海洋生物酶發(fā)酵過程自動控制系統(tǒng)的設計與研究.pdf

1、海洋生物酶項目是中國水產科學研究院黃海水產研究所承擔的一項國家863計劃海洋技術領域的重大課題。海洋生物酶作為一種新型的魚類飼料添加劑已經取得了突破性的進展，并已經完成了實驗室到中試生產的過度。生物學綜合評定結果表明“海洋生物酶添加劑”對海水魚的促生長效果顯著，具有良好的市場前景<'[1]>。但是，與之配套設備的自動化水平太低已經成為海洋生物酶產業(yè)化過程中的瓶頸。 本課題主要研究海洋生物酶發(fā)酵過程自動控制系統(tǒng)的設計。自動控制系統(tǒng)

2、采用西門子公司的PLC S7-315-2DP作為一類主站，處于核心控制地位，處理系統(tǒng)各種數據和工藝動作流程；三個操作員面板OP270作為系統(tǒng)的二類主站，操作人員可以用操作員面板進行監(jiān)控生產過程：遠程分布式I/O模塊ET200M實現了現場信號就近采集，便于接線以及調試；全數字交流調速器MM440具有完善的通訊功能，通過PROFIBUS模板的連接可作為PROFIBUS-DP網絡上的從站，實時響應主站發(fā)出的各種命令，直接控制現場設備，同時實時

3、檢測和返回電機運行狀態(tài)；通信模塊CP342-5作為PROFIBUS-DP網絡的中轉站，減輕了主站的通信任務，縮短了系統(tǒng)的響應時間。 發(fā)酵過程中，發(fā)酵液的溶解氧濃度是一個非常重要的發(fā)酵參數，既影響細胞的生長，也影響產物的生成。由于與其他多個變量的相互影響，我們很難建立一個精確的數學模型。傳統(tǒng)的控制方法很難在溶解氧控制系統(tǒng)中達到好的效果，所以我們引入了模糊控制。通過對相關參數的分析，我們選用空氣流量和攪拌速度作為控制量。以現場調試過

4、程中數據記錄為基礎，選出一定量的數據組成數據對，利用查表法構造一個二維輸入二維輸出的模糊控制系統(tǒng)。本文詳細的介紹了控制系統(tǒng)的設計過程，主要包括三個方面：硬件設計、軟件設計和程序調試。硬件方面包括方案確定、硬件選型、硬件組態(tài)、網絡組態(tài)；軟件方面包括程序結構設計和部分子程序設計：調試方面簡單介紹了調試的過程及經常遇到的問題。另外，文中還介紹了：PROFIBUS概況以及PROFIBUS-DP的基本特征，并分別詳細介紹了主站和ET200M從站、