PLC多功能生物培养箱监控系统设计(2)
4.1 总体结构配置 33
4.2 外置电机循环送风结构分析 34
结 论 34
致 谢 35
参考文献 361． 概述
1.1 设计背景
在过去的数十年间，随着细胞生物学、分子生物学、药理学等领域的飞速发展，各领域技术应用也发展快速。然而即使典型的生命科学实验室设备有了很大的改变，但培养箱依然是实验室中的主要组成部分，其使用的最终目的也都是文持和促使细胞和组织更好地生长，且其功能和运作都变得越来越精确、可靠和方便，并已成为实验室最普遍使用的常规仪器之一，已广泛应用于医学、免疫学、遗传学、微生物、农业科学、药物学的研究和生产【1-2】。
环境对生物的影响极大，以植物为代表，各种植物的生长、发育都要求有一定的温度条件，植物的生长和繁殖要在一定的温度范围内进行。在此温度范围的两端是最低和最高温度，低于最低温度或高于最高温度都会引起植物体死亡。最低与最高温度之间有一最适温度，在最适温度范围内植物生长繁殖得最好，各类植物能忍受的最高温度界限是不一样的。一般说来被子植物能忍受的最高温度是49.8℃，裸子植物是46.4℃。植物能忍受的最低温度，因植物种类的不同而变化很大【3】。空气相对湿度或饱和差是影响植物吸水与蒸腾的重要因子之一，在相对湿度较小（饱和差较大）时，如土壤水分充足，则植物蒸腾较旺盛，植物生长较好。相对湿度太小，会加重土壤干旱或引起大气干旱，特别在气温高而土壤水分缺乏的条件下，植物的水分平衡被破坏,水分入不敷出,会阻碍生长而造成减产。光照强度对植物会产生很大影响，一切绿色植物必须在阳光下才能进行光合作用，植物体重量的增加与光照强度密切相关，植物体内的各种器官和组织能保持发育上的正常比例，也与一定的光照强度直接相联系。光照对植物的发育也有很大影响。要植物开花多，结实多，首先要花芽多，而花芽的多少又与光照强度直接相关【4】。
从环境因素对不同种类生物的影响来看，较成熟的生物培养箱系统应适应不同生物种类、不同环境的要求，拥有高精确度和高适应性的监控系统，具有较好的功能扩展性，满足试验性生物培养需要。
1.2 生物培养箱监控系统的研究与现状
2. 多功能生物培养箱监控系统方案设计
2.1 被控对象分析与描述
2.1.1监控系统概述
生物培养箱的机械外形如图2-1所示，在南京市农业科学研究院就有一台这样的设备。该设备全天候工作，并且无需工作人员在旁操作，实现自动化监控。本课题将基于现有监控系统和相关方法，改进、设计一套高精确度和高适应性的监控系统，满足试验性生物培养需要：利用可编程控制器(PLC)实现温度、湿度、光照强度等参数的自动监控，系统具有较好的功能扩展性；实现网络化通信监控，便于研究人员远程掌握箱内控制参数变化及工作状况。
图2-1 生物培养箱
2.1.2 监控系统分析
根据使用实际要求，以下为设计要完成的任务：
1、通过适当的调研，明确多功能生物培养箱的具体应用目标；
2、确定监控系统总体方案，要求说明控制器选型及系统可实现的主要功能；
3、对温度、湿度、光照强度等三参数的监控器件进行具体的选型设计；
4、对监控系统进行选型设计；
5、完成核心测控系统软件设计与编制，并进行必要的调试。
以下为设计要达到技术指标与要求：