[发明专利]一种生物反应器数据管理和远程控制系统及方法

说明书

本发明涉及信息技术领域，特别涉及一种生物反应器数据管理和远程控制系统及方法，包括：生物反应器、主控PLC、单板控制机、本地上位机、云服务器、远程上位机，所述生物反应器上设置有发酵数据采集单元，所述主控PLC与所述生物反应器连接，所述主控PLC与所述发酵数据采集单元连接，所述单板控制机与所述主控PLC连接，所述本地上位机与所述单板控制机通信连接，所述云服务器与所述单板控制机通信连接，所述远程上位机与所述云服务器通信连接。搭建在单板控制机上的第一Web服务器，可使用本地上位机访问查看设备的状态和过程参数，并操作设备。搭建在云服务器上的第二Web服务器，可使用远程上位机访问查看设备的状态和过程参数，并操作设备。

技术领域

本发明涉及信息技术领域，特别涉及一种生物反应器数据管理和远程控制系统及方法。

背景技术

发酵技术历经千年，从最早手工作坊式的生产，发展到现在大规模工业化集成式生产。随着生物反应器的不断更新发展、可检测的参数越来越多，发酵过程产生的数据呈爆发式的增长。早期采用纸质文档记录数据，并采用人工整理分析数据，不仅效率低，且数据容易遗失，造成大量宝贵的原始数据无法得到有效的管理和利用。因此，生物反应器生产企业开发了发酵数据管理和控制系统。

目前，已开发的发酵数据管理和控制系统都是安装在本地上位机上，通过局域网连接生物反应器主控PLC，可接收PLC产生的数据并存储在本地上位机上。同时可通过上位机发送指令至PLC，实现本地上位机对生物反应器的控制。但这种控制方式存在以下问题：(1)数据的展示和控制指令的发送只能在本地上位机上完成，无法实现远程数据调取和控制指令发送，这要求操作人员必须在生产现场24小时不间断值守；(2)上位机软件安装过程复杂，涉及许多专业的计算机软件知识，普通用户无法胜任，导致其推广困难；(3)现有的控制系统所有的控制功能都是固定的，客户后期很难修改或扩展控制功能。

发明内容

本发明的目的在于至少解决上述提出的问题之一，为实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：一方面，提出一种生物反应器数据管理和远程控制系统，包括：生物反应器、主控PLC、单板控制机、本地上位机、云服务器、远程上位机，所述生物反应器上设置有发酵数据采集单元，所述主控PLC与所述生物反应器连接用于获取设备状态信息并对生物反应器的运行进行控制，所述主控PLC与所述发酵数据采集单元连接用于采集生物反应器的过程参数，所述单板控制机与所述主控PLC连接用于获取生物反应器的设备状态信息和过程参数以及通过主控PLC对生物反应器进行控制，所述本地上位机与所述单板控制机通信连接，所述云服务器与所述单板控制机通信连接，所述远程上位机与所述云服务器通信连接。

进一步的改进在于，所述单板控制机设置有本地数据库，所述单板控制机将获得的设备状态信息和过程参数储存于所述本地数据库中，所述单板控制机搭建有第一Web服务器，所述本地上位机通过局域网访问单板控制机上的第一Web服务器，调取所述本地数据库中存储的数据进行数据展示和分析。

进一步的改进在于，所述第一Web服务器设置有第一控制系统，所述第一控制系统用于直接向所述主控PLC发送控制指令，实现对所述生物反应器的本地控制。

进一步的改进在于，所述云服务器设置有云端数据库，所述单板控制机搭建有物联网终端设备客户端，用于按照一定时间间隔向云服务器推送设备状态信息和过程参数，所述云服务器将获取的设备状态信息和过程参数保存于所述云端数据库中，所述云服务器搭建有第二Web服务器，所述远程上位机通过互联网访问所述云服务器上的所述第二Web服务器，调取所述云端数据库中存储的数据进行远程数据展示和分析。

进一步的改进在于，所述第二Web服务器设置有第二控制系统，所述第二控制系统用于利用MQTT协议推送控制指令至所述单板控制机上，再通过以太网将控制指令发送至所述主控PLC，实现对所述生物反应器的远程控制。