。发酵过程控制系统操作与维护系统构成发酵过程控制系统是以公司集散系统为核心，专门为抗生素发酵生产而设计的小型系统。根据抗生素发酵的特点和工艺要求，系统包括温度控制连续补料控制自动消沫控制控制等多种参数控制和温度压力流量称重尾气等多种参数测量。其系统结构如下显示器上位机工作站打印机现场变送器执行机构仪表等设备显示器上位机工作站打印机图根据系统点的多少可采用个或多个控制器可下挂通道扩展机箱来控制或监测现场的变送器执行机构仪表等外部设备。所有控制器通过以太网由个上位机总管理。上位机提供用户多种操作界面，打印机用于生产报表打印。系统软件的使用和功能见发酵过程控制系统计算机操作手册。其他各部分功能分述如下。温度控制分为种子罐温控大罐温控和公用工程温控三种。小罐温控其安装示意图如下蒸气热水进井水冷冻水循环水冷水热水回图二如果发酵过程为纯产热过程，不需热水升温的，可省去虚线框内的部分，即采用单入阀降温控制。阀为电磁开关阀。阀控制升温，阀控制降温。降温水根据季节的不同则选择不同的降温水。控制算法为时间比例控制。中罐和料罐温控其安装示意图如下蒸气热水进井水冷冻水循环水冷水热水回图三如果发酵过程为纯产热过程，不需热水升温的，可省去虚线框内的部分，即采用单入阀降温控制。阀为电磁开关阀，阀为气动开关阀。阀控制升温，阀控制降温。降温水根据季节的不同则选择不同的降温水。控制算法为时间比例控制。补料控制补醇，补油控制与此相同其安装示意图如下发酵大罐进料进蒸汽图四为消毒用的进排气手动截止阀根据工艺要求有时省略。为手动隔膜阀或截止阀建议用隔膜阀。为气动波纹管隔膜阀。需要补料时，打开入料阀，当料液加满计量罐电极接通时，关闭入料阀，打开出料阀，料液加入大罐，完成个补料循环。计算机根据补料速率的设定，定时启动这补料循环。在定时期内形成连续流加补料。发酵过程糖份连续流加为菌株的生长提供了合适的环境，有利于菌株的生长和代谢，是提高发酵工艺水平和产出单位的最有效的手段。自动消沫控制在抗生素发酵过程中，由于菌株快速生长及通风搅拌等因素的影响，般要产生大量泡沫，甚至逃液，严重影响发酵产量。采用自动消沫控制后，可有效地防止逃液，提高装罐体积。其控制示意图如下图五当泡沫产生后，接触到消沫电极后，消沫控制器或其它控制系统发出指令，打开出油阀加油或其他消沫剂来抑制泡沫生长。消沫电极分为普通长短电极和防污染电极两种。普通长短电极可利用计算机或补料控制器来控制，防污染电极则必须配用防污染消沫控制器来控制。控制发酵过程般是个产酸过程，为保证菌株正常生长，需不断加氨碱来调节其酸碱环境。控制分为计量和不计量两种控制方式。不计量安装示意图如下电极消沫控制器出油阀进风管道进氨进蒸汽图六分别为常开常闭气动波纹管隔膜阀。为手动截止阀。为进排蒸汽手动阀。采用两阀串联的目的是为控制提供双保险。在停电停气等异常情况下，自动补氨通道为关闭状态，并在严重超限时，计算机发出指令让两阀同时关闭。避免在异常情况下因加氨过多对环境产生破坏。进蒸汽进风管道加氨图七补氨计量罐安装示意图计量控制方式采用计量罐。其上电极接通表示计量罐加满，需关闭进氨阀，下电极断开表示计量罐放空，需打开进氨阀进行氨水加注。其出阀控制与不计量控制方式基本相同。信号检测为提高抗干扰能力，保证测量精度，所有检测信号均通过配电器进行信号隔离。其连接示意图如下现场变送器配电器板数显表屏图八二变送器传感器温度变送器采用铂电阻为敏感元件，配以体化的变送器，输出，比传统三线制温度测量具备更高的测量精度和抗干扰能力，并有利于远传。压力变送器采用中航机电的压力变送器，其敏感元件为金属离子溅射。这种压力变送器具有稳定性高精度高抗干扰能力强等特点，尤其具备高温消毒不损坏的能力，特别适合发酵生产。称重变送器采用隔膜密封式差压变送器，这种差压变送器有体积小测量稳定智能化设计操作方便等特点，其安装示意图如下发酵罐低压侧高压侧毛细管图九由于为实测差压，为料液高度，为发酵液比重，而发酵液重量为发酵罐有效截面积，因此在定截面积下∝∝差压变送器输出电流。通过分段标定料液重量与输出电流的对应关系，得出个的分段直线方程。