一种智能转动发酵罐测控系统技术方案

本发明专利技术提供一种智能转动发酵罐测控系统,包括PLC控制器、取电装置、整流装置和视觉传感器触发装置；发酵罐通过支承装置可转动的设置在在底座架上，初级电缆通过电缆支架支撑环绕发酵罐最大直径处，且与发酵罐表面有间隔，并和电源连接形成闭合回路；取电装置和整流装置设置在发酵罐上；初级电缆穿过取电装置，产生感应电流，并通过整流装置输出直流电压，为设置在发酵罐上的传感器和显示屏供电；视觉传感器触发装置设置在固定支撑架上并通过缆线与PLC控制器电连接；PLC控制器与上位机电连接；电源为PLC控制器和上位机供电。本发明专利技术采用无线供电技术与机器视觉技术取代传统发酵罐测控系统中的供电和数据传输方式，具有更高的智能化和信息化水平。

A new intelligent rotating fermentation tank measurement and control system

The invention provides a novel intelligent rotating fermentation tank measuring and controlling system, which comprises a PLC controller, an electricity collecting device, a rectifying device and a visual sensor triggering device; the fermentation tank is rotatably arranged on a base frame through a supporting device, and the primary cable supports around the maximum diameter of the fermentation tank through a cable bracket, and has a surface with the fermentation tank. Interval and power supply are connected to form a closed loop; the power supply device and rectifier are set on the fermenter; the primary cable passes through the power supply device to generate inductive current and output DC voltage through the rectifier to supply power to the sensor and display screen set on the fermenter; the visual sensor trigger device is set on the fixed branch. The bracket is electrically connected with the PLC controller through a cable; the PLC controller is electrically connected with the upper machine; and the power supply is the power supply for the PLC controller and the upper machine. The invention adopts wireless power supply technology and machine vision technology to replace the power supply and data transmission mode in the traditional fermenter measurement and control system, and has higher intelligence and information level.

