食用菌液體發(fā)酵遠程監(jiān)控系統(tǒng)研究.pdf

1、菌種生產(chǎn)是栽培食用菌的關鍵環(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)模不斷擴大,一方面現(xiàn)場設備分布越來越分散,難以集中對整個發(fā)酵過程的參數(shù)以及設備的工作狀態(tài)進行實時的監(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,時變性和大滯后等特點變得更為突出,迫切要求能夠對發(fā)酵控制系統(tǒng)進行有效的控制和優(yōu)化。因此,研

2、究遠程監(jiān)控技術和改進控制算法對改善食用菌液體發(fā)酵生產(chǎn)現(xiàn)狀具有現(xiàn)實意義。
　　 網(wǎng)絡化虛擬儀器技術和智能控制技術的發(fā)展為發(fā)酵設備的遠程監(jiān)控提供了一種理想的解決方案?；谏鲜霰尘?本文設計了一種基于網(wǎng)絡化虛擬儀器技術的食用菌液體發(fā)酵遠程監(jiān)控系統(tǒng)。
　　 本文通過對遠程監(jiān)控體系結構C/S和B/S兩種模式在適用場合、開發(fā)速度、安全性等方面的比較,選擇了C/S模式作為系統(tǒng)的遠程監(jiān)控結構;然后對實現(xiàn)網(wǎng)絡通信的三種方案在實時性、開發(fā)難

3、度、可靠性等方面比較,確定了Data Soket技術作為網(wǎng)絡通信的核心技術。設計了遠程監(jiān)控系統(tǒng)硬軟件結構,將現(xiàn)場測控計算機作為服務器,用網(wǎng)絡上的任意一臺計算機作為客戶端,利用Labwindows/CVI為軟件開發(fā)平臺,采用模塊化設計思想,對遠程監(jiān)控部分的五個模塊:網(wǎng)絡參數(shù)設置模塊、數(shù)據(jù)加密模塊、遠程登錄模塊、實時監(jiān)控模塊和參數(shù)優(yōu)化模塊的進行了軟件功能設計及程序編寫。
　　 為了提高系統(tǒng)的動態(tài)特性,論文對溫度控制模塊進行了改進,利

4、用蟻群算法對模糊控制器的3個參數(shù)(即量化因子Ke、Kec和比例因子Ku)進行尋優(yōu),得出最優(yōu)的控制參數(shù),提高了系統(tǒng)的動態(tài)特性。實驗結果表明:該系統(tǒng)能夠滿足遠程客戶端對現(xiàn)場發(fā)酵罐工作狀況的遠程監(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。
　　 整個系統(tǒng)采用模塊化設計方法,可充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡資源,既能讓生產(chǎn)人員了解情況,并通過網(wǎng)絡及時向科研專家求助;又能讓各地的科研管理人員及時地查看、收集、分析數(shù)據(jù),實現(xiàn)對現(xiàn)場的