生物制药生产控制系统系列：ABB 800xA_（9）.案例研究与实践应用.docx

PAGE1

PAGE1

案例研究与实践应用

在本节中，我们将通过具体的案例研究和实践应用，深入探讨生物制药生产控制系统系列中的ABB800xA系统如何在实际生产环境中发挥作用。我们将从以下几个方面进行详细分析：

案例研究：生物反应器控制

案例研究：纯化过程控制

案例研究：无菌灌装线控制

实践应用：系统集成与优化

实践应用：故障检测与诊断

实践应用：数据管理与分析

案例研究：生物反应器控制

背景介绍

生物反应器是生物制药生产过程中的关键设备之一，用于培养细胞或微生物以生产所需的生物制品。生物反应器的控制涉及多个参数，如温度、pH值、溶解氧（DO）、搅拌速度等。这些参数的精确控制对于确保工艺的稳定性和产品的质量至关重要。

系统配置

在ABB800xA系统中，生物反应器的控制通常包括以下几个步骤：

传感器配置：安装温度传感器、pH传感器、DO传感器等，确保这些传感器能够准确地检测反应器内的各种参数。

控制器设置：配置PID控制器，用于控制温度、pH值和溶解氧等参数。

数据采集与处理：通过ABB800xA的数据采集模块，实时监测反应器内的参数，并进行数据处理和分析。

报警与安全机制：设置报警和安全机制，以确保在参数偏离预设范围时能够及时采取措施。

实例分析

温度控制

假设我们需要控制一个生物反应器的温度在37°C±0.5°C范围内。我们可以使用ABB800xA系统的PID控制器来实现这一目标。

#温度控制示例代码

importpycontrol

#初始化控制器

controller=pycontrol.PIDController(setpoint=37.0,kp=1.0,ki=0.1,kd=0.05)

#定义温度传感器和加热器

temperature_sensor=pycontrol.TemperatureSensor(address=192.168.1.100)

heater=pycontrol.Heater(address=192.168.1.101)

#定义数据采集频率

sampling_time=1#每秒采集一次数据

#实时控制循环

whileTrue:

#读取当前温度

current_temperature=temperature_sensor.read()

#计算控制输出

control_output=controller.update(current_temperature)

#调整加热器功率

heater.set_power(control_output)

#打印当前温度和控制输出

print(fCurrentTemperature:{current_temperature}°C,ControlOutput:{control_output}%)

#等待下一个采样周期

time.sleep(sampling_time)

pH值控制

pH值的控制同样重要，因为pH值的变化会影响细胞的生长和代谢。我们可以通过添加酸或碱来调整pH值。

#pH值控制示例代码

importpycontrol

#初始化控制器

controller=pycontrol.PIDController(setpoint=7.0,kp=0.5,ki=0.05,kd=0.02)

#定义pH传感器和酸碱泵

ph_sensor=pycontrol.pHSensor(address=192.168.1.102)

acid_pump=pycontrol.Pump(address=192.168.1.103)

base_pump=pycontrol.Pump(address=192.168.1.104)

#定义数据采集频率

sampling_time=1#每秒采集一次数据

#实时控制循环

whileTrue:

#读取当前pH值

current_ph=ph_sensor.read()

#计算控制输出

control_output=controller.update(current_ph)

#调整酸碱泵的流量

ifcontrol_output0:

acid_pump.set_flow(control_output)

base_pump.set_flow(0)

else