【技术实现步骤摘要】
一种新型智能转动发酵罐测控系统
本专利技术属于测控
，具体涉及一种新型智能转动发酵罐测控系统。
技术介绍
随着生物科学技术的迅速发展，发酵工业也发展得越来越快，传统发酵装置不能够满足于工业化生产需求，因此需要开发新的发酵罐装置。若采用常用的控制系统将会使发酵罐罐体不能转动，影响发酵罐中发酵基质发酵效果。因此，对可转动发酵罐测控系统也有了更新与更高要求。目前，传统测控系统均采用连接电源线对所控系统的仪器设备进行供电，并通过信号传输线或无线WiFi数据传输模块将所测得参数传入上位机中进行处理(如显示、存储、数据查询等)。由于传统测控系统采用技术是将能源单元和发酵工艺中央控制单元与发酵罐进行有线连接，因此采用传统发酵罐测控系统结构不能满足转动式发酵罐的需求，并解决现场复杂生产环境下，下面面对的技术问题：(1)在实际发酵基质发酵过程中，由于要对发酵罐表面的仪器仪表进行供电，能源单元与发酵罐之间需接入大量电源线，导致发酵罐无法转动，并且设备安装复杂。(2)采用数据传输线传输数据的方式将会受到其安装方式和长度等因素的影响，使信号受到各种干扰，采集数据的精确度下降。(3)通过无线WiFi数据传输模块传输数据易受外界环境干扰，数据传输不稳定，使整个发酵罐测控系统安全性、可靠性变差。(4)如何实现新型转动式发酵罐在何种条件下进行转动，以及在什么条件下停止转动，才能使发酵罐中发酵基质发酵更合理，以及如何使发酵罐稳定停止转动。(5)传统类似测控系统中系统结构繁琐，需要操作人员经常进行维护，检查线路；并且使用寿命短。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术问题，而提供的一种新型智能转动发酵罐测控系统。一种新型智能转动发酵罐测控系统,包括电源、PLC控制器、初级电缆、取电装置、整流装置、上位机和视觉传感器触发装置；发酵罐通过支承装置可转动的设置在在底座架上，初级电缆通过电缆支架支撑环绕发酵罐最大直径处处，且与发酵罐表面间隔80～90mm，并和电源连接，形成闭合回路；所述取电装置和整流装置设置在发酵罐上；初级电缆穿过取电装置，产生感应电流，并通过整流装置输出直流电压，为设置在发酵罐上的传感器和显示屏供电；所述视觉传感器触发装置设置在固定支撑架上，以获取显示屏中的信息；所述视觉传感器触发装置通过缆线与PLC控制器电连接；所述PLC控制器与上位机电连接；电源为PLC控制器和上位机供电。进一步的，所述取电装置包括取电单元和整流单元插座；所述取电单元采用设置成U形的导线结构；取电单元与整流单元插座形成回路；取电单元通过固定螺栓固定在发酵罐上。进一步的，所述整流装置包括整流单元、输入插座和输出插座；整流单元上设置有一个输入插座和多个输出插座；所述输入插座与整流单元插座连接；所述输出插座与传感器、显示屏连接，进行供电。进一步的，所述视觉传感器触发装置包括视觉传感器、激光发射器、激光接收器、固定座、固定支撑架、电磁锁紧装置和设置在发酵罐侧面的反射镜；所述视觉传感器设置在固定座内，并通过设置在固定座上的固定支撑架支撑；所述固定座上还设置有激光发射器和激光接收器；激光发射器发射激光经反射镜反射，让激光接收器接收，为视觉传感器获取显示屏的信息提供触发信号；电磁锁紧装置安装在发酵罐的转动轴上，通过PLC控制器控制电磁信号来控制发酵罐的锁止。进一步的，所述发酵罐通过电机和传动齿圈驱动转动，通过电磁锁紧装置进行锁止。进一步的，所述电磁锁紧装置通过锁紧支架固定在底座架上。本专利技术的有益效果：通过内外环无线供电技术，实现对安装在旋转运动发酵罐表面的设备供电；通过工业视觉传感器采集所有发酵罐参数信息，由此实现应用视觉信息来进行系统非接触式数据采集；通过视觉传感器触发装置获取显示屏视觉信息；采用的控制方法可以控制发酵罐停止转动的位置，即该方法可使显示屏准确对中视觉传感器，以便实时测量发酵罐内部参数变化,若发酵罐内部参数变化超过设定值时,开启发酵罐体转动装置,使之做旋转运动。相对于如数据线传输、无线WiFi和电磁波数据传输等，本专利技术简化了系统结构，该输电方法和数据传输方法主要作用是可使该机电系统实现为测控系统非接触式能量供能和数据传输，由此，可使发酵罐表面所安装仪器仪表(各类传感器、LED显示屏等)可随发酵罐罐体转动，不受电源线与数据传输线限制，且应用视觉信息实现非接触式数据采集的方式相比于数据线传输(长距离)和无线传输(电磁波传输、WiFi传输等)受外界环境干扰更小，整个发酵罐测控系统能够适应更复杂的生产环境，稳定性更高。附图说明图1为本专利技术测控系统轴视图；图2为本专利技术测控系统侧视图；图3为取电装置结构示意图；图4为整流装置结构示意图；图5为视觉传感器触发装置结构示意图；图6、图7为发酵罐测控系统工作流程结构图；图8为视觉传感器触发装置与显示屏安装位置示意图。其中：1、电源；2、PLC控制器；3、电缆支架；4、电机；5、初级电缆；6、取电装置；7、整流装置；8、传感器；9、显示屏；10、反射镜；11、电磁锁紧装置；12、视觉传感器；13、激光发射器；14、激光接收器；15、固定支撑架；16、上位机；17、取电单元；18、固定螺栓；19、整流单元插座；20、输入插座；21、整流单元；22、输出插座；23、传动齿圈；24、发酵罐；25、锁紧支架；26、固定座；27、底座架；28、缆线；29、支承装置。具体实施方式下面结合附图中的实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但并不构成对本专利技术的任何限制。如图1至图8所示，一种新型智能转动发酵罐测控系统,包括电源1、PLC控制器2、初级电缆5、取电装置6、整流装置7、上位机16和视觉传感器触发装置；发酵罐24通过支承装置可转动的设置在在底座架27上，初级电缆5通过电缆支架3支撑环绕发酵罐24最大直径处处，且与发酵罐24表面间隔80～90mm，并和电源1连接，形成闭合回路；所述取电装置6和整流装置7设置在发酵罐24上；初级电缆5穿过取电装置6，产生感应电流，并通过整流装置7输出直流电压，为设置在发酵罐上的传感器8和显示屏9供电，传感器8包括温度传感器、pH值传感器、水份传感器、味觉传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器，分别用来检测发酵罐中的相应的参数，然后提供给显示屏9，供视觉传感器触发装置采集；所述视觉传感器触发装置设置在固定支撑架15上，以获取显示屏中的信息；所述视觉传感器触发装置通过缆线28与PLC控制器2电连接；所述PLC控制器2与上位机16电连接；电源1为PLC控制器2和上位机16供电。当电源1接通时，在初级电缆5的周围形成闭合磁场，而发酵罐24表面的取电装置6由于电磁感应，在内部导线中产生感应电流，并经过整流装置7整流形成24V直流电压，为安装在发酵罐24表面的传感器8与显示屏9进行供电。电源1、PLC控制器2和上位机16设置在电控柜中，安装、运输更方便，而且对元器件进行了有效的保护，提高了元器件的使用寿命。如图3所示，作为优选实施例，所述取电装置6包括取电单元17和整流单元插座19；所述取电单元17采用设置成U形的导线结构；取电单元17与整流单元插座19形成回路；取电单元17通过固定螺栓18固定在发酵罐24上。如图4所示，作为优选实施例，所述整流装置7包括整流单元21、输入插座20和输出插座22；整流单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型智能转动发酵罐测控系统,其特征在于：包括电源、PLC控制器、初级电缆、取电装置、整流装置、上位机和视觉传感器触发装置；发酵罐通过支承装置可转动的设置在在底座架上，初级电缆通过电缆支架支撑环绕发酵罐最大直径处，且与发酵罐表面间隔80～90mm，并和电源连接，形成闭合回路；所述取电装置和整流装置设置在发酵罐上；初级电缆穿过取电装置，产生感应电流，并通过整流装置输出直流电压，为设置在发酵罐上的传感器和显示屏供电；所述视觉传感器触发装置设置在固定支撑架上，以获取显示屏中的信息；所述视觉传感器触发装置通过缆线与PLC控制器电连接；所述PLC控制器与上位机电连接；电源为PLC控制器和上位机供电。

