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中药过程控制系统的工艺过程由动态水提、双效不锈钢浓缩罐、醇沉、喷雾干燥等过程单元组成，主要面向于中药浸膏生产的阶段，后续阶段生产包括制剂、包装都具有比较成熟的自动化控制技术和生产线，不在本章讨论之列。中药制药生产线一般可设计为专用单品种生产线、专用多品种生产线、可重组多品种生产线。生产线常采用流水线布局和分区式布局两种布局方式，采用流水线布局，工艺过程及设备布局一目了然，而分区域布局较为节省空间。
在中药浸膏生产的工艺过程中，首先通过提取过程将药材的有效成分提取出来，水提液经过滤、除杂质后进行浓缩、醇沉、干燥各工段的处理，除以上工段外，给各工段提供能源和辅助设施的公共系统和影响产品质量的公用系统，如蒸汽、纯化水、压缩空气、气体、空调净化系统等，也需考虑适当的监控。下面对中药生产几个重要工段的控制要求和方案进行分析。
1、中药动态提取工段控制要点
针对中药提取工段，通常采用的多功能浓缩提取设备是动态提取罐，可单罐提取也可由多个提取罐组成成套提取装置，目前改进提取罐的提取温度已经能控制在60~80℃。中药动态提取工段的基本自动化控制与操作包括：
(1)定量加溶媒和投料：按工艺设定值启动自吸泵打开阀门向提取罐中加入溶媒，通过电磁流量计检测加入溶媒的量，达到设定的溶媒投放量后关闭阀门停泵。按工艺要求投入适量的原料药材至提取罐。
(2)升温控制：打开蒸汽流量调节阀和蒸汽直通阀，直接通入蒸汽到提取罐内对药液进行加热，通过温度变送器和压力变送器对罐内料液温度和夹套压力进行检测，当接近沸点温度时关闭蒸汽直通阀。
(3)恒温控制：检测料液温度、夹套压力，控制蒸汽流量调节阀开度，保持温度在接近沸点的值，使料液保持微沸状态。
(4)搅拌控制：对提取罐药液定时进行搅拌，根据物料性质的不同和提取工艺要求对搅拌强度进行变频调速控制。
(5)挥发油提取：通过油水分离器对提取蒸汽中的挥发油成分进行分离，以满足含挥发油成分药材提取挥发油的需要，动态调节冷却水流量，以达到最佳的收率。
(6)出液：加热提取完成后，开启出液阀，启动出液泵出液。
(7)清理：出液完毕后，开启出渣门排除药渣，打开提取罐底盖，开清洗阀，启动清洗水泵，按设定时间进行清洗，完成后关闭底盖。
综上所述，提取工段需要完成的自动控制回路包括：提取罐加热温度自动控制，提取罐加液、补液自动控制、提取液搅拌自动控制、提取罐出料自动控制、提取罐清洗自动控制等。在提取过程中，检测仪表有：流量计、温度变送器、压力变送器等。执行机构有：泵、阀门、变频器、限位开关等。检测参数：提取罐内温度、压力、液位、进料流量、冷却罐中冷却水温度、出口温度等。控制参数：提取液的温度、提取罐内压力、液位等。
2、中药双效浓缩工段控制要点
浓缩工段是将提取工段得到的药液进一步蒸发使溶剂减少，使药液浓度达到要求的值。蒸发浓缩既能保持中医药的特色，又对中药品种适应性广，在中药制药中应用最为广泛。由于中药部分成分具有热敏性，因此蒸发浓缩过程除了考虑制定较低的蒸发温度，还需要考虑提高蒸发速率以减少药液在蒸发器中的停留时间。
双效真空浓缩系统是目前中药制药企业较为常用的主流药液浓缩设备，在双效浓缩器中物料经分配器被均匀的分配到各蒸发器管内，物料在重力和二次蒸汽的作用下形成螺旋形膜状自上而下流动，同时物料薄膜与列管外壁蒸汽发生热量交换，使物料中的水份受热蒸发，稳定的温差和传热面积，形成稳定的水份蒸发量，被蒸发的水份所形成的二次蒸汽被多次利用，最大限度的利用热能，降低蒸汽消耗，具有高效节能的特点。真空浓缩排除了蒸发空间的氧气，有利于提高含有易氧化物质的药液的加工品质。双效浓缩器由2个加热器、蒸发器、分离器等组成。目前真空双效浓缩机组的浓缩液温度可控制在40~80℃。
双效浓缩工段的基本操作包括：
(1)进料控制：将双效浓缩器置于准备好状态，开真空泵和进料阀，控制自动进料，进料达到蒸发室液位后自动关进料阀，停止进料。
(2)蒸发控制：开启蒸汽阀，对蒸发器进行加热，调节一效和二效的温度及真空度；控制一效和二效蒸发室之间的压力差，保持动态平衡，操作过程应保持平稳，防止跑料，调节过程中尽量减少使用放空阀的次数和时间，以节约能源。
(3)补料控制：为保持较高的蒸发速率必须及时补料，对一效和二效的液位进行检测，当液位低于一定程度时补料，补料量以两效同时有效工作时间最长为目标，补料时候由于进料药液温度不一致，对系统造成扰动，需要作微调，以免破坏蒸发系统的动态平衡。
