设备控制器通过有线或者无线方式与所述主站服务器实现数据交互，所述设备控制器与所述主站服务器之间的数据总线上设置有数据接口模块，通过所述数据接口模块与外部管理系统实现数据交互。如mes生产管理系统等。
mes系统针对制造企业计划层(erp)与控制层(dcs、plc)相互脱节的情况，以提高产品产量、提升产品品质、节能降耗、过程优化为目标，帮助企业实现自动化生产控制、生产监控及管控一体化，打造数字化智能工厂。系统采用先进建模与流程模拟技术、先进计划和调度技术、生产实时跟踪技术、故障诊断与健康维护技术、数据挖掘与数据校正技术、物料平衡技术等为用户建立一个集监控、统计、能源、调度、质检、安全为一体的综合管控平台。
进一步的，所述设备控制器与所述主站服务器之间的数据总线上还设置有热备冗余子系统，所述热备冗余子系统与所述数据总线通过光纤交换机实现数据交互。
本发明技术方案的有益效果：
本发明的中草药提取液浓缩智能化控制系统通过主站服务器、设备plc控制模块、工艺参数检测模块的设置，可以在中控室远程对浓缩mvr子系统设备进行控制及质量监测。将中草药提取液的生产配方及生产周期各主要参数能够通过智能化系统进行固化，不会出现更多人员干预，在每个环节不会因为人员失误而造成残次品，产品质量可提高到99％以上。
另外，智能化控制系统可改善生产人员工作环境，一般中药厂浓缩车间在夏季时温度可达到50度高温以上，实现自动化后人员不需要在高温下进行作业，只需要一段时间进行巡检，提高人员生产效率，现在智能化完成后每天可实现连续运行24小时。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种中草药提取液浓缩智能化控制系统结构框图；
图2为本发明实施例的一种中药合剂自动化生产系统的具体结构框图；
图3为本发明实施例提供的工艺参数检测模块具体结构框图；
图4为本发明实施例提供的设备plc控制模块具体结构框图；
图5为本发明实施例提供的一种双效浓缩设备结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种双效浓缩工艺过程流程框图；
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，本发明提供了一种中草药提取液浓缩智能化控制系统，包括：主站服务器、设备plc控制模块、工艺参数检测模块以及操作控制终端，所述主站服务器与所述设备plc控制模块、所述工艺参数检测模块和所述操作控制终端电性连接；
所述主站服务器用于接收所述工艺参数检测模块获得的实时工艺参数并将所述实时工艺参数与基准工艺参数进行比较，向所述设备plc控制模块发出动作指令；
所述设备plc控制模块用于接收所述动作指令，并通过设备控制器完成设备动作；
所述工艺参数检测模块用于通过设置在设备上的检测器件获得浓缩处理过程中的所述实时工艺参数；
所述操作控制终端用于根据中草药提取液的性质设置所述基准工艺参数以及对应地设备plc控制指令。
其中，所述中草药提取液浓缩智能化控制系统中采用双效加热器对所述中草药提取液进行浓缩处理；所述实时工艺参数包括所述双效加热器中的压力值、温度值、液位值、浓液密度值。
其中，所述中草药提取液浓缩智能化控制系统还包括：数据库服务器，用于存储所述实时工艺参数、所述预设工艺参数、所述设备plc控制指令以及所述动作指令。
其中，所述中草药提取液浓缩智能化控制系统还包括：设备初始化模块，用于在系统启动时或者系统关门时，控制所述所有设备处于初始设置状态。
其中，所述中草药提取液浓缩智能化控制系统还包括：设备状态监测模块，用于从各个所述设备控制器采集设备动作状态信息，并将所述设备动作状态信息传输到所述主站服务器。
设备状态监测模块主要包括对生产现场的生产工艺及能源电力、设备等监测(比如压缩机震动量/电机温度，分离器压力等)，可以实时了解企业不同控制系统和整个生产现场的实际情况。系统采用gprs模块或互联网+模式，把主要设备的运行数据及生产数据传输到设备厂商或厂区主管部门，采用厂区及设备厂大数据库自动进行辨别，与相应数据曲线走向等进行比较，判断出隐形故障或故障预发生状态，在操作员界面以报警提示的模式弹出，给予故障消除指令及措施，让操作员预排除故障，保证安全生产。
