基于PTR2000的无线生物发酵监控系统

介绍了一款基于PTR2000模块和VC 的发酵过程监控系统。系统利用PTR2000模块实现上位机与下位机之间的无线通信,采用VC 实现了上位机监控界面的设计。着重阐述了系统的工作原理、结构、关键技术,并对系统的软硬件进行了详细的说明。实践表明:系统能够在无需人工干预的情况下自动地完成发酵罐的环境控制,实现发酵现场数据的采集、处理、实时显示、报表打印等功能,方便地实现了对发酵过程的实时监控。     

发酵类生物反应器控制系统的设计研究

为了对发酵过程实施更优化的控制,基于西门子S7-200可编程控制器(PLC)和MCGS组态软件,并利用多种传感器检测发酵过程各环境参数的动态数据,设计出一种新的生物发酵过程上位机(PC)实时监控系统。该控制系统实现了PC与PLC之间的数据通信,能够达到实时监控发酵过程的目的。     

基于LabVIEW的模糊PID在黄酒发酵溶氧控制中的应用

文中采用LabVIEW为开发平台,设计并实现了一套黄酒发酵测控系统.在黄酒发酵控制中,溶解氧的浓度(D0)是一个非常重要的参数,与酸度、糖度等其它过程参数的关系极为紧密.针对黄酒发酵溶氧控制非线性,时变性、强耦合等特点,设计了一种基于模糊PID的溶氧控制系统.文中采用LabVIEW与MATLAB混合编程的方法,对发酵罐中的溶氧进行实时检测和控制.结果表明,该控制方法具有动态响应快、超调量小、鲁棒性强等优点,有很好的实用性,可以实现DO值的实时监控.     

基于WinCC和S7-300PLC的电梯监控系统设计与仿真

针对电梯的运行特点,对电梯监控系统的总体方案以及系统软、硬件进行了设计。以西门子S7-300PLC为控制核心来实现电梯运行的自动控制,利用WinCC工控组态软件来完成电梯监控画面的制作,并对电梯监控系统进行了仿真调试。仿真实验结果表明:上位机监控系统与PLC控制系统能进行实时数据交换,上位机既能实现对电梯运行状态的监控,又能通过组态画面控制电梯的运行,能实现电梯运行状态的双向控制。     

直埋管砂箱试验装置的控制系统设计

应用机电一体化技术,根据直埋管砂箱试验装置的工作原理,完成了该装置控制系统的设计。控制系统采用两级控制方案,由下位机和上位机组成。上位机采用PC机配以监控组态软件组态王,下位机主体采用西门子S7-200系列的PLC。系统通过上下位机的通讯来实现对试验关键参数的实时采集以及对各功能模块的实时监控。     

赖氨酸发酵过程关键参数的模糊神经网络逆软测量研究

针对微生物发酵关键生物量参数(基质浓度、菌丝浓度和产物浓度)难以直接测量的问题,以赖氨酸发酵过程为研究对象,采用基于"虚拟子系统"的模糊神经网络逆系统软测量方法对关键生物量参数进行在线估计.假定在发酵过程内部存在一个以不可直接测量参数为输入,直接可测参数为输出的"虚拟子系统",并建立 "虚拟子系统" 的数学模型.再构造"虚拟子系统"的模糊神经网络逆系统,将逆系统串接在"虚拟子系统"后构成复合伪线性系统,得到动态软测量模型,实现不可直接测量参数的在线估计.实验结果表明:该方法能很好地实时估算赖氨酸发酵过程关键参数,为进行赖氨酸发酵过程补料优化控制打下良好的基础.     

基于CPSO的混合核LSSVM生物发酵软测量建模

针对赖氨酸发酵过程非线性、强耦合及关键参数难以在线实时测量等问题,将混合核函数概念引入最小二乘支持向量机中,提出了一种基于混合核LSSVM的软测量建模方法。该方法采用混合核函数代替传统的RBF核作为支持向量机的核函数建立模型,并利用全局搜索能力较强的混沌粒子群优化（CPSO）算法对模型参数进行了寻优处理。仿真结果表明,该方法建立的软测量模型可以实现对发酵过程中的菌体浓度C、基质浓度S及产物浓度P等参量的在线实时预测,在改善了模型全局性的同时也提高了预测精度。     

PLC控制系统在滑动轴承摩擦试验机中的实现

本文介绍了双通道加载滑动轴承摩擦试验机PLC控制系统的实现,分别从控制测量原理、硬件配置和软件三个方面对系统进行了阐述。该系统各测量参数全部由PLC完成数据采集,PLC通过PROFIBUS总线与上位机通讯,可由上位机监控和实时显示参数,控制试验过程。     

基于Android平台的公路养护设备监控系统

针对公路养护装备种类多、分散性大和工作参数难以实时查看等问题,提出了基于蓝牙通信和Android平台的养护装备监控系统,实现养护装备的实时监控和远程管理。采用CAN转蓝牙的方式将养护装备的作业参数进行无线传输,利用Android平台设计总线参数采集、数据显示和传输模块,并借助C/S架构和SQLite数据库构建了公路养护装备的参数监控系统。以高速公路用绿篱机为对象,进行了功能试验。结果表明：设计的监控系统可以实现对绿篱机的远程监控、数据存储与数据展示,实现了养护装备作业参数的实时监控,解决了养护装备管理困难的问题。     

钢管检测与标识监控系统的设计与实现

介绍了钢管检测与标识监控系统的软硬件设计思想及实现方法.该控制系统采用了集散控制,下位机采用西门子S7 PLC,实现了对钢管测长、称重、打标、涂色和喷标的自动控制;上位机采用工控机,实现了生产过程的实时监控.研究结果表明,操作人员通过计算机就可以观察到现场各设备运转状况和钢管的参数、好坏管的处理,并可及时操作控制,实现了钢管检测与标识过程的自动化.     

