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技術(shù)文章

發(fā)酵罐控制系統(tǒng)比較

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發(fā)酵罐控制系統(tǒng)比較

1. 概述

發(fā)酵罐除了機(jī)械部分外,其所采用的控制系統(tǒng)也非常重要??刂葡到y(tǒng)的優(yōu)劣對發(fā)酵設(shè)備的正常使用影響很大。目前,市場上采用比較多的控制系統(tǒng)主要有三種形式:工控機(jī)、單片機(jī)(SCM)、可編程邏輯控制器(PLC)。盡管許多廠家提出了許多解決方案,但其核心技術(shù)主要還是這三種控制。有許多華麗的描述充其量是某些廠家在制造一種概念而已。因此用戶應(yīng)了解其本質(zhì)特點(diǎn)以便在選擇時掌握主動。

下面對這三種控制形式分別作簡要說明:

2. 說明

2.1 工控機(jī)系統(tǒng):

所謂工業(yè)控制計算機(jī)就是利用經(jīng)過改裝的計算機(jī)+各種控制板構(gòu)成,是80年代末到90年代中后期國際流行的一種工業(yè)控制模式。這種控制模式結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,與自動化控制追求簡單實(shí)用這一思想不太吻合。復(fù)雜的結(jié)構(gòu)更加容易出現(xiàn)問題。這種控制模式最大缺點(diǎn)為高速采樣,易受外界干擾,數(shù)據(jù)采集誤差較大,如果使用軟件進(jìn)行濾波則會造成數(shù)據(jù)響應(yīng)非常慢,因此總體運(yùn)行穩(wěn)定性較差。而且現(xiàn)有操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性也存在一定的問題,經(jīng)常會碰到計算機(jī)死機(jī)的情況,會影響實(shí)驗的進(jìn)行,嚴(yán)重時直接導(dǎo)致實(shí)驗失敗。但是其成本很低,價格便宜,所以一些廠家仍在大量使用。由于這種控制模式存在的缺陷較大,90年代末期已逐步被淘汰。

2.2 單片機(jī)系統(tǒng):

單片機(jī)(Single Chip Micyoco)主控制器體積小,主頻低,穩(wěn)定性好,功能強(qiáng)大,克服了工業(yè)控制計算機(jī)的穩(wěn)定性差、易死機(jī)、容易損壞的弊端。同時,其價格相對PLC系統(tǒng)來說比較低廉。單片機(jī)是目前在許多領(lǐng)域里被普遍采用的一種控制形式。

2.3 PLC系統(tǒng):

PLC主控制器采用模塊化方式,擴(kuò)展、編程方便,存儲量大、數(shù)據(jù)分析方便,穩(wěn)定性高。在現(xiàn)工業(yè)控制中已越來越多的被采用,是今后發(fā)展的一種主流趨勢。

3. 比較:

3.1 成本:

就成本來說,工控機(jī)與單片機(jī)相對低廉,PLC較高。

3.2 功能:

相對來說,PLC功能強(qiáng)大,因為采用模塊化方式,擴(kuò)展、編程都很方便。工控機(jī)擴(kuò)展口足夠多的話連接各種控制板來進(jìn)行擴(kuò)展也比較方便,但隨著板卡增多干擾也會加劇,對穩(wěn)定性的影響進(jìn)一步擴(kuò)大。單片機(jī)擴(kuò)展和編程有一定局限性,但一套已經(jīng)成熟的系統(tǒng)在擴(kuò)展與重新編程要求上并不多。

3.3 穩(wěn)定性:

很明顯,PLC組成的系統(tǒng)穩(wěn)定性最好,其次是單片機(jī)系統(tǒng),工控機(jī)系統(tǒng)存在太多弊端,選擇時尤其要慎重。

4. 解決方案:

有了初步的了解以后,您所要做的就是分析自己的真正需要。

對于實(shí)驗室規(guī)模的發(fā)酵罐以采用單片機(jī)控制為優(yōu),結(jié)合計算機(jī)程序控制,是一套比較好的方案,同時兼顧了性能與價格。如果資金充裕可考慮采用PLC系統(tǒng),穩(wěn)定性高,功能強(qiáng)大,采用大屏幕彩色觸摸屏顯示與控制,操作方便,美觀大方。工控機(jī)系統(tǒng)的選用要格外慎重。

對于中試、生產(chǎn)型的發(fā)酵罐最好是采用PLC控制系統(tǒng)。其功能強(qiáng)大,易于擴(kuò)展;穩(wěn)定性高,安全可靠。如果限于資金不充足也可以考慮單片機(jī)系統(tǒng),只要技術(shù)成熟同樣可滿足工業(yè)應(yīng)用。對于這一規(guī)模的發(fā)酵罐不推薦選用工控機(jī)系統(tǒng),因為對于較大規(guī)模的中試與生產(chǎn)來說其潛在的隱患太多,不足以勝任用戶需要。


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