本实用新型专利技术公开了一种基于CAN总线的发酵补料装置，包括计算机、适配器、CAN总线和若干组发酵补料系统，发酵补料系统包括现场控制器、电磁流量计、蠕动泵、电磁阀和发酵罐，计算机通过适配器连接CAN总线，现场控制器连接CAN总线上的CAN节点，现场控制器分别电连接电磁流量计、蠕动泵和电磁阀，营养液通过第一管路与发酵罐内部相通，第一管路上依次安装有蠕动泵和电磁流量计，无菌空气通过第二管路与发酵罐内部相通，第二管路上安装有电磁阀；本实用新型专利技术适合补料量较大的场合，大大减轻了工人劳动强度，弥补了传统发酵搅拌方式难以兼顾罐体底部和边缘的不足，CAN总线技术的引用，降低了生产成本，使控补料装置具有较高的可靠和灵活的通信方式。
A kind of fermentation feeding device based on CAN bus
【技术实现步骤摘要】
一种基于CAN总线的发酵补料装置
本技术属于微生物发酵设备
，特别涉及一种基于CAN总线的发酵补料装置。
技术介绍
自从1915年有人在酵母大规模发酵过程中添加营养液而成功地增加了酵母产量后，在一些由碳水化合物生产简单有机化合物(如甘油、丙酮、丁醇和乳酸等)的发酵生产中，相继出现了补加单一组分或多组分营养物的试验，结果是大多数发酵的产量都有所提高，培养基中各个成分得到有效利用。这即是发酵补料控制工艺的雏形，但由于补料方式完全是凭经验进行的，即发酵到一定时间，经验性地添加一定量营养液，补料成分简单、补加的数量大，这种补料方式虽简单易行，但发酵质量往往无法有效控制。近几十年来补料工艺已被广泛应用于抗生素、氨基酸和维生素等产品的发酵生产过程中，但其控制方式几乎还是延用传统的人工控制方式，如国内大多数生产厂家采用的分时集中补料控制方法，即每2～24小时对发酵罐手动补料一次，由于一次补料量大，对发酵环境条件冲击太大，严重地破坏了发酵过程中发酵温度、酸碱度、溶解氧等环境参数的平衡，直接影响了菌株的正常代谢，加速了泡沫的产生。随着发酵生产过程中发酵规模越来越大，逃液等问题严重，影响到发酵生产的质量和产量，传统的对单一发酵罐进行补料控制的方式已经不能满足生产的要求，大部分生产厂家倾向于采用集中、分散相结合的分布式控制系统(DCS，DistributedControlSystem)对各发酵罐的补料过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。DCS的测量变送仪表一般是模拟仪表，属于一种模拟数字混合系统。虽然这种控制系统较传统的单一补料控制系统有了较大的进步，但是也存在以下几方面的问题：1、安装费用高，采用一台仪表、一对传输线的接线咬牙，导致接线庞杂、工程周期长、维护困难。2、可靠性差，模拟信号传输精度低，而且抗干扰性差。3、下层仪表过于集中，扩展性差。此外，液体发酵罐补碱的均匀性主要通过搅拌叶搅拌来保证，容易有罐内发酵液翻动不到位、补料分散不够均匀的情况，会在一定程度上使得发酵得率下降。
技术实现思路
技术目的：为了解决现有技术中针对目前传统补料控制系统存在的问题，本技术提供了提供一种基于CAN总线的发酵补料装置，该装置大大降低了工人的劳动强度，提高工作效率。技术方案：为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种基于CAN总线的发酵补料装置，包括计算机、适配器3、CAN总线4和若干组发酵补料系统，所述发酵补料系统包括现场控制器5、电磁流量计6、蠕动泵7、电磁阀8和发酵罐9，所述计算机通过适配器3连接CAN总线4，现场控制器5连接CAN总线4上的CAN节点，所述现场控制器5分别电连接电磁流量计6、蠕动泵7和电磁阀8，营养液通过第一管路与发酵罐9内部相通，所述第一管路上依次安装有蠕动泵7和电磁流量计6，无菌空气通过第二管路与发酵罐9内部相通，所述第二管路上安装有电磁阀8；所述适配器3用于实现计算机与CAN总线通信协议转换。进一步的，所述现场控制器5包括8051单片机10，输入模块、输出模块、人机接口模块和通信功能模块，所述输入模块包括依次电连接的I/V转换器13(AD797)、A/D转换器12(AD7524)和光电隔离器11(PC817)，所述输出模块包括依次电连接的光电隔离器11(PC817)和开关量输出驱动器14，所述人机接口模块包括分别与8155芯片17电连接的键盘及液晶显示电路18和报警指示电路19，所述通信功能模块包括电连接的CAN总线控制器15(SJA1000)和CAN总线驱动器16(TJA1050)；其中：所述输入模块的光电隔离器11、输出模块的光电隔离器11、8155芯片17和CAN总线控制器15分别与8051单片机10电连接，所述CAN总线驱动器16电连接CAN总线4，I/V转换器13电连接电磁流量计6，开关量输出驱动器14电连接蠕动泵7和电磁阀8。进一步的，所述第一管路的一端接入营养液，第一管路的另一端与发酵罐9内的喷头21相接，所述第二管路的一端接入无菌空气，第二管路另一端与发酵罐9内的喷头21相接。进一步的，所述第二管路与喷头21相接的一端设置有两个通气管路20，所述通气管路20为一个环形通道，位于环形通道的内环壁上连接若干个喷头21，通气管路20环绕于发酵罐9外，喷头21伸入于发酵罐9内。进一步的，两个通气管路20与发酵罐9同轴设置，两个通气管路20一个位于呈发酵罐9的下端，另一个位于发酵罐9的中段，每个通气管路20上对称设置有两个喷头21，位于中段的通气管路20上的喷头21水平设置，位于下端的通气管路20上的喷头21斜向上喷射，所述喷头21的喷射方向与发酵罐9的搅拌方向相同。