在发酵时通过测出而确定出料液的重量。如要测量料液的体积，需知其比重。标定时可采用计量筒或流量计水标。测量采用变送器和复合电极组成在线测量方式。变送器为全密封墙挂式结构，防水防尘，有利于现场安装。面板的菜单式操作键盘和大液晶点显示区更有利于用户操作和维护。而电极为凝胶复合电极，其内参比电极设有银离子捕捉，可防止硫化银沉积阻塞多孔隔膜。该电极操作和维护简单，可耐压消毒，其温度使用范围为，耐压范围为，特别适合发酵过程控制。仪表操作包括测量标定维护参数设定诊断五个功能模块。测量模块为主测模块，能提供温度阻抗电流电压等多种参数屏幕显示和信号输出。标定模块提供四种标定方式对电极进行标定。维护模块能提供计算机系统个标准恒流源，用于检查计算机采集系统是否正常工作。参数设定模块提供大量参数设定。诊断功能模块提供多种硬件测试，并存贮了多种信息和历史记录。其操作步骤如下接好电源线电极线信号输出线。通电自检。按键进入参数设置功能块，在管理级设置以下几个参数测量时补偿温度值即发酵温度值，标定时补偿温度值即缓冲液温度值。输出电流对应于。设置各个操作级别的密码和权限。设置当前日期和时间。其他设置可选择使用。④用模拟器进行模拟标定，检查仪表功能。系统提供了四种标定方法人工标定自动标定数据标定样本标定般采用人工标定包括双点标定和单点标定。用电极标定，般采用人工标定项的两点标定法。电极维护定期标定般至两个发酵周期。标定时注意从种缓冲液进入另种缓冲液时定要用蒸馏水冲洗，并用纸巾吸干水份，切不可擦拭。清洗般可用蒸馏水冲洗，如有蛋白质附着，应用清洗液清洗。再生将老化电极置于再生液中浸泡分钟，取出清洗后再置于溶液中浸泡个小时即可，如不能恢复特性，该电极报废。储存置于的缓冲液中湿储。因电极为玻璃体，极易破损，切勿挤压冲击。冲洗大罐时也不可用高压水枪直接冲洗电极头部。溶氧采用公司的变送器和极化电极。该仪表为百分比空气测量，即为相对值测量，只有个斜率调节，操作简单。溶氧电极能耐压消毒操作简单测量准确稳定性好。特别适用于生化过程控制。仪表操作连上电源线电极线信号输出线。实消之后，把空气全开，罐顶压力调至，温度保持在正常温度，标定这种情况下的溶解氧为溶氧电极维护见氧电极使用手册三仪器仪表本系统使用了电极板配电器消沫控制装置等仪器仪表，分述如下。电极板电极板的作用是把现场的开关量信号转变为计算机可识别的信号供控制器进行处理，同时把现场信号和计算机隔离，防止干扰配电器配电器是实现集中检测必不可少的中心环节。由于它具有供电电源输入回路输出回路三端隔离的特点，能够有效地提高系统的抗干扰能力。其连线示意图如下现场变送器配电器板数显表屏输出输出输入图十三其具体性能指标见其说明书。消沫控制装置由防污染消沫电极和控制器两部分组成。其组成框图如下电极板现场电极信号电极指示灯控制器防污染电极消沫控制器板消沫电磁阀开阀状态图十四其性能指标和使用方法见其说明书。四模板系统共使用种模板，包括通用模入板模出板板板板。通用模入板为路差分输入板，系统的所有模拟检测量均接入这种模板。系统模拟检测包括温度压力流量称重模出板为通道电流输出板，其输出电流控制调节阀的电气阀门定位器。板为通道开入板，主要处理补料电极补醇电极补油电极消沫开阀等状态信号。板为通道开出板。主要控制驱动各种电磁阀和报警输出。板为通道开出板。主要控制蒸气电磁阀。五执行机构包括补料消沫控制温控等几类执行机构。补料执行机构补醇执行机构，补油执行机构由补料计量罐进出料气动波纹管隔膜阀电磁阀电极及相关手动截止阀组成。见图。该系统可以单独消毒，也可与罐体起消毒。自动补料时，打开阀，关闭阀，料液由计量罐大罐组成的自动通道由计算机控制阀的开关来自动定时补料。手动补料时，打开阀，料液经手动通道人工补料。补料系统单独消毒时，打开，关闭。通入饱和蒸汽，保压半小时，蒸汽由排出。连大罐起消毒时，打开，关闭，蒸汽由或排风管排出。消沫执行机构消沫执行机构和补油执行机构公用控制执行机构控制执行机构由两只串联的气动波纹管隔膜阀及其电磁阀组成，只为常开阀，另只为常闭阀。保证停电停气等异常事故出现时，自动补氨通道为关闭状态，