食用菌液體發(fā)酵遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究.pdf

1、菌種生產(chǎn)是栽培食用菌的關(guān)鍵環(huán)節(jié),而液體菌種因其生產(chǎn)周期短、產(chǎn)量大、菌種菌齡一致、品質(zhì)好,在食用菌菌種的工業(yè)化生產(chǎn)中廣為采用。發(fā)酵罐是食用菌液體發(fā)酵的核心設(shè)備,隨著生產(chǎn)的發(fā)展,發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大,一方面現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備分布越來(lái)越分散,難以集中對(duì)整個(gè)發(fā)酵過(guò)程的參數(shù)以及設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控和數(shù)據(jù)的共享;另一方面,大規(guī)模的發(fā)酵生產(chǎn)使得發(fā)酵系統(tǒng)非線性,時(shí)變性和大滯后等特點(diǎn)變得更為突出,迫切要求能夠?qū)Πl(fā)酵控制系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制和優(yōu)化。因此,研

2、究遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)和改進(jìn)控制算法對(duì)改善食用菌液體發(fā)酵生產(chǎn)現(xiàn)狀具有現(xiàn)實(shí)意義。
　　 網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器技術(shù)和智能控制技術(shù)的發(fā)展為發(fā)酵設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控提供了一種理想的解決方案?；谏鲜霰尘?本文設(shè)計(jì)了一種基于網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器技術(shù)的食用菌液體發(fā)酵遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。
　　 本文通過(guò)對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控體系結(jié)構(gòu)C/S和B/S兩種模式在適用場(chǎng)合、開(kāi)發(fā)速度、安全性等方面的比較,選擇了C/S模式作為系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控結(jié)構(gòu);然后對(duì)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的三種方案在實(shí)時(shí)性、開(kāi)發(fā)難

3、度、可靠性等方面比較,確定了Data Soket技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)通信的核心技術(shù)。設(shè)計(jì)了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)硬軟件結(jié)構(gòu),將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控計(jì)算機(jī)作為服務(wù)器,用網(wǎng)絡(luò)上的任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)作為客戶端,利用Labwindows/CVI為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái),采用模塊化設(shè)計(jì)思想,對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控部分的五個(gè)模塊:網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)加密模塊、遠(yuǎn)程登錄模塊、實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊和參數(shù)優(yōu)化模塊的進(jìn)行了軟件功能設(shè)計(jì)及程序編寫(xiě)。
　　 為了提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性,論文對(duì)溫度控制模塊進(jìn)行了改進(jìn),利

4、用蟻群算法對(duì)模糊控制器的3個(gè)參數(shù)(即量化因子Ke、Kec和比例因子Ku)進(jìn)行尋優(yōu),得出最優(yōu)的控制參數(shù),提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該系統(tǒng)能夠滿足遠(yuǎn)程客戶端對(duì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)酵罐工作狀況的遠(yuǎn)程監(jiān)控要求,經(jīng)參數(shù)優(yōu)化后的模糊控制器其控制效果優(yōu)于優(yōu)化前的控制器。
　　 整個(gè)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)方法,可充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源,既能讓生產(chǎn)人員了解情況,并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)及時(shí)向科研專家求助;又能讓各地的科研管理人員及時(shí)地查看、收集、分析數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的