进一步的，位于中段的2个喷头21的连线和位于下端的2个喷头21的连线互相垂直。进一步的，所述计算机包括监控计算机1和备用监控计算机2，监控计算机1和备用监控计算机2分别通过一个适配器3连接CAN总线4。进一步的，所述输入模块的光电隔离器11电连接8051单片机10的P0口，所述输出模块的光电隔离器11电连接8051单片机10的P1口，所述8155芯片17电连接8051单片机10的P2口。优选地，所述开关量输出驱动器14为继电器。优选地，所述输入模块的光电隔离器11和输出模块的光电隔离器11均选用PC817、A/D转换器12选用AD7524，I/V转换器13围绕AD797运放搭建，所述CAN总线控制器15选用SJA1000，CAN总线驱动器16选用TJA1050。有益效果：与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：a)结构简单，使用方便，尤其适合补料量较大的场合；b)采用电磁流量计作为补料计量手段，使装置即能适应补料液为浆料的情况，又能满足、发酵工艺高温消毒的要求；c)大大降低了工人的劳动强度，提高了效率；d)采用总线结构，降低了材料、安装和维修成本。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术的现场控制器的模块框图；图3是本技术中发酵罐上喷头安装位置截面图；图4是本技术中喷头的结构示意图；图5是本技术中喷头的示意图；其中：1-监控计算机，2-备用监控计算机，3-适配器，4-CAN总线，5-现场控制器，6-电磁流量计，7-蠕动泵，8-电磁阀，9-发酵罐，10-8051单片机，11-光电隔离器，12-A/D转换器，13-I/V转换器，14-开关量输出驱动器，15-CAN总线控制器，16-CAN总线驱动器，17-8155芯片，18-键盘及液晶显示电路，19-报警指示电路，20-通气管路，21-喷头。具体实施方式下面结合实施例对本技术作更进一步的说明。如图1和2所示，一种基于CAN总线的发酵补料装置，包括计算机、适配器3、CAN总线4和若干组发酵补料系统，所述发酵补料系统包括现场控制器5、电磁流量计6、蠕动泵7、电磁阀8和发酵罐9，所述计算机通本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于CAN总线的发酵补料装置，其特征在于：包括计算机、适配器（3）、CAN总线（4）和若干组发酵补料系统，所述发酵补料系统包括现场控制器（5）、电磁流量计（6）、蠕动泵（7）、电磁阀（8）和发酵罐（9），所述计算机通过适配器（3）连接CAN总线（4），现场控制器（5）连接CAN总线（4）上的CAN节点，所述现场控制器（5）分别电连接电磁流量计（6）、蠕动泵（7）和电磁阀（8），营养液通过第一管路与发酵罐（9）内部相通，所述第一管路上依次安装有蠕动泵（7）和电磁流量计（6），无菌空气通过第二管路与发酵罐（9）内部相通，所述第二管路上安装有电磁阀（8）；所述适配器（3）用于实现计算机与CAN总线通信协议转换。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于CAN总线的发酵补料装置，其特征在于：包括计算机、适配器（3）、CAN总线（4）和若干组发酵补料系统，所述发酵补料系统包括现场控制器（5）、电磁流量计（6）、蠕动泵（7）、电磁阀（8）和发酵罐（9），所述计算机通过适配器（3）连接CAN总线（4），现场控制器（5）连接CAN总线（4）上的CAN节点，所述现场控制器（5）分别电连接电磁流量计（6）、蠕动泵（7）和电磁阀（8），营养液通过第一管路与发酵罐（9）内部相通，所述第一管路上依次安装有蠕动泵（7）和电磁流量计（6），无菌空气通过第二管路与发酵罐（9）内部相通，所述第二管路上安装有电磁阀（8）；所述适配器（3）用于实现计算机与CAN总线通信协议转换。
2.根据权利要求1所述的基于CAN总线的发酵补料装置，其特征在于：所述现场控制器（5）包括8051单片机（10），输入模块、输出模块、人机接口模块和通信功能模块，所述输入模块包括依次电连接的I/V转换器（13）、A/D转换器（12）和光电隔离器（11），所述输出模块包括依次电连接的光电隔离器（11）和开关量输出驱动器（14），所述人机接口模块包括分别与8155芯片（17）电连接的键盘及液晶显示电路（18）和报警指示电路（19），所述通信功能模块包括电连接的CAN总线控制器（15）和CAN总线驱动器（16）；其中：
8155芯片（17）和CAN总线控制器（15）分别与8051单片机（10）电连接，所述CAN总线驱动器（16）电连接CAN总线（4），I/V转换器（13）电连接电磁流量计（6），开关量输出驱动器（14）电连接蠕动泵（7）和电磁阀（8）。
3.根据权利要求1所述的基于CAN总线的发酵补料装置，其特征在于：所述第一管路的一端接入营养液，第一管路的另一端与发酵罐（9）内的喷头（21）相接，所述第二管路的一端接入无菌空气，第二管路另一端与发酵罐（9）内的喷头（21）相接。
4.根据权利要求1所述的基于CAN总线的发酵补料装置，其特征在于：所述第二管路与喷头（2...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈永琪，赵海清，
申请(专利权)人：江苏科海生物工程设备有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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