CytoLinX® BR一次性罐體式反應(yīng)器及配套耗材能夠涵蓋50L, 200L, 500L, 1000L, 2000 L 規(guī)模，由罐體、控制器及溫度控制單元(TCU)集合而成，可以應(yīng)用于工業(yè)級(jí)哺乳動(dòng)物、昆蟲(chóng)類細(xì)胞、及其他低剪切力需求的細(xì)胞培養(yǎng)。CLX-BR 控制柜包括控制硬件及底層硬件模組。CLX-BR 控制柜的控制硬件采用西門子PCS 7構(gòu)建，對(duì)培養(yǎng)過(guò)程提供穩(wěn)定高效的過(guò)程控制。
西門子PCS 7分布式控制系統(tǒng) (DCS) 是一套簡(jiǎn)單易用的自動(dòng)化系統(tǒng)，可降低運(yùn)營(yíng)復(fù)雜性和項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。作為先進(jìn)的產(chǎn)品和服務(wù)套件，它能通過(guò)易于操作和維護(hù)的智能控制來(lái)提高工廠績(jī)效。
Q 什么是DCS控制系統(tǒng)？
A
DCS俗稱為“工業(yè)大腦”
• DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫(Distributed Control System)，在國(guó)內(nèi)自控領(lǐng)域又稱為集散控制系統(tǒng)。
• DCS的主要特點(diǎn)歸結(jié)為一句話就是“分散控制，集中管理”。
• DCS通常采用若干個(gè)控制器(過(guò)程站)對(duì)一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的眾多控制點(diǎn)進(jìn)行控制，各控制器間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接并可進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
• 生產(chǎn)控制操作采用計(jì)算機(jī)操作站，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與控制器連接，收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，傳達(dá)操作指令。
Q 什么是I/O點(diǎn)？
A 在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，I/O點(diǎn)是最經(jīng)常聽(tīng)到的一個(gè)術(shù)語(yǔ)。它是指輸入/輸出點(diǎn)，I代表INPUT，指輸入，O代表OUTPUT，指輸出。輸入/輸出都是針對(duì)控制系統(tǒng)而言，輸入指從儀表進(jìn)入控制系統(tǒng)的測(cè)量參數(shù)，輸出指從控制系統(tǒng)輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的參量，一個(gè)參量叫做一個(gè)點(diǎn)。一個(gè)控制系統(tǒng)的規(guī)模有時(shí)按照它最大能夠控制的I/O點(diǎn)的數(shù)量來(lái)定的。
Q I/O信號(hào)是如何分類的？
A 常用的I/O信號(hào)一般分為：AI、AO、DI和DO。
• AI--模擬量輸入信號(hào)
• AO--模擬量輸出信號(hào)
• DI--數(shù)字量輸入信號(hào)
• DO--數(shù)字量輸出信號(hào)
Q 什么是I/O單元？
A 通常，一個(gè)過(guò)程控制站是有幾個(gè)機(jī)架組成，每個(gè)機(jī)架可以擺放一定數(shù)量的模塊。CPU所在的機(jī)架被稱為CPU單元，同一個(gè)過(guò)程站中只能有一個(gè)CPU單元，其他只用來(lái)擺放I/O模塊的機(jī)架就是I/O單元。
Q 什么是開(kāi)關(guān)量和模擬量？
A 在控制系統(tǒng)中，另一個(gè)常見(jiàn)的術(shù)語(yǔ)就是模擬量和開(kāi)關(guān)量。不論輸入還是輸出，一個(gè)參數(shù)要么是模擬量，要么是開(kāi)關(guān)量。模擬量指控制系統(tǒng)量的大小是一個(gè)在一定范圍內(nèi)變化的連續(xù)數(shù)值，比如溫度，從0-100度，壓力從0-10MPA，液位從1-5米，電動(dòng)閥門的開(kāi)度從0-100%，等等，這些量都是模擬量。而開(kāi)關(guān)量指該物理量只有兩種狀態(tài)，如開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和斷開(kāi)的狀態(tài)，繼電器的閉合和打開(kāi)，電磁閥的通和斷等等。
對(duì)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于CPU是二進(jìn)制的，數(shù)據(jù)的每位有“0”和“1”兩種狀態(tài)，因此，開(kāi)關(guān)量只要用CPU內(nèi)部的一位即可表示，比如，用“0”表示開(kāi)，用“1”表示關(guān)。而模擬量則根據(jù)精度，通常需要8位到16為才能表示一個(gè)模擬量。最常見(jiàn)的模擬量是12位的，即精度為2-12，最高精度約為萬(wàn)分之二點(diǎn)五。當(dāng)然，在實(shí)際的控制系統(tǒng)中，模擬量的精度還要受模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和儀表的精度限制，通常不可能達(dá)到這么高。
Q 什么是系統(tǒng)冗余？
A 在一些對(duì)系統(tǒng)可靠性要求很高的應(yīng)用中，DCS的設(shè)計(jì)需要考慮熱備份也就是系統(tǒng)冗余，這是指系統(tǒng)中一些關(guān)鍵模塊或網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計(jì)上有一個(gè)或多個(gè)備份，當(dāng)現(xiàn)在工作的部分出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)可以通過(guò)特殊的軟件或硬件自動(dòng)切換到備份上，從而保證了系統(tǒng)不間斷工作。通常設(shè)計(jì)的冗余方式包括：CPU冗余、網(wǎng)絡(luò)冗余、電源冗余。在極端情況下，一些系統(tǒng)會(huì)考慮全系統(tǒng)冗余，即還包括I/O冗余。
Q 什么是I/O余量？
A 與冗余不同，I/O余量只是系統(tǒng)中I/O數(shù)量大于應(yīng)用的要求，這種余量只是數(shù)量上的，主要目的是使系統(tǒng)今后有繼續(xù)加入控制信號(hào)的可能。
Q 什么是DCS的開(kāi)放性？
