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论述小型生物反应器控制系统的设计

作者：何翌青

来源：《中国科技博览》2015年第20期

[摘要]目前，生物技术的发展正处于黄金时代，不少国家已经将其上升为重点战略发展方向，也包括中国。近年来，我国从中央到地方政府都在不断加大对生物医药产业的支持，不断为生物制药发展注入动力。

随着生物技术行业的日新月异，生物反应器，作为服务于生物技术领域的装备之一，也越来越多地受到相关行业的关注，尤其是针对细胞培养的实验室级别的小型生物反应器。

[关键词]小型生物反应器；控制系统

中图分类号：TQ05215 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0271-01

目前，生物技术的发展正处于黄金时代，不少国家已经将其上升为重点战略发展方向，也包括中国。近年来，我国从中央到地方政府都在不断加大对生物医药产业的支持，不断为生物制药发展注入动力。

随着生物技术行业的日新月异，生物反应器，作为服务于生物技术领域的装备之一，也越来越多地受到相关行业的关注，尤其是针对细胞培养的实验室级别的小型生物反应器。因此开发一套符合现代生物技术要求的生物反应器，对于生物技术的发展有着重要的意义。

另一方面，由于计算机技术的不断发展，又给生物反应器的控制系统的设计提供了更大的空间。这使得生物反应器的控制系统的功能更加稳定，更加智能化、人性化。

本文将以针对细胞培养的小型生物反应器为例，分别从硬件及软件的角度，介绍其控制系统的设计思路，并对几个重要的控制回路进行说明。

一、小型生物反应器控制系统的硬件设计

大家都知道，细胞培养是个漫长的过程，培养过程中生物反应器的稳定性尤为重要。因此，该小型生物反应器的控制系统采用 PLC作为控制核心；

测量重要参数（如温度、pH、溶氧）的传感器采用了数字量信号传感器，比起一般模拟

量信号（如1-5V，4-20mA）传感器，数字量信号传感器的信号更稳定，不易受干扰，这些数字量信号传感器将检测到的信号通过PLC的串口传至PLC内部，由PLC进行处理，完成一系列控制回路；