【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及中药提取，特别涉及一种中药提取过程中通信控制方法及系统。
技术介绍
1、中药提取是中药制药领域的关键环节，其工艺复杂程度高，涉及到多种技术和众多参数的精细调控。近年来，随着医药行业的不断发展以及市场对中药产品质量和产量要求的日益提高，中药提取技术也在持续演进。然而，在实际的生产场景中，中药提取过程仍然面临着诸多亟待解决的难题。其中，精准判断提取的起点和终点对于确保提取物质量、提升生产效率以及合理利用资源具有根本性的重要意义。
2、在现有技术条件下，中药提取过程在多个方面存在明显不足，首先，在提取起点和终点的判断上，多数企业所采用的方法缺乏足够的精准性和全面性。通常仅依赖于有限的几个参数，如简单的温度或时间变化，而未充分考虑到中药提取体系的复杂性，这种单一参数或简单经验判断的方式，难以准确捕捉到提取过程中物质变化的关键节点，容易导致提取起始过晚或过早，终点判断不准确，进而造成提取不充分或过度提取等问题，严重影响产品质量的稳定性和资源的有效利用。其次，工艺参数的控制缺乏实时性和精准度。在提取过程中，由于缺乏有效的实时监测与动态调整机制，无法根据实际情况及时优化工艺参数，难以满足不同中药品种和提取工艺的多样化需求。再者，异常情况的监测与处理能力有限。当设备出现故障或工艺参数异常时，往往不能及时发现和有效应对，导致生产中断、产品质量下降，不仅增加了生产成本，还对企业的经济效益和产品在市场中的竞争力产生负面影响。为此，我们提出一种中药提取过程中通信控制方法及系统。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种中药提取过程中通信控制方法及系统，进而解决了
技术介绍
中提及的技术问题。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
3、一种中药提取过程中通信控制方法，所述方法包括如下步骤：
4、s1.工艺参数监测与记录：利用折光仪、温度传感器、液位传感器和压力传感器分别监测提取液折光率、温度、液位高度和压力变化，设定折光率阈值ε为0.005，根据各传感器参数变化判断提取起始和终止，将提取过程划分为浸泡、加热升温、提取、冷却降温时序段，记录各时序段关键工艺参数，在各时序段开始和结束时测量折光率，对比变化值δn，依据中药种类设定阈值判断提取起始和终点，建立判定公式其中s代表状态；
5、s2.基于数据的判断分析：建立包含中药名称、特征成分、适用提取工艺及典型工艺参数范围的关联表；传输端按每分钟间隔发送数据至中央控制单元，中央控制单元依时间戳排序并与关联表匹配，结合多工艺参数综合判断；结合折光率变化与工艺参数变化趋势，通过建立温度和提取时间相关公式判定提取起点和终点；
6、当满足(δn≥δnmin)∩(rt≥rmin2)∩(vh≥vmin3)时，判定对中药有效成分开始提取，其中，rt为温度变化率，vh为液位变化率，δnmin为折光率变化阈值下限，rmin2为提取起始时温度变化率下限，vmin3为浸泡阶段液位上升速率下限；
7、当折光率、温度变化率、液位变化率以及压力值满足以下条件时(δnmin≤δn≤δnmax)∩(-rmax3≤rt≤rmin3)∩(vmin4≤vh≤vmax3)∩(pmin3≤p≤pmax4)判定提取过程正常进行，其中rmax3为提取过程中温度允许的最大变化率，vmin4为提取阶段液位下降速率下限，vmax3为提取阶段液位下降速率上限，pmin3为提取过程中压力下限，pmax4为提取过程中压力上限；
8、当满足(δn≤δnend)∩(t≥tmax)∩(vh≤vend)时，判定提取终点到达，其中δnend为提取终点折光率变化阈值，tmax为根据历史数据确定的提取时间上限，vend为提取终点液位下降速率阈值；
9、s3.通信控制策略制定与执行：中央控制单元每周分析历史数据，建立工艺参数与质量指标关系模型，根据生产需求确定最佳工艺参数范围，考虑设备和环境因素调整；中央控制单元实时接收数据，依车间网络布局选择有线或无线通信方式与设备通信，参数异常时发送控制指令，监控设备状态并调整策略；
10、s4.异常情况监测与预警处理：监测设备机械和电气系统运行状态，通过传感器监测判断异常；将异常情况分类并分别采取相应处理措施；异常时发出预警信号，记录详细信息，自动或指导人工干预，处理后记录过程和结果。
11、在一种可能的实现方式中，所述工艺参数监测与记录步骤中，折光仪连续测量提取液折光率变化，当连续3-5次测量的折光率变化小于阈值且趋势平稳时辅助判断提取起始或进入平台期。
12、在一种可能的实现方式中，所述工艺参数监测与记录步骤中，温度传感器测量提取液温度，在加热提取过程中，根据温度变化率结合其他参数辅助判断提取起始和终止。
13、在一种可能的实现方式中，所述通信控制策略制定与执行步骤中，中央控制单元建立的数学模型为提取物质量评价指标与提取温度、提取时间及其他可能影响质量的工艺参数关系模型q＝at2+bl+cp+d，其中，q代表提取物质量评价指标，t为提取温度，l为提取时间，p表示其他可能影响质量的工艺参数，a、b、c、d为回归系数，通过数据分析算法确定。
14、在一种可能的实现方式中，一种中药提取过程中通信控制系统，具体包括以下模块：
15、数据采集模块：以每0.1秒一次高频率从传感器采集数据，对采集的折光率、温度、液位、压力数据分别进行清洗和校准，折光率数据清洗基于统计学原理判断异常并进行趋势一致性判断，温度数据清洗根据不同阶段温度特性设定动态阈值，液位数据采用移动平均法平滑处理，压力数据计算平均值和标准差并结合安全范围判断异常；