【技术特征摘要】
1.一种新型智能转动发酵罐测控系统,其特征在于：包括电源、PLC控制器、初级电缆、取电装置、整流装置、上位机和视觉传感器触发装置；发酵罐通过支承装置可转动的设置在在底座架上，初级电缆通过电缆支架支撑环绕发酵罐最大直径处，且与发酵罐表面间隔80～90mm，并和电源连接，形成闭合回路；所述取电装置和整流装置设置在发酵罐上；初级电缆穿过取电装置，产生感应电流，并通过整流装置输出直流电压，为设置在发酵罐上的传感器和显示屏供电；所述视觉传感器触发装置设置在固定支撑架上，以获取显示屏中的信息；所述视觉传感器触发装置通过缆线与PLC控制器电连接；所述PLC控制器与上位机电连接；电源为PLC控制器和上位机供电。2.如权利要求1所述的一种新型智能转动发酵罐测控系统，其特征在于：所述取电装置包括取电单元和整流单元插座；所述取电单元采用设置成U形的导线结构；取电单元与整流单元插座形成回路；取电单元通过固定螺栓固定在发酵罐上。3.如权利要求1所述的一种新型智能转动发酵罐测控系统，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄丹平，候山山，田建平，罗惠波，黄丹，于少东，杨海栗，
申请(专利权)人：四川理工学院，
类型：发明
国别省市：四川,51