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《生物酶膜反應器實時監(jiān)控系統(tǒng)EnzymaticMembran.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、生物酶膜反應器實時監(jiān)控系統(tǒng)張旭,何明霞,楊學友（天津大學精密測試技術及儀器國家重點實驗室，天津300072）摘要：介紹了基于單片機PIC18F448、按照RS485總線協(xié)議構建而成的生物酶膜反應器實時監(jiān)控系統(tǒng)，描述了該系統(tǒng)的組成和基本工作原理，并對系統(tǒng)的硬件設計和軟件設計作了較為詳細的說明。實際應用證明，該系統(tǒng)工作性能穩(wěn)定可靠，解決了傳統(tǒng)設備在生產過程中控制精度低、自動化程度差的問題，實現了測控技術與生化工程的良好結合。關鍵詞：生物酶膜反應器；PIC18F448；實時監(jiān)控；RS485總線中圖分類號：TP273EnzymaticMembraneReactorRealtimeMonito
2、ringSystemZhangXu,HeMingxia,YangXueyou(PrecisionInstruments&TechnologyCollegeofTianjinUniversity,Tianjin,300072)Abstract:EnzymaticmembranereactorrealtimemonitoringsystembasedonthemicrocontrollerPIC18F448andRS485busisintroduced,andthestructureandprincipleofthesystemispresented,andthedesignofsoft
3、wareandhardwareisalsodescribed.Throughactualappliedproof,thesystem’sfunctionisstableandcredible．Theproblemthattraditionalequipmentisinlowprecisionandlowautomatizationinthemanufacturingprocessissolved.Thissystemisthecombinationofthemeasurementandcontroltechnologywiththebiochemistryengineering.Ke
4、ywords:Enzymaticmembranereactor；PIC18F448；Realtimemonitoring；RS485bus本文所介紹的生物酶膜反應器實時監(jiān)控系統(tǒng)，是0引言以微芯公司的單片機PIC18F448作為測控電路的核心，隨著生物化學工程和膜技術的不斷發(fā)展，酶膜反并按照RS485總線協(xié)議而構建而成的，實現了對多個應器成為近年來研究的一個重要領域。酶膜反應器是反應容器內反應環(huán)境等參數進行設定、測量、控制及反應與分離耦合的裝置，集產品分離、純化和酶的回記錄。收利用于一體，可實現連續(xù)化操作[1]。由于溫度和pH1系統(tǒng)組成及基本工作原理值對酶的活性影響較大，酶的活性對反應
5、的速度和反整個系統(tǒng)是由一臺上位機和多個獨立的酶膜反應產物的品質影響較大，同時要求酶膜耦合反應器長應器測控節(jié)點共同組成的實時監(jiān)控網絡。時間連續(xù)工作，而傳統(tǒng)的設備難以保證對溫度、pH值上位機從RS485總線上接收測量數據，發(fā)送控制等反應條件的控制精度，并且自動化程度差[2],因此實指令。每個酶膜反應器主要由反應釜、膜過濾器及回現對酶膜反應器內反應物的溫度、pH值和體積的自動流裝置和控制箱構成。反應釜帶有攪拌裝置和附有電測量與控制是非常必要的。熱管的夾套；膜過濾器及回流裝置實現反應產物的析______________________出及反應物的循環(huán)回流；控制箱的核心部分是基于PIC18F4
6、48的主控電路，實現對傳感器信號的采集處理、對電熱管及電磁閥等執(zhí)行元件的控制和與計算機等。之間進行通訊。下圖1為酶膜反應器的結構簡圖。PIC18F448采用哈佛總線結構，精簡指令技術，運算速度高，內部集成功能多，外接電路簡單，可方便地應用于各種控制網絡。PIC18F448的突出特點有：內部集成10bit、8channelA/D轉換模塊；內部集成USART通訊模塊，支持RS485通訊協(xié)議；內部集成MSSP通訊模塊，具有IIC、SPI通訊接口；16KbyteFLASH存儲器，768byteRAM存儲器，256byte數據EEPROM存儲器；內置看門狗電路等[3]。溫度、pH、液位傳感器分
7、別將反應釜內反應物的溫度、pH值、體積信息轉換成420mA電流信號，經過處理電路進行濾波放大轉換成05V電壓信號，稱重圖1酶膜反應器結構簡圖傳感器、紫外檢測儀分別將反應得到的產物的重量、圖中，1－反應釜，2－超濾膜，3－原液罐，4－堿液罐，6－壓蛋白質吸光度信息直接轉換成電壓信號，經過濾波放力表，7－攪拌裝置，8－手動閥，10－蠕動泵，10、11－交流、直流電磁閥，12－電熱管，13－夾套，14、15、16－溫度、pH、大轉換成05V信號，以上五路信號再通
