高品质发酵罐的控制系统主要是通过控制热工和生化参数，从而达到控制整个发酵罐的工艺参数的目的。发酵罐的控制系统大致经历了仪表控制、仪表+PLC控制（早期的逻辑控制）、PLC控制及其组成的DCS（分散）控制的发展过程。

1、 发酵罐的发展历程

发酵罐从碳钢制造到不锈钢制造的变化进程中，除了一次性发酵罐多采用磁力搅拌和部分部件采用一次性仪表，通气管从上部移到了侧部，并且将一次性袋子固定在容器中以外，其他控制部件的形式均与原来相同。

发酵控制的DCS系统除了采集、显示下位机的所有数据外，还能够修改和控制参数对象。早期发酵罐控制系统采用数据采集器，将模拟量信号分别采集，在模块中进行模数转换后，用计算机的232接口与上位机通讯。后期发酵罐控制系统是采用PLC与上位机通讯的方式，有的控制器上还采用SCADA系统，可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及实现各类信号报警等各项功能。

罐温控制罐温控制主要包括控制加热量与冷却量。其中，加热量是由工艺计算而得；冷却量是指在加热或灭菌后，且在规定的冷却时间下所需要的冷量。罐温控制装置由一个加热器和冷却水电磁阀组成，当发酵罐内温度低于（或高于）某个设定值时，系统将自动开启加热器（或冷却水电磁阀），以达到控制发酵罐温度的目的。

通过计算在规定的冷却时间下所需的冷量得出冷却量，通过计算在规定的加热时间下所需的热量得出加热量。通过焓值计算和换热速率，得出换热面积，也就是发酵罐的夹套或盘管的面积。通过对管路长度、介质压力及压力损失的计算，才能确定换热管的管径，进而确定控制阀的通径，控制阀通径是以培养温度的控制波动量为主要参数。若以培养温度的控制波动量为参数来计算，往往可设定60%～80%的开度为稳定值；若要兼顾灭菌升温时间，那么取值可以低些，此时培养温度控制波动量就会大些。

在带冷热夹套的温度控制系统中，如果上述工艺参数计算取值恰当，则参数控制相对精确，其中工艺参数可采用飞升曲线计算或经验法等方法获得。在兼顾培养和灭菌的罐温控制中，采用PID自动控制，其培养温度的波动控制范围在±0.1 ℃。其中，微分作用能提高动态响应速度，积分作用能有效消除静态误差，使环境温度不对罐温控制产生影响。当然，换热夹套的设计要尽可能薄，以减少温控滞后所带来的波动。