生物檢測(cè)專業(yè)知識(shí)市公開課獲獎(jiǎng)?wù)n件

1、生物反應(yīng)過程檢測(cè)與調(diào)控盧慶華第1頁第1頁要求： 1、掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念； 2、掌握自動(dòng)化儀表工作原理和使用辦法； 3、理解發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)過程中工藝過程檢測(cè)和控制原理。 為其適應(yīng)當(dāng)代化工廠中生產(chǎn)過程操作和管理奠定基礎(chǔ)。第2頁第2頁生物反應(yīng)過程：是指生物技術(shù)試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)工藝及工程開發(fā)成為可供公共生產(chǎn)工藝過程。實(shí)質(zhì)上是利用微生物催化進(jìn)行生物技術(shù)產(chǎn)品生產(chǎn)過程。第3頁第3頁第一章 導(dǎo)論1、何為(過程)自動(dòng)化？2 、生化過程需控制參數(shù)3、自動(dòng)化技術(shù)、自動(dòng)化儀表簡(jiǎn)明發(fā)展過程4、檢測(cè)儀表第4頁第4頁1.1自動(dòng)化1、概念從工藝角度看：在工藝設(shè)備上，配置一些自動(dòng)化裝置，用它們來代替操作人員（部分）直接勞動(dòng)，使生

2、產(chǎn)在不同程度上按照要求要求自動(dòng)地進(jìn)行，也即：用自動(dòng)化裝置來管理設(shè)備（生產(chǎn)過程），使之正常運(yùn)行。第5頁第5頁從控制角度：所謂自動(dòng)化是使工藝參數(shù)保持在需要值或者狀態(tài)上，或者使生產(chǎn)過程按照一定程序或者環(huán)節(jié)運(yùn)營，確保生產(chǎn)過程運(yùn)營在最佳狀態(tài)(理解)。第6頁第6頁所謂“自動(dòng)控制”是指應(yīng)用自動(dòng)化儀器儀表或自動(dòng)控制裝置代替人自動(dòng)地對(duì)儀器設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，使之有目的地修正被控對(duì)象動(dòng)力學(xué)行為，以達(dá)到預(yù)期狀態(tài)或滿足預(yù)期性能要求。第7頁第7頁2、化工自動(dòng)化目的1、加快生產(chǎn)速度，減少生產(chǎn)成本，提升產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量。2、減少勞動(dòng)強(qiáng)度，改進(jìn)勞動(dòng)條件。3、確保生產(chǎn)安全4 、改進(jìn)勞動(dòng)方式，毀滅體力腦力差別。第8頁第8頁

3、人工操作 自動(dòng)控制進(jìn)料口H出料口測(cè)量?jī)x表設(shè)定值控制器第9頁第9頁沈陽凌空污水處理廠自控系統(tǒng)操作室第10頁第10頁梅蘭集團(tuán)熱電公司第二熱電廠中控室第11頁第11頁 總之煉油、化工、冶金、電力、生物、制藥等工業(yè)過程生產(chǎn)規(guī)模越來越向大型化、復(fù)雜化方向發(fā)展，各種類型自動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)成了當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)安全、高效、優(yōu)質(zhì)、低耗基本條件和主要確保。第12頁第12頁1.2生化過程參數(shù)測(cè)量1、物理參數(shù)反應(yīng)器T，P，V，泡沫高度H，攪拌速率,攪拌電流I，空氣流量FA，冷卻水流量Fw和進(jìn)出口溫度2、化學(xué)參數(shù)pH，溶解氧濃度（DO)3、生物參數(shù)呼吸代謝參數(shù)；發(fā)酵熱； 生物質(zhì)、基質(zhì)和產(chǎn)物。第13頁第13頁第14頁第14

