04可包括任何类型的生物技术或生物制造设施、结构或系统。在一些示例中，示例过程控制环境100可包括其它生物反应器控制系统(未示出)，这些系统可包括在相同设施内和/或位于不同设施。
[0027]提供示例过程控制环境100用于示出一种类型的系统，在该系统内可有利地采用下面更详细描述的示例方法和设备。然而，如果需要，本文中描述的示例方法和设备可在比图1所示示例过程控制环境100和/或生物反应器控制系统104复杂性更大或更小的其它系统中米用。
[0028]图1的示例生物反应器控制系统104包括可经网络110以通信方式耦合到工作站106的示例控制器108。生物反应器控制系统104也包括过程控制装置112 (例如，输入和/或输出装置)。过程控制装置112可包括能够接收输入，生成输出和/或控制过程或控制环路的任何类型的过程控制组件。过程控制装置112可包括控制装置，如一个或更多个生物反应器、一个或更多个泵、一个或更多个质量流量控制器、一个或更多个阀门、一个或更多个搅拌器等。另外，过程控制装置112可包括一个或更多个测量或监视装置，如pH传感器、温度传感器、溶解氧传感器、压力计、浓度计、流量计等以测量过程的部分。控制装置可经输入114接收来自控制器108的指令以执行指定的命令，并且促使过程控制装置112实现和/或控制的过程更改。此外，测量或监视装置测量过程数据、环境数据和/或输入装置数据，并且经输出116将测量的数据作为过程数据传送到控制器108。此过程数据可包括对应于来自每个过程控制装置112的测量的输出的变量(或参数)的值。
[0029]包括过程控制装置112的生物反应器控制系统104的示例实现可包括生物反应器，生物反应器包括定制的有壳不锈钢容器、载荷单元(load cell)、X-Lift和用于控制塑料袋中搅拌的伺服驱动、用于确保排气过滤器不会由于湿气而堵塞并造成袋过压闭塞和袋升起(bag hoist)的排气过滤器加热器、控制搅拌设定点或质量流量控制器设定点或馈送泵的PH/溶解氧传感器/传送器、质量流量控制器、计量泵、袋压传送器、电阻温度检测器(例如，温度传感器)及温度控制单元。所述单次使用产品接触组件包括所有气体过滤器、搅拌系统、喷雾器、探头、端口、压力传感器采样及气体和流体传送管。另外，磁耦合、内部安装的搅拌器通过一次性组件使用无旋转密封或竖井穿孔。此外，定制的有壳不锈钢容器可用于支持和促进一次性袋装载和五比一调节能力(turndown capability)函数。示例生物反应器控制系统104中的温度控制可由提供快速加热和冷却的系统温度控制器提供。另外，示例生物反应器控制系统104包括用于将设施冷冻水用于冷却的加热器(例如，Mokon单元)的选项。
[0030]在图1的所示示例中，示例控制器108可经输入114和/或输出116与生物反应器控制系统104内的过程控制装置112进行通信。输入114和输出114可通过数据总线实现。在一些示例中，数据总线可耦合到生物反应器控制系统104内的中间通信组件。如结合图2详细讨论的一样，控制器108可包括接收来自过程控制装置112的数据和将数据转换(或转化)成能够由示例控制器108接收和处理的通信的硬件提取器。另外，硬件萃抽器可将来自控制器108的数据或通信转换(或转化)成能够由对应过程控制装置112处理的数据格式。在示例中，数据总线可使用有线和/或无线通信协议实现，如过程现场总线(有时称为“PROFIBUS”)协议(例如，PROFIBUS DP)、以太网协议等。
[0031]图1的示例控制器108管理一个或更多个控制例程(例如，过程控制环路、算法、函数和/或指令)以控制生物反应器控制系统104内的过程控制装置112。控制例程可包括过程监视应用、警报管理应用、过程趋势应用、历史应用、批量处理管理应用、系统诊断应用等。控制例程可确保生物反应器控制系统104生产在某个质量阈值内的指定量的所需产品。例如，生物反应器控制系统104可配置为在结束时和/或在批量过程期间生产产品的批量系统。在其它示例中，生物反应器控制系统104可包括不断生产产品的过程制造系统。
[0032]在图1的所示示例中，工作站106可经网络110 (例如，局域网(LAN))以通信方式耦合到控制器108。示例工作站106可包括任何计算装置，包括个人计算机、膝上型计算机、服务器、控制器等。另外，工作站106可使用任何适合的计算机系统或处理平台(例如，图10所示的处理器平台1000)实现。例如，工作站106可使用单处理器个人计算机、单或多处理器工作站等实现。
[0033]在图1的所示示例中，工作站106示为在生物反应器控制系统104的外部。在其它示例中，工作站106可包括在生物反应器控制系统104内和/或以通信方式直接耦合到控制器108。另外，过程控制环境100可包括路由器(未示出)以便耦合其它工作站(未示出)到控制器108和/或以通信方式耦合工作站106到其它过程控制系统内的其它控制器(未示出)。此外，过程控制环境100可包括防火墙(未示出)以提供远程工作站(例如，在过程控制环境100外的工作站)接入过程控制环境100内的资源。
