培养基是适合微生物繁育生长或形成代谢物质的人工制备营养物质。在生物界中微生物占有极其重要的地位,研究微生物学和微生物发酵生产的基础需要合理设计与制备培养基,且培养基在微生物检测中发挥着其他检测手段无法替代的作用。目前主要依靠人工完成实验室用液体培养基的制备,面临着工作效率低下,劳动强度大,操作繁琐,准确性不好等问题。针对完整流程的液体培养基自动制备系统的缺乏、液体培养基人工制备过程的低效问题,同时为满足微生物分选与培养系统对规模化液体培养基制备的需求,本文设计研发了1套液体培养基自动制备系统。主要研究内容包括:（1）对国内外相关研究领域进行了分析归纳和总结。通过参考人工制备液体培养基的实验条件和一般流程,分析液体培养基自动制备系统的需求。设计了通过将化合物原料配制成化合物原液再实现液体培养基制备的工艺流程,同时结合分为化合物存储区、移取区、混合调节区和分装区的工艺流程阐明了系统的工作原理,并确立系统总体方案的设计。（2）依据工艺流程、系统需求以及总体方案,提出了基于PLC的系统硬件结构,并完成了PLC、触摸屏、液体处理设备、无线传输设备、传感器、管路切换设备等硬件的分析与选型。采用的系统架构为应用层、传输层以及动作与感知层相结合的体系,主要包括进料子系统、出料子系统以及控制子系统,实现了硬件平台的搭建,可依据制备需求通过对执行设备控制以及对p H监控和溶解氧监测完成液体培养基制备全过程。（3）通过分析系统需求以及系统各硬件的通信原理,实现了基于以太网的PLC与触摸屏,基于RS485的PLC与串口设备,基于RS485的触摸屏与传感器,基于RS485、4G和Internet的现场上位机触摸屏与远程上位机PC端监控软件的通信设计。设计开发了基于SIEMENS S7-200 SMART PLC的控制系统软件,通过主程序和子程序的模块化架构完成程序总体设计结构,顺序控制由主程序调取子程序来实现,且各个子程序通过信号连接,实现通信交互,完成了连接彼此动作的工作,可适用系统控制功能要求。基于MCGS开发设计触摸屏以及上位机的人机交互界面,实现在人机交互界面上现场和远程监控系统。（4）展开系统的控制功能以及性能等相关测试。控制功能测试结果表明系统可实现根据培养基配方进行全自动组分选择和配比,在线p H监控和溶解氧监测,全自动混匀、过滤和分装,完成液体培养基自动制备,监控数据可实时采集和图形化显示,数据全流程可回溯可存储,并可远程监控系统。对系统采用误差修正的方式提升性能。采用单因素的试验方式确定系统中注射泵移液误差修正量;对于系统移液误差,运用Minitab软件并选取管路体积和高度差为因素设计二因素三水平中心复合试验,分析试验结果并获取回归模型,进而确定系统移液误差修正量;最后结合注射泵移液误差修正量和系统移液误差修正量得到系统误差修正量。经修正与实际测试,系统制备液体培养基的精度误差在0.336%以下,重复性误差在0.274%以下,p H控制的最大误差为±0.18,溶解氧的最大测量误差为1%。本系统能够满足液体培养基的制备需求,可有效解决人工制备培养基的低效问题,可为微生物分选与培养系统所需的规模化液体培养基制备提供支持,且对全流程自动化的液体培养基制备系统及相关研究有一定的参考意义。