(4)在蒸发过程中还要进行冷却水流量检测、冷却水温度检测、倒料控制和收膏控制。当蒸发室料液浓度达设定值时，停止蒸发，提示收膏。
除以上操作外，还包括蒸发器末效真空度控制、消泡控制、液位控制、冷凝水排放控制、设备在线清洗控制、不锈钢浓缩罐煮罐控制等。以上为蒸发器的辅助控制系统，对蒸发操作的平稳、节能以及产品质量的影响非常重要，需要针对不同的工艺环境和条件选择参数加以控制。
3、中药醇沉工段控制要点
醇沉也叫醇析，是向溶液中加入醇后使不易溶解的物质析出的过程。对中药浓缩液加入适当乙醇反复多次沉降，利用有效成分能溶于乙醇而杂质不溶于乙醇的特性，将有效成分转溶于乙醇中，将杂质沉淀出来，最后得到澄明液体。醇沉的目的是为了除去杂质保留药物有效成分，因而醇沉单元操作关系着中药产品的安全性、稳定性与有效性。醇沉的主要设备是搅拌醇沉罐。
在醇沉过程中，浓缩液和乙醇按工艺要求，投入各自的配比量并开启冷冻盐水或冷却水，搅拌混和均匀，达到料液所需的温度后停止搅拌，继续在夹套内通入冷冻盐水或冷却水，保证所需的液温。待沉淀完成后开启上清液出料阀，用自吸泵将上清液抽出，罐内装有浮球式出液器，随上清液液面逐渐下降，浮球也随液面下降，待上清液抽完，因浊液密度远大于上清液，浮球浮在沉淀物表面不再下降，出液器自动停止出液。此时可打开出渣口，将沉淀物排出。根据物料不同沉淀物质不一样，可先打开底部蝶阀将稀料放出。对于某些如淀粉类的沉淀物可能会结块，造成出渣不畅，可向沉淀物通入加热蒸汽使其软化后将渣排出。待沉淀物排净后用水将罐内壁清洗干净，关闭蝶阀。基本操作包括进料、按配比进乙醇、搅拌、沉淀定时、冷却控制、出渣、清洗等。醇沉过程是非连续性操作过程，需要静置沉淀的时间较长。
4、中药喷雾干燥工段控制要点
喷雾干燥是将原料液用雾化器分散成雾滴，并用热空气与雾滴直接接触的方式而获得粉粒状产品的一种干燥过程。喷雾干燥可分为三个基本过程阶段：一是料液雾化成雾滴；二是雾滴和干燥介质接触、混合及流动，即进行干燥：三是干燥产品与空气分离。
产品的最终含水量与干燥器热风进口温度、加热器出口温度及干燥器内负压等参数有直接关系。在喷雾干燥过程中，料液从喷嘴呈雾状喷出，雾状液滴均匀地分布在干燥室中。由引风机吸入的干燥介质空气经过过滤器过滤后经排风口中的预热器预热后，由风机送入换热器加热到指定温度后进入干燥室对雾状料液进行千燥。干燥过程中蒸汽和干燥介质从干燥塔下部排风口排出。由于目前在线测量产品湿度比较困难，在大多数喷雾干燥系统中，常采用由干燥机排除的出口空气温度作为控制参数，可以利用排风温度和进风温度差拟合出与产品含水率的一个近似函数曲线来代替产品含水率这一关键控制变量。
除上述主要工段外，还包括提供全厂公用工程包括制备工艺用水、压缩空气、空调净化系统、蒸汽、供电电源及照明等的测控；中药制药的厂房环境是药品生产质量保证体系的重要组成部分，为了使洁净厂房达到GMP标准，还必须加强对厂房的温度、湿度、压力、照度、洁净度等指标的测控；为保证生产的安全性，还需要在醇沉、溶媒回收区加强安全监测并采取防火、防爆措施；在中药浸膏生产过程中要产生大量的废液、药渣，还要考虑在生产过程中采用清洁生产技术，实施废水废渣的自动化处理。总之，在基础自动化实施中需要根据中药制药工艺控制要求及GMP规范建立较为完善的自动化控制系统。
5、中药制药企业过程控制系统的主要缺点
通过对成都市几家中药制药企业生产车间的工艺设备和自动化生产情况进行调察和分析，得出目前中小型药制药企业的过程控制系统存在以下缺点：
(1)自动化程度不高：特别是提取工段和浓缩工段，通常采取人工控制的方式，难以保证操作的一致性，产品质量不稳定。
(2)信息集成能力不强：控制器与现场设备之间靠I/O连接，传送4~20mA模拟量信号或24VDC等开关量信号，并以此对现场设备进行监控，造成控制器获取信息量有限，设备运行参数、故障数据等底层数据不全，难以满足综合自动化系统建设对底层数据的要求。
(3)系统开放性差：底层设备的不同厂家产品之间缺乏互操作性、互换性，系统兼容接口少，很难将一些高层应用软件如先进过程控制软件、工艺流程和配方软件加入到系统中去，开放性和可升级性差。
(4)可靠性不易保证，设备可维护性差：由于大范围的分布式系统，存在大量的I/O电缆及敷设施工，系统可靠性不易保证。现场设备信息不全，在线故障诊断、报警、记录功能不强，不能实现设备的远程参数设定、修改等功能，影响了系统的可维护性。
因此，在设备集成的基础上，构建底层控制网络是实现各工段自动化控制的基础。
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