基于LabVIEW的發(fā)酵過程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.38萬字 48頁 原創(chuàng)作品，獨(dú)家提交，已通過查重系統(tǒng)


目錄
摘 要 4
引 言 7
第一章 緒論 8
1.1 選題背景 8
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 8
1.3 課題研究意義 11
1.4 本文主要研究內(nèi)容 12
第二章 發(fā)酵過程概述 13
2.1 發(fā)酵工程 13
2.2 發(fā)酵過程中各參數(shù)對(duì)發(fā)酵的影響 14
2.2.1 溫度對(duì)發(fā)酵過程的影響 15
2.2.2 壓力對(duì)發(fā)酵過程的影響 16
2.2.3 泡沫對(duì)發(fā)酵過程的影響 16
2.2.4 PH對(duì)發(fā)酵過程的影響 17
2.2.5 溶氧溶度對(duì)發(fā)酵過程的影響 17
第三章 虛擬儀器技術(shù)介紹 19
3.1 虛擬儀器技術(shù)概述 19
3.2 虛擬儀器的特點(diǎn) 20
3.3 虛擬儀器的發(fā)展 21
3.4 虛擬儀器前景與展望 22
3.5 發(fā)酵過程監(jiān)控系統(tǒng)描述 23
3.6 基于LabVIEW的發(fā)酵過程監(jiān)控系統(tǒng)工作原理 24
3.7 模塊化設(shè)計(jì)原則 24
第四章 發(fā)酵過程監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 26
4.1 硬件設(shè)計(jì)概述 26
4.2 溫度測量傳感器選擇 26
4.3 計(jì)算機(jī)及通信方式的選擇 28
第五章 發(fā)酵過程監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 29
5.1 軟件系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 29
5.2 軟件通信協(xié)議 30
5.2.1 軟件通信協(xié)議 30
5.2.2 RS-232接口簡介 31
5.3 用戶界面設(shè)計(jì) 31
5.4 軟件功能的模塊化設(shè)計(jì) 33
第六章 系統(tǒng)功能集成與仿真 41
6.1 主程序設(shè)計(jì) 41
6.2 串口子程序設(shè)計(jì) 43
6.3 程序仿真展示 43
第七章 總結(jié)與展望 45
致 謝 46
參考文獻(xiàn) 47





摘要 發(fā)酵工程是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用工程，是現(xiàn)代生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。隨著世界范圍內(nèi)微生物技術(shù)應(yīng)用的迅猛發(fā)展發(fā)酵工業(yè)越來越受到科技界、生物界的重視，其生產(chǎn)規(guī)模也不斷擴(kuò)大，因此對(duì)于發(fā)酵過程的自動(dòng)控制的要求也越來越高。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵過程的自動(dòng)控制，首先我們得做好發(fā)酵過程參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，所以設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)酵過程監(jiān)控系統(tǒng)是非常有必要的。
虛擬儀器本質(zhì)上是以軟件取代部分硬件功能，充分利用計(jì)算機(jī)的軟硬件資源，來完成各種測試、測量和自動(dòng)化應(yīng)用的集成系統(tǒng)。LabVIEW（ Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench）是當(dāng)今世界應(yīng)用最廣泛的圖形化虛擬儀器開發(fā)環(huán)境 以其獨(dú)特的圖形化程序語言廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受，視為新一代標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。近年來LabVIEW技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用在越來越多的監(jiān)控領(lǐng)域，并且都取得了良好的成果，伴隨著LabVIEW軟件功能的逐漸增多，應(yīng)用范圍的逐漸擴(kuò)展，其性能也越發(fā)強(qiáng)大。因此利用LabVIEW虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)生物發(fā)酵過程各參數(shù)的實(shí)時(shí)采集和監(jiān)控勢在必行。于是，基于LabVIEW的發(fā)酵過程監(jiān)控系統(tǒng)也就應(yīng)運(yùn)而生。
本文首先對(duì)課題相關(guān)內(nèi)容做了深入調(diào)研，著重介紹了課題背景、意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、虛擬儀器發(fā)展及微生物發(fā)酵工藝過程參數(shù)等，并以此搭建了基于LabVIEW發(fā)酵過程監(jiān)控系統(tǒng)整體架構(gòu)。接著針對(duì)發(fā)酵監(jiān)控系統(tǒng)的硬件及通訊部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上完成了相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)。通過軟硬件結(jié)合完成了對(duì)發(fā)酵過程中參數(shù)的數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、存儲(chǔ)、分析、計(jì)算等功能，實(shí)現(xiàn)了發(fā)酵工程的智能控制，這將有效地提高發(fā)酵的產(chǎn)量及質(zhì)量。該系統(tǒng)的構(gòu)建，將對(duì)推廣發(fā)酵工程智能化、自動(dòng)化具有重要意義。

關(guān)鍵詞： 發(fā)酵過程 LabVIEW 虛擬儀器