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BL2100控制器在生物發酵中的應用

作者： 2013年07月22日 來源： 瀏覽量：
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隨著生物工程的不斷發展和人民生活水平的提高，生物制藥出現了廣闊的發展前景，目前，生物制藥及其試驗研究的裝置主要是中小型的發酵罐，其控制系統主要是根據經驗設計的開關控制，調節合適控制參數的過程繁瑣，控制
        隨著生物工程的不斷發展和人民生活水平的提高，生物制藥出現了廣闊的發展前景，目前，生物制藥及其試驗研究的裝置主要是中小型的發酵罐，其控制系統主要是根據經驗設計的開關控制，調節合適控制參數的過程繁瑣，控制性能較差，因此，開發適用于工業級的生物發酵控制系統具有重要的現實意義。

         目前，中小型的生物發酵罐控制器采用的是單片機或者PLC，軟件開發調試環境繁瑣，開發周期長，采用嵌入式系統可以有效的解決這些問題，嵌入式系統具有友好的軟件開發環境，聯機調試方便，實時性好，可靠性高，并且，有些嵌入式系統還擴展了A/D、D/A、DI/DO和通訊端口。BL2100嵌入式系統正是集成了以上的所有優點，Ethernet 通訊方式可以方便地實現多臺發酵罐與多臺監控系統之間組成網絡控制系統。因此，將嵌入式系統應用到生物發酵系統中，可以從本質上提高整個系統的性能。

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嵌入式系統是以應用為中心、以計算技術為基礎，并且軟硬件可裁剪，適用于應用系統對功能、可靠性等嚴格要求的專用計算機系統。BL2100控制器的Rabbit2000微處理器是專為面向Internet的嵌入式系統而設計的MCU，具有實時多任務內核，它很好地解決了存儲空間、運算速度、網絡通信以及程序開發的問題，BL2100控制器模塊的以太網芯片RTL8019AS，支持全雙工通信，通信速率為10Mbps，提供Socket級TCP/IP編程，支持多種應用層網絡協議（如HTTP、FTP、SMTP、PPP）。軟硬件的緊密結合使得嵌入式系統的優點充分發揮，有力地保證了網絡控制系統的穩定性和實時性。BL2100控制器還擴展了11路AD輸入、4路DA輸出、16個DO數字量輸出、24個DI數字量輸入、2個RS232和一個RS485通信端口、以及一個外部中斷口。另外，數據線和外部地址線接口可以方便地實現二次擴展。

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研制開發的新型生物發酵控制系統SY-3000E，從結構層次上可以分為三個部分：上位機監控系統PC，發酵系統控制器和信號處理模塊。上位機PC可以非常方便地實現友好的人機交換界面，在線實時數據處理，與下位機通信采用交換式以太網，可以保證通信的實時性和可靠性，并且，有利于組成發酵網絡控制系統，具有良好的可擴展性。發酵系統控制器主要完成數據采集、數字濾波、控制器計算、數字量輸出以及通信功能。信號處理模塊可以分為輸入信號變送模塊和信號輸出模塊，信號變送模塊實現把傳感器產生的微弱電信號變換為4～20mA標準的信號。由于發酵系統的執行器的工作電壓為交流220VAC，而控制器輸出一般為小于10V的直流信號，因此需要信號輸出模塊完成控制器輸出信號控制強電信號的功能，如下圖所示。

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