酶膜反應(yīng)器測控系統(tǒng)的研究.pdf

1、酶膜反應(yīng)器，是隨著生物技術(shù)與化工技術(shù)相互融與發(fā)展而出現(xiàn)的新型高效生化反應(yīng)器，是生化反應(yīng)器領(lǐng)域重要的研究方向之一。酶膜反應(yīng)器用酶取代催化劑，將傳統(tǒng)的化學(xué)催化，變?yōu)闇睾偷?、低污染的生物處理。該類反?yīng)器是利用半透膜分離生物酶和反應(yīng)產(chǎn)物的生產(chǎn)設(shè)備或?qū)嶒?yàn)裝置，是反應(yīng)與分離耦合的裝置，集產(chǎn)品分離、純化和酶回收再利用于一體，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化操作。但是現(xiàn)有的酶膜反應(yīng)器存在控制精度低、自動化程度差的問題，為了使酶膜反應(yīng)器更好地發(fā)揮所具有的可連續(xù)操作、效率高的

2、特點(diǎn)，在原有化工設(shè)備的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出酶膜反應(yīng)器測控系統(tǒng)，完成對酶膜反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)液的溫度、pH值和體積等參數(shù)的設(shè)定、測量、控制和記錄，實(shí)現(xiàn)了測控技術(shù)與生物技術(shù)的良好結(jié)合。 本論文的主要研究內(nèi)容如下： 1、通過分析酶膜反應(yīng)器及其控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，針對原有的酶膜反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和提出的設(shè)計(jì)要求，制定出基于單片機(jī)PIC18F448和RS485總線網(wǎng)絡(luò)的酶膜反應(yīng)器測控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。 2、介紹了PID控制算法和模糊(FU

3、ZZY)控制算法，根據(jù)兩種算法各自的特點(diǎn)和本系統(tǒng)自身的特性，制定出FUZZY—Ⅰ復(fù)合控制策略。 3、根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，構(gòu)建出由上位控制機(jī)和測控節(jié)點(diǎn)組成的測控網(wǎng)絡(luò)，完成系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，包括網(wǎng)絡(luò)的搭建和測控電路的原理設(shè)計(jì)與PCB板制作。 4、運(yùn)用制定的控制策略，基于系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，編寫、調(diào)試 PIC18F448 主控程序和上位機(jī)監(jiān)控界面軟件，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動測量與控制功能。 5、通過大量實(shí)驗(yàn)對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、整理并繪制