4、頁1.3自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展歷程20世紀(jì)40年代手工操作狀態(tài)，只有少許檢測(cè)儀表用于生產(chǎn)過程。20世紀(jì)40年代末50年代自動(dòng)控制系統(tǒng)：多為單輸入、單輸出簡(jiǎn)樸控制系統(tǒng)；自動(dòng)化儀表：采用是基地式儀表和部分單元組合儀表；控制理論：以反饋為中心典型控制理論。第15頁第15頁20世紀(jì)60年代自動(dòng)控制系統(tǒng)：串級(jí)、比值、均勻、前饋和選擇性等各種復(fù)雜控制系統(tǒng)。自動(dòng)化儀表：?jiǎn)卧M合儀表成為主流產(chǎn)品。60年代后期，出現(xiàn)了專門用于過程控制小型出系統(tǒng)領(lǐng)域。第16頁第16頁計(jì)算機(jī)，直接數(shù)字控制系統(tǒng)和監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)開始應(yīng)用于過程控制領(lǐng)域。控制理論：出現(xiàn)了以狀態(tài)空間辦法為基礎(chǔ)，以極小值原理和動(dòng)態(tài)規(guī)劃等最優(yōu)控制理論為

5、基本特性當(dāng)代控制理論,老式單輸入單輸出系統(tǒng)發(fā)展到多輸入多輸出。第17頁第17頁20世紀(jì)7080年代自動(dòng)控制系統(tǒng)：最優(yōu)控制、非線性分布式參數(shù)控制、解耦控制、 模糊控制。自動(dòng)化儀表：氣動(dòng)型和電動(dòng)型，以微處理器為主要構(gòu)成單元智能控制裝置。集散控制系統(tǒng)（DCS）、可編程邏輯控制器 (PLC) 、工業(yè)PC機(jī)、和數(shù)字控制器等，已成為控制裝置主流。第18頁第18頁控制理論：形成了大系統(tǒng)理論和智能控制理論。模糊控制、專家系統(tǒng)控制、模式辨認(rèn)技術(shù)20世紀(jì)90年代至今：信息技術(shù)飛速發(fā)展自動(dòng)控制系統(tǒng)：管控一體化現(xiàn)場(chǎng)，綜合自動(dòng)化是當(dāng)今生產(chǎn)過程控制發(fā)展方向。第19頁第19頁自動(dòng)化儀表：總線控制系統(tǒng)出現(xiàn)，引起過程控制系統(tǒng)體

6、系結(jié)構(gòu)和功效結(jié)構(gòu)上重大變革?，F(xiàn)場(chǎng)儀表數(shù)字化和智能化，形成了真正意義上全數(shù)字過程控制系統(tǒng)。各種智能儀表、變送器、無紙紀(jì)錄儀?？刂评碚摚喝斯ぶ悄?、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制第20頁第20頁對(duì)于典型控制理論、當(dāng)代控制理論以及智能控制理論而言，并非意味著互相否認(rèn)和排斥，它們之間有著共同發(fā)展、互相滲入、互相結(jié)合發(fā)展關(guān)系。需要提出是，在當(dāng)今過程控制領(lǐng)域中，幾乎有90以上控制回路仍然沿用典型PID控制算法或PID控制算法變形，并能夠獲取比較滿意控制效果 。第21頁第21頁1.4檢測(cè)儀表在工業(yè)生產(chǎn)中，為了正確地指導(dǎo)生產(chǎn)操作、確保生產(chǎn)安全、提升產(chǎn)品質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化，一項(xiàng)必不可少工作是準(zhǔn)確而及時(shí)地檢測(cè)出生產(chǎn)過程中各個(gè)相關(guān)參數(shù)，用來檢測(cè)這些參數(shù)技術(shù)工具稱為檢測(cè)儀表。第22頁第22頁壓力檢測(cè)儀表第23頁第23頁電傳遠(yuǎn)式轉(zhuǎn)子流量計(jì) SF14轉(zhuǎn)子流量計(jì)流量檢測(cè)儀表第24頁第24頁智能電磁式流量計(jì)渦街流量計(jì)第25頁第25頁在線式熱式質(zhì)量流量計(jì) 第26頁第26頁物位檢測(cè)儀表第27頁第27頁浮球式液位計(jì)浮筒液位計(jì)第28頁第28頁翻版式液位計(jì)靜壓液位計(jì)第29頁第29頁差壓液位計(jì)第30頁第30頁玻璃棒溫度計(jì)溫度檢測(cè)儀表第31頁第31頁雙金屬溫度計(jì)第32頁第32頁壓力式溫度計(jì)第33頁第33頁攜帶式紅外輻射溫度計(jì) IR-TA Fluke 60 系列手持式紅