[發明專利]基于虛擬儀器技術的微反應器控制系統

無效

• 申請號: 200910045034.1
• 申請日: 2009-01-08
• 公開（公告）號: CN101477343A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 華山;田作華;何黎明
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G05B19/048
• 分類號: G05B19/048
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

1.一種基于虛擬儀器技術的微反應器控制系統，其特征在于包括：數據采集模塊、數據處理和分析模塊、數據庫模塊、數據顯示模塊、控制模塊、報警模塊以及電子天平通信模塊，其中：

數據采集模塊負責實時采集微反應器中的各項數據，并將數據發送到數據處理和分析模塊進行分析，同時在數據顯示模塊中顯示數據波形；

數據處理和分析模塊接收數據采集模塊傳輸過來的數據，對原始數據進行放大和量程轉換處理，并根據監測數據進行故障判斷；

數據庫模塊接收監測數據，并將所有數據保存在本地數據庫中，以調用查看；

數據顯示模塊從數據處理和分析模塊接收經過處理之后的數據，然后使用波形圖、數字指示控件方式對采集上來的數據進行界面顯示；

控制模塊從數據處理和分析模塊接收控制量的數據，并與預先的設定值進行比較，根據自動調整控制量，使得化學反應按照設定的方式進行；

報警模塊從數據處理和分析模塊接收需要納入報警范圍的數據，并對數據進行判斷，或者提示報警；

電子天平通信模塊負責從電子天平獲取測量值，通過串口通信將測量值上傳到PC機，并在程序界面上顯示。

2.根據權利要求1所述的基于虛擬儀器技術的微反應器控制系統，其特征是，所述的數據采集模塊包括：總線端子模塊、I/O模塊、I/O軟件接口，其中，I/O模塊從微反應器中獲取監測數據，總線端子模塊將數據通過以太網傳輸到上位機的I/O軟件接口，并由I/O軟件接口將數據傳遞給數據處理和分析模塊進行處理，所監測的數據包括反應物濃度、溫度、反應器壓力、閥門開度。

3.根據權利要求1所述的基于虛擬儀器技術的微反應器控制系統，其特征是，所述的數據處理和分析模塊實現程序初始化、建立I/O軟件接口與主程序通信、信號量的量程轉換，其中：

程序初始化包括對主程序中變量的初始化，讀取配置文件，讀取輸入輸出通道名，打開I/O通道并與I/O軟件接口建立連接，以順利地運行數據采集的程序；

建立I/O軟件接口與數據處理和分析模塊的通信，實現I/O模塊所采集的信號能快速準確地傳遞到數據處理和分析模塊中；

信號量的量程轉換實現將I/O模塊采集到的信號量數據轉換成具有相應物理意義的數據。

4.根據權利要求1所述的基于虛擬儀器技術的微反應器控制系統，其特征是，所述的數據庫模塊采用Office?ACCESS數據庫系統，通過對數據庫進行操作，實現采樣數據的存儲。

5.根據權利要求1所述的基于虛擬儀器技術的微反應器控制系統，其特征是，所述的數據顯示模塊是整個系統人機交換的接口，通過數據顯示模塊的界面，實時顯示監測數據，包括化學反應溫度、濃度數據的波形圖顯示，開關量的數字信號顯示、控制參數調節的交互界面，具有放大、縮小功能，同時用戶能選定一路信號進行單獨的顯示。

6.根據權利要求1所述的基于虛擬儀器技術的微反應器控制系統，其特征是，所述的控制模塊實現對相關化學反應的控制過程，控制模塊從數據采集和數據處理和分析模塊獲得需要控制的反應參數，通過與預先設定的期望參數值比較，按照預先設定的控制算法，輸出相應的控制量，該控制模塊中的控制算法通過軟件編程實現。

7.根據權利要求1所述的基于虛擬儀器技術的微反應器控制系統，其特征是，所述的報警模塊對采集到的監測數據進行檢查和判斷，對于有范圍限制的反應參數，如果采集到的數據超過設定的范圍，系統界面可實現自動報警。