CN208907968U - 蛋白层析控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蛋白层析控制系统，它包括主机、串口服务器、与串口服务器相连接的阀控制装置，该阀控制装置包括微控制单元、通讯模块、存储模块、与微控制单元相连接的多个通讯接口以及分别与微控制单元相连接的流动相选择模块、阀电源控制模块、动态混合器控制模块、气泡传感器检测模块、柱前柱后压力采集模块，微控制单元通过通讯模块与串口服务器相连接，多个通讯接口分别与多个阀和组分收集器相一一连接。本实用新型蛋白层析控制系统，极大的减少了系统中对串口的需求，提高了系统集成度，满足多样化的用户扩展功能需求，减少了信号线，降低了成本。

Description

蛋白层析控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种蛋白层析控制系统。

背景技术

蛋白质的分离纯化是生物化学研究应用中的一种重要操作技术，其中，层析法适应于理化性质差异性较小而难分离的蛋白质，是重要的分支。一种常见的蛋白层析系统，通常包括以下部件：样品泵、二元系统泵、紫外检测器、pH检测器、电导率检测器、组分收集器、色谱柱柱前及柱后压力采集模块、样品选择阀、缓冲阀、进样阀、柱位选择阀、收集阀、辅助信号检测模块等。以上部件具备如下特点：a.各部件的控制，一般是通过主机工作站连接串口服务器，通过串口服务器将指令传送至部件各自对应的串口来实现的；b.主机与串口服务器的连接，常见方法有两种：主机自带或扩展以太网卡进行连接，或主机添加PCI串口卡连接；c.以上列举部件的选择，有些为标配项，如二元系统泵和紫外检测器，有些为选配项，如样品泵和组分收集器；具体到某一台用户使用的蛋白层析系统，需要列装的部件或模块，少则7或8个，最多有15个，数量上差异较大。

市场上可供选择的多口串口服务器，常见的为四口串口、八口串口或十六口串口，其中，八口串口服务器应用普遍，性价比和供货周期较为适中；十六口串口服务器体积较大，需定制，价格高，供货周期长。故，在原有的应用中，主机外接两组八口串口服务器是较为常见的做法，主机上除自带一处以太网卡外，还需扩展一块以太网卡连接第二组八口串口服务器就成为了必然的选择。当系统中模块数量不超过12个的使用场合，原有的另一种做法是，在主机中安装一块PCI四口串口卡，比增加一个八口串口服务器价格有优势。

以上做法的缺点包括：部件和模块搭配选择较多，串口的连接选择呈现出很强的随意性，连接用的信号线过于繁琐复杂，主机不易识别和管理，增加了安装出错的几率，降低了系统的整体可靠性，也不利于调试和维护。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种蛋白层析控制系统，在保证原有系统架构的稳定性的基础上，解决用户需求的多样化，简化系统增加部件和模块时的系统信号连接的问题，同时减少成本支出。

为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种蛋白层析控制系统，它包括主机、多个泵、多个检测器、多个阀、组分收集器、通过以太网口连接至主机的串口服务器，串口服务器分别与多个泵和多个检测器相连接，蛋白层析控制系统还包括与串口服务器相连接的阀控制装置，该阀控制装置包括微控制单元、通讯模块、存储模块、与微控制单元相连接的多个通讯接口以及分别与微控制单元相连接的流动相选择模块、阀电源控制模块、动态混合器控制模块、气泡传感器检测模块、柱前柱后压力采集模块，微控制单元通过通讯模块与串口服务器相连接，从而实现与主机之间的信号交互，多个通讯接口分别与多个阀和组分收集器相一一连接。

进一步地，多个通讯接口与多个阀和组分收集器之间均为双向信号传输，流动相选择模块与微控制单元之间的信号传输方向为从流动相选择模块至微控制单元，阀电源控制模块与微控制单元之间的信号传输方向为从微控制单元至阀电源控制模块，动态混合器控制模块与微控制单元之间的信号传输方向为从微控制单元至混合器控制模块，气泡传感器检测模块与微控制单元之间的信号传输方向为从气泡传感器检测模块至微控制单元，柱前柱后压力采集模块与微控制单元之间的信号传输方向为从微控制单元至流动相选择模块。

进一步地，通讯模块、存储器集成于微控制单元上。

进一步地，阀控制装置还包括与通讯模块相连接的主机通讯接口，该主机通讯接口与串口服务器相连接。

进一步地，多个阀和组分收集器上分别具有传感器。

进一步地，柱前柱后压力采集模块与微控制单元之间连接有滤波放大器和模数转换器。

进一步地，微控制单元接收主机下发的指令并进行解析而生成控制信号，然后将该控制信号相应地发送至多个阀、组分收集器、阀电源控制模块、动态混合器控制模块、柱前柱后压力采集模块中的一个或多个。