16、中央处理模块：结合折光率变化、温度变化率和液位变化情况判断提取起始点，在提取时序段判断提取过程是否正常进行，综合折光率变化、提取时间和液位变化判断提取终点；
17、通信模块：根据车间网络布局和设备分布状况选择有线或无线通信方式，确保数据传输稳定高效，遵循可靠通信协议，保障数据完整性和实时性；
18、控制执行模块：将中央处理模块控制指令转化为设备操作动作，执行后反馈设备实际执行结果，实现闭环控制；
19、预警模块：当中央处理模块判定异常时，通过多种方式发出预警信号，记录异常详细信息，处理后记录过程和结果。
20、在一种可能的实现方式中，所述数据采集模块中折光率数据清洗计算平均值和标准差σn，计算公式如下：当判断ni为异常数据；温度数据清洗在加热升温阶段设定温度上升速率范围为0.5℃-2℃，并考虑温度上限100℃和下限20℃。
21、在一种可能的实现方式中，所述中央处理模块中提取起始判定折光率变化阈值下限为0.001，提取起始时温度变化率下限为0.1℃/min，浸泡阶段液位上升速率下限为0.02m/min；提取正常进行判定折光率变化阈值上限为0.005，提取过程中温度允许的最大变化率为0.05℃/min，提取阶段液位下降速率下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种中药提取过程中通信控制方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种中药提取过程中通信控制方法，其特征在于：在工艺参数监测与记录步骤中，折光仪连续测量提取液折光率变化，当连续3-5次测量的折光率变化小于阈值且趋势平稳时辅助判断提取起始或进入平台期。
3.如权利要求1所述的一种中药提取过程中通信控制方法，其特征在于：在工艺参数监测与记录步骤中，温度传感器测量提取液温度，在加热提取过程中，根据温度变化率结合其他参数辅助判断提取起始和终止。
4.如权利要求1所述的一种中药提取过程中通信控制方法，其特征在于：在通信控制策略制定与执行步骤中，中央控制单元建立的数学模型为提取物质量评价指标与提取温度、提取时间及其他可能影响质量的工艺参数关系模型Q＝aT2+bL+cP+d，其中，Q代表提取物质量评价指标，T为提取温度，L为提取时间，P表示其他可能影响质量的工艺参数，a、b、c、d为回归系数，通过数据分析算法确定。
5.一种中药提取过程中通信控制系统，实现如权利要求1-4中任一项所述方法的系统，具体包括以下模块：>
6.如权利要求5所述的一种中药提取过程中通信控制系统，其特征在于：数据采集模块中折光率数据清洗计算平均值和标准差σn，计算公式如下：当判断ni为异常数据；温度数据清洗在加热升温阶段设定温度上升速率范围为0.5℃-2℃，并考虑温度上限100℃和下限20℃。
7.如权利要求5所述的一种中药提取过程中通信控制系统，其特征在于：中央处理模块中提取起始判定折光率变化阈值下限为0.001，提取起始时温度变化率下限为0.1℃/min，浸泡阶段液位上升速率下限为0.02m/min；提取正常进行判定折光率变化阈值上限为0.005，提取过程中温度允许的最大变化率为0.05℃/min，提取阶段液位下降速率下限为-0.003m/min，上限为-0.03m/min，压力下限为0.2，上限为0.4；提取终点判定折光率变化阈值为0.0005，提取时间上限为150分钟，提取终点液位下降速率阈值为-0.001m/min。
8.如权利要求5所述的一种中药提取过程中通信控制系统，其特征在于：预警模块发出的预警信号包括高分贝声音报警、醒目的灯光闪烁、弹出直观警示窗口、发送短信或电子邮件通知相关人员，记录异常发生前设备运行参数和异常持续时间。
...【技术特征摘要】
1.一种中药提取过程中通信控制方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种中药提取过程中通信控制方法，其特征在于：在工艺参数监测与记录步骤中，折光仪连续测量提取液折光率变化，当连续3-5次测量的折光率变化小于阈值且趋势平稳时辅助判断提取起始或进入平台期。
3.如权利要求1所述的一种中药提取过程中通信控制方法，其特征在于：在工艺参数监测与记录步骤中，温度传感器测量提取液温度，在加热提取过程中，根据温度变化率结合其他参数辅助判断提取起始和终止。
4.如权利要求1所述的一种中药提取过程中通信控制方法，其特征在于：在通信控制策略制定与执行步骤中，中央控制单元建立的数学模型为提取物质量评价指标与提取温度、提取时间及其他可能影响质量的工艺参数关系模型q＝at2+bl+cp+d，其中，q代表提取物质量评价指标，t为提取温度，l为提取时间，p表示其他可能影响质量的工艺参数，a、b、c、d为回归系数，通过数据分析算法确定。
5.一种中药提取过程中通信控制系统，实现如权利要求1-4中任一项所述方法的系统，具体包括以下模块：
6.如权利要求5所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：高斌，唐晓彬，刘亮亮，金磊，王震，王翠鸣，王云阳，李兴弘，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七〇三研究所，
类型：发明
国别省市：
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