Microcontroller Based Distributed Monitoring System for Fresh Water Fish Aquaculture

Abstract

This paper presents the design of intelligent distributed controllers for fresh water aquaculture plant, based on a microcontroller platform. This system enables the control of various environmental parameters under the optimum conditions. It is designed around the ATmega8535 microcontroller chips in distributed manner and comprises hardware components and embedded firmware. A compact, fast, flexible, distributed, and cost effective solution is achieved for the control of the four important parameters, notably temperature, lighting, dissolved oxygen, and pH values. The state variables of the monitoring and control process are distributed among the microcontrollers and the performance of the distributed system is analyzed. It is observed that the growth rate of fish is higher and yields good harvest in the controlled environment.     

Minimally invasive fluorescence sensing system for real-time monitoring of bacterial cell cultivation

This article reports a portable optoelectronic instrumentation system for real-time monitoring of Escherichia coli cultivation. The minimally invasive sensor offers continuous measurement of the pH, dissolved oxygen, optical density, and auto-fluorescence. The analytical figures of merit, including the stability, response time, reproducibility, and long-term sensitivity, were evaluated before application for monitoring bacterial cell cultivation. The results were compared with values obtained with commercially-available instrumentation and were similar and comparable. The absolute error was between ±0.30 pH units and mg/L for dissolved oxygen. This minimally invasive, simple, and inexpensive optical system is suitable for monitoring online bacterial cell growth in a single transparent container.     

集约化水产养殖监控系统设计和实现

采用嵌入式技术和LABVIEW开发了一套具有远程控制功能的集约化水产养殖监控系统。系统总体上分为3级：远程控制中心主机、现场监控基站、基于采样池的定点水质参数采集装置和机器鱼不定点水质采集装置。系统可采集的水质参数主要包括溶氧、pH、氨氮、温度和电导率等水质环境参数。主要的水产养殖执行机构有增氧机、投饵机、加热机等。该系统可以完成水质参数的实时采集和水产养殖执行机构的自动控制。     

基于溶解氧电极的微生物生长量实时在线检测

溶解氧的检测对于微生物发酵过程控制及优化起着重要作用。本文通过研究生物处理发酵过程中溶解氧的变化,分析了微生物的生长情况,并且提供了一种基于溶解氧电极的在线检测微生物生长量的测定方法,对发酵过程控制有一定实用价值。     

基于CAN总线的溶解氧远程监控系统

提出了一种基于CAN总线的溶解氧远程监控系统。系统设计了以C8051F040单片机为核心的溶解氧检测仪,通过CAN总线组成的现场网络与远程控制中心进行数据交换,实现了对溶解氧的远程监控。实际运行效果表明,系统运行准确可靠,具有良好的应用前景。     

基于ZigBee及ARM的渔业养殖水质实时监控系统

渔业养殖中对水质参数进行实时监控是了解鱼类生长状况、提高产量、降低养殖成本、减小养殖风险的有效措施。以ZigBee和嵌入式ARM技术为核心,设计了一套渔业养殖水质实时监测调控系统,可以实现对水环境中的pH值、DO(溶解氧)和水温等水质参数的采集、分析和存储,并根据分析的结果控制相应的养殖设备对这些参数进行自动调节。     

基于AT89S55单片机的水质监测系统设计

介绍基于AT89S55单片机的一种水质监测系统,该系统可以实现对水体的温度、电导率、溶解氧、浊度、pH值等参量进行连续监测。系统含有键盘和显示电路,可以对监测到的数据进行显示和设定报警限,同时现场监测数据通过通信电路可传递给控制室。     

基于智能传感网和模糊PID的水产养殖监控系统

鉴于目前国内水产养殖现代化监控系统的实际应用需求,提出一种基于CC2430和模糊PID控制策略的水产养殖环境监控系统。该系统采用CC2430为核心开发无线传感器节点,通过带有高精度温湿度传感器的数据采集终端采集环境数据,完成养殖环境中的溶解氧、温度、pH值等参数实时监测,各节点间通信遵循ZigBee协议,采用ZigBee技术实现无线传感器网络自组网和监控数据自动汇聚,应用模糊PID控制算法对偏差进行处理,实现参数的精确调节,采用嵌入式数据库管理模式实现终端节点和数据管理及预警等功能。试验结果表明该系统的实用性和高效性,解决了养殖池内的复杂布线问题,适于环境参数的自动监测,可推广应用。     

Modeling a multivariable reactor and on-line model predictive control

A nonlinear first principle model is developed for a laboratory-scaled multivariable chemical reactor rig in this paper and the on-line model predictive control (MPC) is implemented to the rig. The reactor has three variables-temperature, pH, and dissolved oxygen with nonlinear dynamics-and is therefore used as a pilot system for the biochemical industry. A nonlinear discrete-time model is derived for each of the three output variables and their model parameters are estimated from the real data using an adaptive optimization method. The developed model is used in a nonlinear MPC scheme. An accurate multistep-ahead prediction is obtained for MPC, where the extended Kalman filter is used to estimate system unknown states. The on-line control is implemented and a satisfactory tracking performance is achieved. The MPC is compared with three decentralized PID controllers and the advantage of the nonlinear MPC over the PID is clearly shown.