[发明专利]一种利用量测滞后信息的发酵过程智能测控方法及系统

摘要

本发明公开了一种利用量测滞后信息的发酵过程智能测控方法及系统，该系统包括数据工作站和基于PLC的发酵过程测控装置，数据工作站和基于PLC的发酵过程测控装置通过网络进行数据交互。本发明在发酵过程智能测控方法及装置上提出，通过串口转以太网模块、OPC技术并引入基于协方差融合算法的发酵过程软策略方法，实现了量测滞后生物量信息的获取与利用，实现了对发酵过程关键生物参量的在线估计，在此基础上利用基于PLC的发酵测控系统可以根据关键生物参量的实时情况对发酵过程进行优化调控，提高发酵过程的效率。

主权项

一种利用量测滞后信息的发酵过程智能测控系统，其特征在于：该系统包括数据工作站和基于PLC的发酵过程测控装置，数据工作站和基于PLC的发酵过程测控装置通过网络进行数据交互；数据工作站包括数据处理端和发酵过程监控端两部分，数据处理端和发酵过程监控端通过OPC进行交互连接；数据处理端用于发酵过程离线生物参量的获取与处理，并利用发酵过程软测量模型和发酵过程离线以及实时数据实现对发酵过程生物参量进行在线估计，为发酵过程监控端提供关键生物参量的实时在线估计值；数据处理端分为量测滞后信息模块和软测量模块；量测滞后信息模块分为量测滞后信息获取子模块和量测滞后信息存储子模块，量测滞后信息获取子模块通过以太网获取离线分析设备中发酵过程关键生物参量数据，并将发酵过程关键生物参量数据存储至量测滞后信息存储子模块中，量测滞后信息模块为软测量模块提供准确的离线分析数据；软测量模块分为发酵过程数据处理子模块、发酵过程软测量建模模块和发酵过程状态在线估计模块；发酵过程数据处理子模块利用发酵过程离线数据和在线数据，并将这些数据传送至发酵过程软测量建模模块中，发酵过程软测量建模模块建立发酵软测量模型；发酵过程状态在线估计模块对发酵过程软测量建模模块的发酵软测量模型进行分析，并通过结合量测滞后下的生物参量与非线性滤波算法，对发酵过程状态进行在线估计，实现对发酵过程生物参量实时估计值；所得到生物参量实时估计值通过OPC接口写入发酵过程监控端，用于发酵监控模块中进行发酵过程的实时优化调控；发酵过程监控端用于发酵过程状态实时显示、历史数据查询、过程控制参数配置、用户信息和操作权限配置功能，属于基于PLC的发酵过程测控装置的上位机监控程序；所述发酵过程监控端分为发酵过程监控模块、过程数据处理模块和用户管理模块；发酵过程监控模块具体包括发酵过程实时监测子模块和过程控制参数配置子模块，实现了对发酵过程在线参数的在线实时监测及过程控制中控制算法参数的配置；过程数据处理模块具体包括过程实时数据管理子模块和过程历史数据管理子模块，通过OPC接口为数据处理端提供发酵过程参数实时值并得到数据处理端提供的发酵过程生物参量实时估计值，同时将实时数据进行数据归档操作，用于用户进行历史数据的查看和管理；用户管理模块具体包括用户信息配置子模块和用户权限配置子模块，实现用户登陆、用户注册、用户身份权限识别、添加或删除用户和对于不同权限用户设定不同的过程控制操作和控制参数修改权限。