进一步地，微控制单元分别接收并读取多个阀、组分收集器、流动相选择模块、气泡传感器检测模块、柱前柱后压力采集模块所发送的数据，通过上述通讯模块上传至主机，存储器存储数据。

进一步地，微控制单元读取数据后，当分析出该数据超过标准值时，则向主机上传告警信号，主机接收该告警信号后，下发指令控制相应的部件停止工作。

进一步地，多个阀包括进样阀、柱位选择阀、收集阀、缓冲阀、样品选择阀，多个泵包括系统泵、样品泵，多个检测器包括紫外检测器、pH检测器、电导率检测器。

通过采用上述技术方案，本实用新型蛋白层析控制系统，增设了阀控制装置，极大的减少了系统中对串口的需求，提高了系统集成度。系统中保留一只以太网转八口串口服务器，既可满足多样化的用户扩展功能需求，减少了信号线，降低了成本，同时，系统外部连接八口串口服务器的各部件多数为标配项，方便定义串口连接位置，信号连接保持稳定；根据用户需求变化的选配项部分多置于系统机箱内部，无需根据不同用户的系统配置，对系统外观做大的改变，进一步提高系统可维护性及系统稳定性。

附图说明

附图1为本实用新型蛋白层析控制系统的结构示意图；

附图2为本实用新型蛋白层析控制系统中阀控制装置的结构示意图。

图中标号为：

1、主机；2、串口服务器；3、阀控制装置；31、微控制单元；32、通讯模块；320、主机通讯接口；33、存储模块；34、通讯接口；35、流动相选择模块；36、阀电源控制模块；37、动态混合器控制模块；38、气泡传感器检测模块；39、柱前柱后压力采集模块；41、系统泵A；42、系统泵B；43、样品泵；51、紫外检测器；52、pH检测器；53、导电率检测器；61、进样阀；62、柱位选择阀；63、收集阀；64、缓冲阀A；65、缓冲阀B；66、样品选择阀；7、组分收集器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解。

参考附图1至附图2，本实施例中的它包括主机1、多个泵、多个检测器、多个阀、组分收集器7、通过RJ45以太网口连接至主机1的串口服务器2，串口服务器2分别与多个泵和多个检测器相连接。如附图1所示本实施例采用八串口服务器。

蛋白层析控制系统还包括与串口服务器2相连接的阀控制装置3，该阀控制装置3包括微控制单元31、通讯模块32、存储模块33、与微控制单元31相连接的多个通讯接口34以及分别与微控制单元31相连接的流动相选择模块35、阀电源控制模块36、动态混合器控制模块37、气泡传感器检测模块38、柱前柱后压力采集模块39。

流动相选择模块35与微控制单元31之间的信号传输方向为从流动相选择模块35至微控制单元31，阀电源控制模块36与微控制单元31之间的信号传输方向为从微控制单元31至阀电源控制模块36，动态混合器控制模块37与微控制单元31之间的信号传输方向为从微控制单元31至动态混合器控制模块37，气泡传感器检测模块38与微控制单元31之间的信号传输方向为从气泡传感器检测模块38至微控制单元31，柱前柱后压力采集模块39与微控制单元31之间的信号传输方向为从微控制单元31至流动相选择模块35。

需要说明的是，流动相选择模块35通过对相应的阀进行控制来选择不同的样品，如通过控制三通电磁阀切换不同的状态，从而切换流路，实现对不同样品的选择；阀电源控制模块36用于控制各个阀的电源开关；动态混合器控制模块37用于控制动态混合器的工作状态切换；气泡传感器检测模块38用于控制气泡传感器测量流动相内气泡的情况，并反馈信息检测；柱前柱后压力采集模块39用于检查色谱柱的工作状况(如有没有发生堵塞等）并反馈检测结果信息。以上的流动相选择模块35、阀电源控制模块36、动态混合器控制模块37、气泡传感器检测模块38、柱前柱后压力采集模块39，对相应部件的控制电路为现有技术，本领域技术人员能够根据本领域的技术知识进行设计并实现，因此这里不进行赘述。

通讯模块32、存储模块33集成于微控制单元31上。

微控制单元31通过通讯模块32与串口服务器2相连接，从而实现与主机1之间的信号交互，具体地，阀控制装置3还包括与通讯模块32相连接的主机通讯接口34，该主机通讯接口34与串口服务器2相连接。

