生物过程工艺设计装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种生物过程工艺设计装置及方法，通过指令编辑单元，可以针对不同的生物过程设置不同的因变量和结果变量，进行个性化的预设执行指令的编辑，将预设执行指令集合保存到指令选择单元；待生物过程开始后，指令执行单元以一定的频率通过外部数据接口获得生物过程的因变量值，并判断因变量值的变化是否符合实际执行指令的启动条件，如果启动条件满足，则将包含在这条实际执行指令中的结果变量及结果变量值通过外部数据接口传递给相应的外部设备，从而实现生物过程的无人值守自控功能。功能。功能。

【技术实现步骤摘要】
生物过程工艺设计装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种生物过程工艺设计装置及方法。

技术介绍

[0002]目前，生物过程，可以自动完成也可以手动完成。使用手动完成的方式，需要人员倒班，不利于身体健康，而且手动设置的频率不高，且只适用于变化较明显的参数的生物过程，而对于参数微小变化的生物过程，则不可能及时响应；自动完成的过程由控制系统根据算法完成，算法的依据通常是根据时间、溶解氧及氢离子浓度指数等过程参数的变化，但现在的控制系统还不能将这些算法集成在一起，更没有形成基础工艺包。所以，当前控制系统的自动控制的形式简单，结构单一，不满足复杂的多尺度生物过程的自动控制要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有技术中的生物补料控制系统的形式简单、结构单一，不满足复杂的多尺度生物过程的自动控制要求缺陷，而提供一种生物过程工艺设计装置及方法。
[0004]本专利技术通过以下技术方案解决上述技术问题：
[0005]本专利技术提供一种生物过程工艺设计装置，所述工艺设计装置用于设计并控制生物过程，所述工艺设计装置包括：
[0006]指令编辑单元，所述指令编辑单元用于生成预设执行指令，所述预设执行指令包括启动条件和所述启动条件满足时的执行命令，所述启动条件为所述生物过程中检测到的因变量的因变量值与预设因变量值之间的数值关系，所述执行命令为将所述生物过程所需的结果变量、结果变量值输送至外部设备；
[0007]指令选择单元，所述指令选择单元用于存储所述指令编辑单元所生成的预设执行指令，所述指令选择单元还用于在多个预设执行指令中选择一个预设执行指令生成实际执行指令；
[0008]指令执行单元，所述指令执行单元用于接收所述指令选择单元所选择的实际执行指令；
[0009]外部数据接口，所述外部数据接口用于与所述外部设备相连接；
[0010]所述指令执行单元用于根据所述实际执行指令发送需检测的因变量至所述外部数据接口，以便所述外部数据接口从所述外部设备获得所需要的因变量值；所述外部数据接口用于将检测到的因变量的因变量值发送至所述指令执行单元；所述指令执行单元还用于将检测到的因变量值与预设因变量值比较；若所述因变量值与所述预设因变量值之间的数值关系符合启动条件，则所述指令执行单元发送所述执行命令的结果变量、结果变量值给所述外部数据接口，所述外部数据接口将所述结果变量、结果变量值输送至所述外部设备。
[0011]较佳地，所述工艺设计装置还包括设备选择单元，所述设备选择单元用于指定需
检测的外部设备并生成设备选择指令，所述设备选择单元用于发送所述设备选择指令给所述指令执行单元，所述指令执行单元用于将所述设备选择指令发送至所述外部数据接口，所述外部数据接口用于根据所述设备选择指令选择数据交互的外部设备。
[0012]较佳地，所述指令编辑单元包括时序指令编辑单元，所述时序指令编辑单元的因变量为执行时间，所述预定因变量值为预定时间，所述因变量值与预设因变量值之间的数值关系为所述执行时间等于所述预定时间。
[0013]较佳地，所述指令编辑单元包括条件指令编辑单元，所述条件指令编辑单元的因变量包括第一因变量和第二因变量，所述第一因变量所检测的因变量值为第一因变量值，所述第一因变量对应的预设因变量值为第一预设因变量值，所述第二因变量所检测的因变量值为第二因变量值，所述第二因变量对应的预设因变量值为第二预设因变量值；
[0014]所述第一因变量包括温度、氢离子浓度指数、溶解氧浓度、搅拌电机转速、尾气二氧化碳浓度、尾气氧浓度、摄氧速率、二氧化碳释放速率、呼吸商、生物量或底物浓度，所述第一因变量值与对应的第一预设因变量值之间的数值关系包括大于、等于、小于、不大于、不小于或不等于；
[0015]所述第二因变量为执行时间，所述第二预设因变量值包括开始时间和结束时间，所述第二因变量值与对应的第二预设因变量值之间的数值关系为所述执行时间大于所述开始时间且小于所述结束时间。
[0016]较佳地，所述结果变量包括温度、氢离子浓度指数、溶解氧浓度、搅拌电机转速、空气流量、空气压力、补料执行机构开关或速率、气动阀的开关状态或比例阀的开度。
[0017]较佳地，所述指令编辑单元还用于将所述预设执行指令标记批号，所述指令编辑单元还用于将相同批号的预设执行指令打包形成基础工艺包；所述指令选择单元用于存储所述指令编辑单元所生成的基础工艺包，所述指令选择单元还用于在多个基础工艺包中选择一个基础工艺包生成实际执行工艺包，所述实际执行工艺包包括至少一个实际执行指令。
[0018]本专利技术提供一种生物过程工艺设计方法，包括以下步骤：
[0019]生成预设执行指令，所述预设执行指令包括启动条件和所述启动条件满足时的执行命令，所述启动条件为所述生物过程中检测到的因变量的因变量值与预设因变量值之间的数值关系，所述执行命令为将所述生物过程所需的结果变量的结果变量值输送至外部设备；