A DCS的開(kāi)放性是指DCS能通過(guò)不同的接口方便地與第三方系統(tǒng)或設(shè)備連接，并獲取其信息的性能。這種連接主要是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的，采用通用的、開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)的軟件接口是DCS開(kāi)放性的保障。我公司目前采用的DCS系統(tǒng)有很好的開(kāi)放性。
Q 什么是組態(tài)？
A 通過(guò)專用的軟件定義系統(tǒng)的過(guò)程就是組態(tài)(configuration)。定義過(guò)程站各模塊的排列位置和類型的過(guò)程叫過(guò)程站硬件組態(tài)；定義過(guò)程站控制策略和控制程序的過(guò)程叫控制策略組態(tài)；定義操作員站監(jiān)控程序的過(guò)程叫操作員站組態(tài)；定義系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接方式和各站地址的過(guò)程叫網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。
Q PLC和DCS之間的抉擇——
如何選擇正確的控制系統(tǒng)？
A DCS(分布式控制系統(tǒng))：相對(duì)于集中控制系統(tǒng)而言的一種新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，在集中控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來(lái)。DCS作為一個(gè)集過(guò)程控制和過(guò)程監(jiān)控為一體的計(jì)算機(jī)綜合系統(tǒng)，在通信網(wǎng)絡(luò)的帶動(dòng)下，已成為一個(gè)綜合計(jì)算機(jī)、通信、顯示和控制等技術(shù)的完整體系。其主要特點(diǎn)是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活以及組態(tài)方便。
PLC(可編程邏輯控制器)：是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程，是工業(yè)控制的核心部分。
從系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和兼容性方面：
對(duì)于PLC系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，一般沒(méi)有或很少有擴(kuò)展的需求，也很少有兼容性的要求。PLC一般都采用專用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如果兩個(gè)或以上的系統(tǒng)要求資源共享，對(duì)PLC來(lái)講是很困難的事。
DCS在發(fā)展的過(guò)程中也是各廠家自成體系，但大部分的DCS系統(tǒng)雖說(shuō)系統(tǒng)內(nèi)部(過(guò)程級(jí))的通訊協(xié)議不盡相同，但操作級(jí)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)不約而同的選擇了以太網(wǎng)絡(luò)，采用標(biāo)準(zhǔn)或變形的TCP/IP協(xié)議，這樣就提供了很方便的可擴(kuò)展能力。
從數(shù)據(jù)庫(kù)方面：
DCS一般都提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)。在DCS系統(tǒng)中一旦一個(gè)數(shù)據(jù)存在于數(shù)據(jù)庫(kù)中，就可在任何情況下引用。而PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)通常都不是統(tǒng)一的，組態(tài)軟件和監(jiān)控軟件甚至歸檔軟件都有自己的數(shù)據(jù)庫(kù)。
從時(shí)間調(diào)度方面：
PLC的程序一般不能按事先設(shè)定的循環(huán)周期運(yùn)行。PLC程序是從頭到尾執(zhí)行一次后又從頭開(kāi)始執(zhí)行。(現(xiàn)在一些新型PLC有所改進(jìn)，不過(guò)對(duì)任務(wù)周期的數(shù)量還是有限制)。
而DCS可以設(shè)定任務(wù)周期。比如，快速任務(wù)等，同樣是傳感器的采樣，壓力傳感器的變化時(shí)間很短，可以用200ms的任務(wù)周期采樣，而溫度傳感器的滯后時(shí)間很大，可以用2s的任務(wù)周期采樣。這樣，DCS可以合理的調(diào)度控制器的資源。
從應(yīng)用對(duì)象方面：
PLC一般應(yīng)用在小型自控場(chǎng)所，比如設(shè)備的控制或少量的模擬量的控制及聯(lián)鎖，而大型的應(yīng)用一般都是DCS。當(dāng)然，這個(gè)概念不太準(zhǔn)確，但很直觀，習(xí)慣上把大于600點(diǎn)的系統(tǒng)稱為DCS，小于這個(gè)規(guī)模叫做PLC。
西門子PCS 7(DCS系統(tǒng))在CytoLinX® BR應(yīng)用
百林科采用的控制器是在 PCS7的基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)，提供完整的 DCS 系統(tǒng)，從系統(tǒng)架構(gòu)到軟件硬件組成，真正發(fā)揮 PCS7 平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)管理。西門子PCS 7系統(tǒng)的內(nèi)部集成可擴(kuò)展到批處理、先進(jìn)控制、變更管理、診斷等功能。PCS 7可以根據(jù)您的需求靈活調(diào)整，輕松擴(kuò)展，而且不會(huì)增加復(fù)雜性。
主界面
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趨勢(shì)界面
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審計(jì)追蹤界面
CytoLinX® BR 200L-CHO細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)用案列
CHO-K1細(xì)胞培養(yǎng)中15天周期中，溫度、溶氧、pH等關(guān)鍵控制參數(shù)均控制平穩(wěn)。細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中最難控制的溶氧參數(shù)波動(dòng)范圍在±3%內(nèi)。細(xì)胞密度和活率均保持較高水平。培養(yǎng)過(guò)程中pCO2控制在80mmHg左右，乳酸等代謝參數(shù)控制平穩(wěn)。
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