多个通讯接口34分别与多个阀和组分收集器7相一一连接。多个通讯接口34与多个阀和组分收集器7之间均为双向信号传输。

多个阀和组分收集器7上分别具有传感器。

柱前柱后压力采集模块39与微控制单元31之间连接有滤波放大器和模数转换器。柱前柱后压力采集模块39输出模拟信号，通过信号滤波放大后送给模数转换器，微控制单元31读取数据并进行标定变换处理，得到工程数据。

微控制单元31接收主机1下发的指令并进行解析而生成控制信号，然后将该控制信号相应地发送至多个阀、组分收集器7、阀电源控制模块36、动态混合器控制模块37、柱前柱后压力采集模块39中的一个或多个。

微控制单元31分别接收并读取多个阀、组分收集器7、流动相选择模块35、气泡传感器检测模块38、柱前柱后压力采集模块39所发送的数据，通过上述通讯模块32上传至主机1，存储模块33存储数据。

微控制单元31读取数据后，当分析出该数据超过标准值时，则向主机1上传告警信号，主机1接收该告警信号后，下发指令控制相应的部件停止工作。这里相应的部件是指多个阀、组分收集器7、流动相选择模块35、气泡传感器检测模块38、柱前柱后压力采集模块39中，所发送的数据超出标准值的部件。

本实施例中，多个阀包括进样阀61、柱位选择阀62、收集阀63、缓冲阀64,65、样品选择阀66，多个泵包括系统泵41,42、样品泵43，多个检测器包括紫外检测器51、pH检测器52、电导率检测器53。

本蛋白层析控制系统，增设了阀控制装置，极大的减少了系统中对串口的需求，提高了系统集成度。系统中保留一只以太网转八口串口服务器，既可满足多样化的用户扩展功能需求，减少了信号线，降低了成本，同时，系统外部连接八口串口服务器的各部件多数为标配项，方便定义串口连接位置，信号连接保持稳定；根据用户需求变化的选配项部分多置于系统机箱内部，无需根据不同用户的系统配置，对系统外观做大的改变，进一步提高系统可维护性及系统稳定性。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种蛋白层析控制系统，它包括主机（1）、多个泵、多个检测器、多个阀、组分收集器（7）、通过以太网口连接至主机（1）的串口服务器（2），串口服务器（2）分别与多个泵和多个检测器相连接，其特征在于：蛋白层析控制系统还包括与串口服务器（2）相连接的阀控制装置（3），该阀控制装置（3）包括微控制单元（31）、通讯模块（32）、存储模块（33）、与微控制单元（31）相连接的多个通讯接口（34）以及分别与微控制单元（31）相连接的流动相选择模块（35）、阀电源控制模块（36）、动态混合器控制模块（37）、气泡传感器检测模块（38）、柱前柱后压力采集模块（39），微控制单元（31）通过通讯模块（32）与串口服务器（2）相连接，多个通讯接口（34）分别与多个阀和组分收集器（7）相一一连接。

2.根据权利要求1蛋白层析控制系统，其特征在于：多个通讯接口（34）与多个阀和组分收集器（7）之间均为双向信号传输，流动相选择模块（35）与微控制单元（31）之间的信号传输方向为从流动相选择模块（35）至微控制单元（31），阀电源控制模块（36）与微控制单元（31）之间的信号传输方向为从微控制单元（31）至阀电源控制模块（36），动态混合器控制模块（37）与微控制单元（31）之间的信号传输方向为从微控制单元（31）至动态混合器控制模块（37），气泡传感器检测模块（38）与微控制单元（31）之间的信号传输方向为从气泡传感器检测模块（38）至微控制单元（31），柱前柱后压力采集模块（39）与微控制单元（31）之间的信号传输方向为从微控制单元（31）至流动相选择模块（35）。

3.根据权利要求1蛋白层析控制系统，其特征在于：通讯模块（32）、存储模块（33）集成于微控制单元（31）上。

4.根据权利要求1蛋白层析控制系统，其特征在于：阀控制装置（3）还包括与通讯模块（32）相连接的主机通讯接口（34），该主机通讯接口（34）与串口服务器（2）相连接。

5.根据权利要求1蛋白层析控制系统，其特征在于：多个阀和组分收集器（7）上分别具有传感器。

6.根据权利要求1蛋白层析控制系统，其特征在于：柱前柱后压力采集模块（39）与微控制单元（31）之间连接有滤波放大器和模数转换器。

7.根据权利要求1蛋白层析控制系统，其特征在于：多个阀包括进样阀（61）、柱位选择阀（62）、收集阀（63）、缓冲阀（64,65）、样品选择阀（66），多个泵包括系统泵（41,42）、样品泵（43），多个检测器包括紫外检测器（51）、pH检测器（52）、电导率检测器（53）。