隨著生物工程的不斷發(fā)展和人民生活水平的提高，生物制藥出現(xiàn)了廣闊的發(fā)展前景,，目前,，生物制藥及其試驗研究的裝置主要是中小型的發(fā)酵罐，其控制系統(tǒng)主要是根據(jù)經(jīng)驗設計的開關控制,，調(diào)節(jié)合適控制參數(shù)的過程繁瑣,，控制性能較差，因此,，開發(fā)適用于工業(yè)級的生物發(fā)酵控制系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義,。

目前，中小型的生物發(fā)酵罐控制器采用的是單片機或者PLC,，軟件開發(fā)調(diào)試環(huán)境繁瑣,，開發(fā)周期長，采用嵌入式系統(tǒng)可以有效的解決這些問題,，嵌入式系統(tǒng)具有友好的軟件開發(fā)環(huán)境,，聯(lián)機調(diào)試方便,，實時性好，可靠性高,，并且,，有些嵌入式系統(tǒng)還擴展了A/D、D/A,、DI/DO和通訊端口,。BL2100嵌入式系統(tǒng)正是集成了以上的所有優(yōu)點，Ethernet 通訊方式可以方便地實現(xiàn)多臺發(fā)酵罐與多臺監(jiān)控系統(tǒng)之間組成網(wǎng)絡控制系統(tǒng),。因此,，將嵌入式系統(tǒng)應用到生物發(fā)酵系統(tǒng)中，可以從本質(zhì)上提高整個系統(tǒng)的性能,。

嵌入式系統(tǒng)是以應用為中心,、以計算技術(shù)為基礎，并且軟硬件可裁剪,，適用于應用系統(tǒng)對功能,、可靠性等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。BL2100控制器的Rabbit2000微處理器是專為面向Internet的嵌入式系統(tǒng)而設計的MCU,，具有實時多任務內(nèi)核,，它很好地解決了存儲空間、運算速度,、網(wǎng)絡通信以及程序開發(fā)的問題,，BL2100控制器模塊的以太網(wǎng)芯片RTL8019AS，支持全雙工通信,，通信速率為10Mbps,，提供Socket級 TCP/IP編程，支持多種應用層網(wǎng)絡協(xié)議（如HTTP,、FTP,、SMTP、PPP）,。軟硬件的緊密結(jié)合使得嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)點充分發(fā)揮,，有力地保證了網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實時性。BL2100控制器還擴展了11路AD輸入,、4路DA輸出,、16個DO數(shù)字量輸出、24個DI數(shù)字量輸入,、2個RS232和一個RS485通信端口,、以及一個外部中斷口。另外,，數(shù)據(jù)線和外部地址線接口可以方便地實現(xiàn)二次擴展,。

研制開發(fā)的新型生物發(fā)酵控制系統(tǒng)SY-3000E,，從結(jié)構(gòu)層次上可以分為三個部分：上位機監(jiān)控系統(tǒng)PC，發(fā)酵系統(tǒng)控制器和信號處理模塊,。上位機 PC可以非常方便地實現(xiàn)友好的人機交換界面,，在線實時數(shù)據(jù)處理，與下位機通信采用交換式以太網(wǎng),，可以保證通信的實時性和可靠性,，并且，有利于組成發(fā)酵網(wǎng)絡控制系統(tǒng),，具有良好的可擴展性,。發(fā)酵系統(tǒng)控制器主要完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)字濾波,、控制器計算,、數(shù)字量輸出以及通信功能。信號處理模塊可以分為輸入信號變送模塊和信號輸出模塊,，信號變送模塊實現(xiàn)把傳感器產(chǎn)生的微弱電信號變換為4～20mA標準的信號,。由于發(fā)酵系統(tǒng)的執(zhí)行器的工作電壓為交流220VAC，而控制器輸出一般為小于10V的直流信號,，因此需要信號輸出模塊完成控制器輸出信號控制強電信號的功能,。