高品質發酵罐的控制系統主要是通過控制熱工和生化參數，從而達到控制整個發酵罐的工藝參數的目的。發酵罐的控制系統大致經歷了儀表控制、儀表+PLC控制（早期的邏輯控制）、PLC控制及其組成的DCS（分散）控制的發展過程。

1、 發酵罐的發展歷程

發酵罐從碳鋼制造到不銹鋼制造的變化進程中，除了一次性發酵罐多采用磁力攪拌和部分部件采用一次性儀表，通氣管從上部移到了側部，并且將一次性袋子固定在容器中以外，其他控制部件的形式均與原來相同。

發酵控制的DCS系統除了采集、顯示下位機的所有數據外，還能夠修改和控制參數對象。早期發酵罐控制系統采用數據采集器，將模擬量信號分別采集，在模塊中進行模數轉換后，用計算機的232接口與上位機通訊。后期發酵罐控制系統是采用PLC與上位機通訊的方式，有的控制器上還采用SCADA系統，可以對現場的運行設備進行監視和控制，以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節以及實現各類信號報警等各項功能。

罐溫控制罐溫控制主要包括控制加熱量與冷卻量。其中，加熱量是由工藝計算而得；冷卻量是指在加熱或滅菌后，且在規定的冷卻時間下所需要的冷量。罐溫控制裝置由一個加熱器和冷卻水電磁閥組成，當發酵罐內溫度低于（或高于）某個設定值時，系統將自動開啟加熱器（或冷卻水電磁閥），以達到控制發酵罐溫度的目的。

通過計算在規定的冷卻時間下所需的冷量得出冷卻量，通過計算在規定的加熱時間下所需的熱量得出加熱量。通過焓值計算和換熱速率，得出換熱面積，也就是發酵罐的夾套或盤管的面積。通過對管路長度、介質壓力及壓力損失的計算，才能確定換熱管的管徑，進而確定控制閥的通徑，控制閥通徑是以培養溫度的控制波動量為主要參數。若以培養溫度的控制波動量為參數來計算，往往可設定60%～80%的開度為穩定值；若要兼顧滅菌升溫時間，那么取值可以低些，此時培養溫度控制波動量就會大些。

在帶冷熱夾套的溫度控制系統中，如果上述工藝參數計算取值恰當，則參數控制相對精確，其中工藝參數可采用飛升曲線計算或經驗法等方法獲得。在兼顧培養和滅菌的罐溫控制中，采用PID自動控制，其培養溫度的波動控制范圍在±0.1 ℃。其中，微分作用能提高動態響應速度，積分作用能有效消除靜態誤差，使環境溫度不對罐溫控制產生影響。當然，換熱夾套的設計要盡可能薄，以減少溫控滯后所帶來的波動。