[0034]示例网络110可使用任何所需的通信介质和/或协议实现。例如，网络110可基于硬连线或无线以及以太网通信方案。然而，任何其它适合的通信介质和/或协议均能够使用。此外，虽然示出单个网络110，但可使用不止一个网络和工作站106内的适当通信硬件在工作站106与相应类似工作站(未示出)之间提供冗余通信路径。
[0035]示例工作站106和/或可接入生物反应器控制系统104的其它工作站可配置成创建，查看，修改和/或校正生物反应器控制系统104内的一个或更多个过程。示例工作站106允许用户检查和/或操作一个或更多个用户显示屏幕和/或应用，这些屏幕和/或应用允许用户查看过程控制系统变量，查看过程控制系统状态，查看过程控制系统条件，查看过程控制系统警报，查看过程控制系统设置(例如，设定点、控制变量、过程变量、操作状态等)。
[0036]示例工作站106包括/或实现用户界面处理器102以创建，设计和/或监视过程控制例程和/或由控制器108传送以识别和/或确定状态问题的过程控制信息。在所示示例中，用户界面处理器102经用户界面(例如，控制屏幕、图形用户界面(GUI)等)向用户动态显示信息。在一些示例中，用户界面处理器102显示映射显示以允许用户经生物反应器控制系统104设计过程或批量配方。例如，用户可映射生物反应器控制系统104的过程控制装置112如何相对于彼此进行交互和/或处理由控制器108和/或其它过程控制装置112提供的数据。
[0037]在一些示例中，用户可生成设定点以配置设定点根据准则自动更改。在本文中使用时，设定点是对应参数的用户输入的所需值。例如，用于生物反应器的设定点可由用户设置在5.6的pH级别。在本文中使用时，过程变量是参数的测量的实际读数。例如，测量或监视装置112 (例如，pH传感器)可测量生物反应器的pH级别为6.3。在本文中使用时，控制变量是来自控制器108的控制器输出。在所示示例中，与用户输入的pH级别设定点(例如，5.6)相比，生物反应器的pH级别更具碱性(例如，6.3)。因此，控制器108可将指令传送到酸输送泵以增大到生物反应器的流体流量(例如，将阀门向打开位置移动)和/或传送指令到碱输送泵以减小到生物反应器的流体流量(例如，将阀门向封闭位置移动)。
[0038]在所示示例中，在用户完成设计过程(例如，过程控制装置交互、指令、程序等)时，用户可经由用户界面处理器102显示的用户界面选择“加载”、“构建”等按钮以构建过程。如结合图2更详细所述，用户选择“加载”按钮时，示例用户界面处理器102启动示例批量管理器204以管理示例控制器108的组件。
[0039]图2是图1的示例控制器108的示例实现的框图。在图2的所示示例中，示例控制器108包括示例外部接口 202、示例批量管理器204、示例过程配方构建器206、示例硬件提取器208、示例值拉出器210、示例变换器212及示例数据库214。示例数据库214包括示例表数据库216、示例过程任务对象库218及示例过程数据库220。所示示例的示例表数据库216可存储由用户在配置过程期间经示例用户界面过程102 (图1)生成的设定点表和/或查表。所示示例的示例过程任务对象库218存储可由过程配方构建器206用于构建(例如，设计，配置，生成等)过程配方的过程任务对象的模板。示例过程数据库220存储由示例过程配方构建器206构建的过程配方(例如，示例过程配方222)。
[0040]在图2的所示示例中，示例控制器108包括示例外部接口 202以允许在控制器108与示例工作站106 (图1)之间的双向通信。示例外部接口 202可由无线通信器实现允许控制器108与示例网络110 (图1)(例如，无线网络)进行通信。然而，另外或备选，外部接口202可由任何其它类型的网络接口，如以太网接口、蜂窝接口、Bluetooth?接口等。
[0041]在图2的所示示例中，示例控制器108包括批量管理器204以管理批量(或过程)配方的执行。例如，在启动时，批量管理器204可在过程配方构建器206、硬件提取器208、值拉出器210和/或变换器212操作时进行精心组织。在一些示例中，在用户选择构建和/或执行过程时启动批量管理器204。例如，用户可选择用户界面的“加载”、“构建”等按钮。在一些示例中，批量管理器204在过程的执行期间管理过程任务对象的状态。例如，批量管理器204可确定过程任务对象是在启用状态(例如，值可写入过程任务对象，变换器212可执行过程任务对象变换等)还是在禁用状态(例如，值不写入过程任务对象)。在一些此类示例中，批量管理器204可比较过程变量(例如，由示例测量或监视装置测量的参数值)和从表数据库216中包括的设定点表检索的对应设定点。示例批量管理器204可使用比较结果确定是否修改控制变量、过程任务对象状态等。
[0042]在图2的所示示例中，示例控制器108包括示例过程配方构建器206以基于经用户界面处理器102 (图1)配置的过程，构建过程配方。在一些示例中，过程配方构建器206识别一个或更多个原始过程任务以执行一部分配置的过程。例如，过程构建器206可识别第一材料添加过程任务、第二材料添