[0020]在多个预设执行指令中选择一个预设执行指令生成实际执行指令；
[0021]根据所述实际执行指令发送需检测的因变量至所述外部设备；
[0022]将检测到的因变量值与预设因变量值比较，判断因变量值与预设因变量值之间的数值关系是否符合启动条件；若是，则发送所述执行命令的结果变量、结果变量值至所述外部设备。
[0023]较佳地，根据所述实际执行指令发送需检测的因变量至所述外部设备，之前：
[0024]指定需检测的外部设备并生成设备选择指令；
[0025]根据所述设备选择指令选择数据交互的外部设备。
[0026]较佳地，所述因变量为执行时间，所述预定因变量值为预定时间，所述因变量值与预设因变量值之间的数值关系为所述执行时间等于所述预定时间；
[0027]将检测到的因变量值与预设因变量值比较；若所述因变量值与所述预设因变量值之间的数值关系符合启动条件，则发送所述执行命令的结果变量、结果变量值至所述外部设备，包括：
[0028]将检测到的执行时间与预定时间比较，判断执行时间与预定时间是否相等；若是，则发送执行命令的结果变量、结果变量值至外部设备。
[0029]较佳地，所述因变量包括第一因变量和第二因变量，所述第一因变量所检测的因变量值为第一因变量值，所述第一因变量对应的预设因变量值为第一预设因变量值，所述第二因变量所检测的因变量值为第二因变量值，所述第二因变量对应的预设因变量值为第二预设因变量值；
[0030]所述第一因变量包括温度、氢离子浓度指数、溶解氧浓度、搅拌电机转速、尾气二氧化碳浓度、尾气氧浓度、摄氧速率、二氧化碳释放速率、呼吸商、生物量或底物浓度，所述第一因变量值与对应的第一预设因变量值之间的数值关系包括大于、等于、小于、不大于、不小于或不等于；
[0031]所述第二因变量为执行时间，所述第二预设因变量值包括开始时间和结束时间，所述第二因变量值与对应的第二预设因变量值之间的数值关系为所述执行时间大于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物过程工艺设计装置，所述工艺设计装置用于设计并控制生物过程，其特征在于，所述工艺设计装置包括：指令编辑单元，所述指令编辑单元用于生成预设执行指令，所述预设执行指令包括启动条件和所述启动条件满足时的执行命令，所述启动条件为所述生物过程中检测到的因变量的因变量值与预设因变量值之间的数值关系，所述执行命令为将所述生物过程所需的结果变量、结果变量值输送至外部设备；指令选择单元，所述指令选择单元用于存储所述指令编辑单元所生成的预设执行指令，所述指令选择单元还用于在多个预设执行指令中选择一个预设执行指令生成实际执行指令；指令执行单元，所述指令执行单元用于接收所述指令选择单元所选择的实际执行指令；外部数据接口，所述外部数据接口用于与所述外部设备相连接；所述指令执行单元用于根据所述实际执行指令发送需检测的因变量至所述外部数据接口，以便所述外部数据接口从所述外部设备获得所需要的因变量值；所述外部数据接口用于将检测到的因变量的因变量值发送至所述指令执行单元；所述指令执行单元还用于将检测到的因变量值与预设因变量值比较；若所述因变量值与所述预设因变量值之间的数值关系符合启动条件，则所述指令执行单元发送所述执行命令的结果变量、结果变量值给所述外部数据接口，所述外部数据接口将所述结果变量、结果变量值输送至所述外部设备。2.如权利要求1所述的生物过程工艺设计装置，其特征在于，所述工艺设计装置还包括设备选择单元，所述设备选择单元用于指定需检测的外部设备并生成设备选择指令，所述设备选择单元用于发送所述设备选择指令给所述指令执行单元，所述指令执行单元用于将所述设备选择指令发送至所述外部数据接口，所述外部数据接口用于根据所述设备选择指令选择数据交互的外部设备。3.如权利要求1所述的生物过程工艺设计装置，其特征在于，所述指令编辑单元包括时序指令编辑单元，所述时序指令编辑单元的因变量为执行时间，所述预定因变量值为预定时间，所述因变量值与预设因变量值之间的数值关系为所述执行时间等于所述预定时间。4.如权利要求1所述的生物过程工艺设计装置，其特征在于，所述指令编辑单元包括条件指令编辑单元，所述条件指令编辑单元的因变量包括第一因变量和第二因变量，所述第一因变量所检测的因变量值为第一因变量值，所述第一因变量对应的预设因变量值为第一预设因变量值，所述第二因变量所检测的因变量值为第二因变量值，所述第二因变量对应的预设因变量值为第二预设因变量值；所述第一因变量包括温度、氢离子浓度指数、溶解氧浓度、搅拌电机转速、尾气二氧化碳浓度、尾气氧浓度、摄氧速率、二氧化碳释放速率、呼吸商、生物量或底物浓度，所述第一因变量值与对应的第一预设因变量值之间的数值关系包括大于、等于、小于、不大于、不小于或不等于；所述第二因变量为执行时间，所述第二预设因变量值包括开始时间和结束时间，所述第二因变量值与对应的第二预设因变量值之间的数值关系为所述执行时间大于所述开始时间且小于所述结束时间。5.如权利要求1所述的生物过程工艺设计装置，其特征在于，所述结果变量包括温度、
氢离子浓度指数、溶解氧浓度、搅拌电机转速、空气流量、空气压力、补料执行机构开关或速率、气动阀的开关状态或比例阀的开度。6.如权利要求1所述的生物过程工艺设计装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈子曦，宋桂棉，肖萌萌，
申请(专利权)人：上海履济技术服务中心，
类型：发明
国别省市：