如图3所示，所述工艺参数检测模块包括：
加热器压力检测单元，用于通过设置在所述加热器上的压力传感器实时获得所述加热器内的所述压力值。
加热器液位检测单元，用于通过设置在所述加热器上的液位计实时获得所述加热器内的中草药提取液的所述液位值。
加热器温度检测单元，用于通过设置在所述加热器上的热电阻实时获得所述加热器内的所述温度值。
加热器浓液密度检测单元，用于通过设置在所述加热器上的热质量流量计实时获得所述加热器内的中草药提取液的所述浓液密度值。
如图4所示，所述设备plc控制模块包括真空泵启停单元、输液泵启停单元、出液泵启停单元、真空阀开关单元、蒸汽阀开关单元、进料阀开关单元、出料阀开关单元、循环阀开关单元。
首先通过抽真空的方式将系统降至设定压力值，并将提取环节所得的中草药提取液通过蒸发器抽真空按比例分别进料至一效及二效加热器，开启通往一效加热器的蒸汽调节阀，开始系统加热蒸发。一效药液在沸腾之后通过上部管道流入蒸发室内，从而蒸出水蒸气用于加热二效加热器中的中草药提取液，达到节能的目的。当一效及二效两个加热器的中草药提取液减少至设定值，则关闭蒸汽阀，将药液送入下一个环节进行处理。
如图5、6所示，当浓缩器真空度达到一定时，开启进药调节阀，一效、二效进药至一定液位，关闭进药阀门，打开蒸汽阀和冷却循环水阀。向一效蒸发室通入蒸汽，开始浓缩药液。加热过程中，两效蒸发室内的气体对流，是一效蒸发室的蒸汽从顶部管道进入二效蒸发室加热药液。蒸汽加热的同时监控蒸发室的温度等参数，实时调控阀门的开度。浓缩一段时间过后，当两个蒸发室内的液面都低于设定值时，药液回流循环难以形成，此时控制真空机抽真空，将两个蒸发室内的药液合并到一效蒸发室内，继续加热蒸发。加热到预定时间时，通过安装在蒸发罐内的浓度计检测药液浓度，若达到设定值要求关闭蒸汽阀门，并将药液装入储罐等待下一个工艺处理。
其中，所述设备plc控制模块还包括废液泵启停单元和排水阀开关单元，用于冷凝器中的液位到达预设液位时，控制排水阀及废液泵排出所述冷凝器中的积水。
如图2所示，所述设备控制器通过有线或者无线方式与所述主站服务器实现数据交互，所述设备控制器与所述主站服务器之间的数据总线上设置有数据接口模块，通过所述数据接口模块与外部管理系统实现数据交互。如mes生产管理系统等。
mes系统针对制造企业计划层(erp)与控制层(dcs、plc)相互脱节的情况，以提高产品产量、提升产品品质、节能降耗、过程优化为目标，帮助企业实现自动化生产控制、生产监控及管控一体化，打造数字化智能工厂。系统采用先进建模与流程模拟技术、先进计划和调度技术、生产实时跟踪技术、故障诊断与健康维护技术、数据挖掘与数据校正技术、物料平衡技术等为用户建立一个集监控、统计、能源、调度、质检、安全为一体的综合管控平台。
其中，所述设备控制器与所述主站服务器之间的数据总线上还设置有热备冗余子系统，所述热备冗余子系统与所述数据总线通过光纤交换机实现数据交互。
热备冗余子系统就是对于重要的服务，使用两台服务器，互相备份，共同执行同一服务。当一台服务器出现故障时，可以由另一台服务器承担服务任务，从而在不需要人工干预的情况下，自动保证系统能持续提供服务。
如图2所示，中草药提取物生产总系统结构示意图，多种药物分别采用一提取子系统、mvr子系统进行提取并浓缩处理，然后将所有药物的浓缩提取液输送到合剂子系统进行混合，形成中药合剂产品，在生产结束时，通过cip系统对所有提取子系统、mvr子系统以及合剂子系统的设备进行清洗消毒，所有的子系统均通过统一的智能控制系统来实现自动化操作，在进行中药合剂生产时，只需要根据中药配方，设置对应的基准工艺参数以及设备运行控制指令，将中药原材料等输送到各个子系统就能够自动化地生产合格的中药合剂产品。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。