CytoLinX BR一次性生物反应器如何实现高效自动化控制？

Q:什么是I/O点？

A:在自动化控制系统中，I/O点是最经常听到的一个术语。它是指输入/输出点，I代表INPUT，指输入，O代表OUTPUT，指输出。输入/输出都是针对控制系统而言，输入指从仪表进入控制系统的测量参数，输出指从控制系统输出到执行机构的参量，一个参量叫做一个点。一个控制系统的规模有时按照它最大能够控制的I/O点的数量来定的。

Q:I/O信号是如何分类的？

A:常用的I/O信号一般分为：AI、AO、DI和DO。

Q:什么是I/O单元？

A:通常，一个过程控制站是有几个机架组成，每个机架可以摆放一定数量的模块。CPU所在的机架被称为CPU单元，同一个过程站中只能有一个CPU单元，其他只用来摆放I/O模块的机架就是I/O单元。

Q:什么是开关量和模拟量？

A:在控制系统中，另一个常见的术语就是模拟量和开关量。不论输入还是输出，一个参数要么是模拟量，要么是开关量。模拟量指控制系统量的大小是一个在一定范围内变化的连续数值，比如温度，从0-100度，压力从0-10MPA，液位从1-5米，电动阀门的开度从0-100%，等等，这些量都是模拟量。而开关量指该物理量只有两种状态，如开关的导通和断开的状态，继电器的闭合和打开，电磁阀的通和断等等。

对控制系统来说，由于CPU是二进制的，数据的每位有“0”和“1”两种状态，因此，开关量只要用CPU内部的一位即可表示，比如，用“0”表示开，用“1”表示关。而模拟量则根据精度，通常需要8位到16位才能表示一个模拟量。最常见的模拟量是12位的，即精度为2-12，最高精度约为万分之二点五。当然，在实际的控制系统中，模拟量的精度还要受模拟/数字转换器和仪表的精度限制，通常不可能达到这么高。

Q:什么是系统冗余？

A:在一些对系统可靠性要求很高的应用中，DCS的设计需要考虑热备份也就是系统冗余，这是指系统中一些关键模块或网络在设计上有一个或多个备份，当现在工作的部分出现问题时，系统可以通过特殊的软件或硬件自动切换到备份上，从而保证了系统不间断工作。通常设计的冗余方式包括：CPU冗余、网络冗余、电源冗余。在极端情况下，一些系统会考虑全系统冗余，即还包括I/O冗余。

PLC（可编程逻辑控制器）：是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境应用而设计。它采用可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，是工业控制的核心部分。

从系统的可扩展性和兼容性方面：
对于PLC系统来说，一般没有或很少有扩展的需求，也很少有兼容性的要求。PLC一般都采用专用的网络结构，如果两个或以上的系统要求资源共享，对PLC来讲是很困难的事。
DCS在发展的过程中也是各厂家自成体系，但大部分的DCS系统虽说系统内部(过程级)的通讯协议不尽相同，但操作级的网络平台不约而同的选择了以太网络，采用标准或变形的TCP/IP协议，这样就提供了很方便的可扩展能力。
从数据库方面：
DCS一般都提供统一的数据库。在DCS系统中一旦一个数据存在于数据库中，就可在任何情况下引用。而PLC系统的数据库通常都不是统一的，组态软件和监控软件甚至归档软件都有自己的数据库。

从时间调度方面：
PLC的程序一般不能按事先设定的循环周期运行。PLC程序是从头到尾执行一次后又从头开始执行。(现在一些新型PLC有所改进，不过对任务周期的数量还是有限制)。
而DCS可以设定任务周期。比如，快速任务等，同样是传感器的采样，压力传感器的变化时间很短，可以用200ms的任务周期采样，而温度传感器的滞后时间很大，可以用2s的任务周期采样。这样，DCS可以合理的调度控制器的资源。

从应用对象方面：
PLC一般应用在小型自控场所，比如设备的控制或少量的模拟量的控制及联锁，而大型的应用一般都是DCS。当然，这个概念不太准确，但很直观，习惯上把大于600点的系统称为DCS，小于这个规模叫做PLC。

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CHO-K1细胞培养中15天周期中，温度、溶氧、pH等关键控制参数均控制平稳。细胞培养过程中最难控制的溶氧参数波动范围在±3%内。细胞密度和活率均保持较高水平。培养过程中pCO2控制在80mmHg左右，乳酸等代谢参数控制平稳。