具有智能网关的生物处理控制器的制作方法

本公开总体上涉及生物处理系统。

背景技术：

1、生物处理系统通常包括生物处理控制器，包括例如传感器、泵、质量流量控制器、反应容器、搅拌器、温度控制设备和/或与生物生产相关的其他仪器的各种生物处理仪器连接到该生物处理控制器。这些仪器通常通过生物处理控制器连接到主自动化控制系统。曾经适用于生物处理系统的自动化控制系统的这种示例是艾默生电气公司的deltavtm控制系统。

2、在生物处理系统中，主控制系统通常使用适用于自动化系统的标准通信协议与系统中的至少一些仪器通信。常用的通信协议是modbus协议。

技术实现思路

1、提供了用于生物处理控制系统的智能网关和/或控制器的系统、方法和制品，包括计算机程序产品。在一个方面，提供了一种系统。该系统可以包括至少一个数据处理器和至少一个存储器。至少一个存储器可存储指令，该指令在由至少一个数据处理器执行时导致操作。这些操作可包括：从被配置为控制多个生物处理仪器中的生物处理仪器的控制器接收对与多个生物处理仪器相关联的数据的请求。该数据包括主要数据集和次要数据集，主要数据集包括由多个生物处理仪器测量的主要数据块，次要数据集具有比主要数据集低的优先级。这些操作还包括使控制器控制生物处理仪器，以通过至少以下步骤来处理含有一种或多种目标生物组分的细胞培养物：响应于该请求向控制器发送主要数据块。这些操作还包括在发送主要数据块期间并且响应于该请求向控制器发送次要数据集的一部分，从而减少控制器上的负载。

2、在一些方面中，跨多个页面存储次要数据集，且多个页面中的页面含有次要数据集的该部分。

3、在一些方面中，该请求包括标识多个页面中的该页面的标识符。

4、在一些方面中，主要数据块包括：由多个生物处理仪器中的至少一者测量的第一参数。第一参数被映射到第一通信协议地址。主要数据块还包括由多个生物处理仪器中的至少一者测量的第二参数。第二参数被映射到第二通信协议地址。第一参数和第二参数影响生物处理仪器的操作。

5、在一些方面中，次要数据集的该部分包括对应于多个生物处理仪器中的至少两者的次要数据，并且次要数据集的该部分被映射到单个通信协议地址。

6、在一些方面中，该请求是第一请求。这些操作还包括在第一请求之后从控制器接收对与多个生物处理仪器相关联的数据的第二请求。这些操作还包括响应于第二请求向控制器发送次要数据集的第二部分。第二请求包括与第二部分相关联的第二标识符。

7、在一些方面中，这些操作还包括：进一步使控制器通过至少以下步骤来控制生物处理仪器：响应于第二请求，向控制器发送在发送主要数据块之后由多个生物处理仪器测量的第二主要数据块。次要数据集的第二部分在发送第二主要数据块期间被发送。

8、在一些方面中，在第一请求之后以预定间隔接收第二请求。

9、在一些方面中，主要数据集包括与多个生物处理仪器相关联的操作数据。次要数据集包括与多个生物处理仪器相关联的仪器数据。

10、在一些方面中，操作数据包括由多个生物处理仪器测量的影响多个生物处理仪器中的至少一者的操作的至少一个参数。

11、在一些方面中，仪器数据包括关于多个生物处理仪器中的至少一者的仪器信息。

12、在一些方面中，主要数据集和次要数据集的优先级是预定的。

13、在一些方面中，这些操作还包括从多个生物处理仪器接收主要数据集和次要数据集。这些操作还包括将主要数据集存储在主要数据寄存器中。该存储包括将唯一通信协议地址映射到主要数据集的主要数据块中的每个参数。这些操作还包括将次要数据集存储在次要数据寄存器中。该存储包括将单个通信协议地址映射到次要数据集的该部分。次要数据集的该部分对应于多个生物处理仪器中的至少两个生物处理仪器。

14、在一些方面中，这些操作还包括从多个生物处理仪器接收主要数据集和次要数据集。主要数据集或次要数据集的至少一部分具有第一测量单位。这些操作可包括在将主要数据块或次要数据集发送给控制器之前将第一测量单位转换成第二测量单位。

15、在一个方面，提供了一种系统。该系统可以包括至少一个数据处理器和至少一个存储器。至少一个存储器可存储指令，该指令在由至少一个数据处理器执行时导致操作。这些操作可包括：发送对与多个生物处理仪器相关联的数据的请求。该数据包括主要数据集和次要数据集，主要数据集包括由多个生物处理仪器测量的主要数据块，次要数据集具有比主要数据集低的优先级。这些操作包括响应于该请求而接收主要数据块。这些操作包括响应于该请求并且在接收主要数据块期间接收次要数据集的一部分，从而减少用于处理与多个生物处理仪器相关联的数据的计算负载。这些操作包括至少基于所接收的主要数据块来控制多个生物处理仪器中的生物处理仪器的操作以处理含有一种或多种目标生物组分的细胞培养物。

16、在一些方面中，跨多个页面存储次要数据集，并且其中，多个页面中的页面含有次要数据集的该部分。

17、在一些方面中，该请求包括标识多个页面中的该页面的标识符。

18、在一些方面中，主要数据块包括：由多个生物处理仪器中的至少一者测量的第一参数。第一参数被映射到第一通信协议地址。主要数据块还包括由多个生物处理仪器中的至少一者测量的第二参数。第二参数被映射到第二通信协议地址。第一参数和第二参数影响生物处理仪器的操作。

19、在一些方面中，次要数据集的该部分包括对应于多个生物处理仪器中的至少两者的次要数据，并且次要数据集的该部分被映射到单个通信协议地址。

20、在一些方面中，该请求是第一请求。这些操作还包括：在第一请求之后发送对与多个生物处理仪器相关联的数据的第二请求，并且响应于第二请求接收次要数据集的第二部分。第二请求包括与第二部分相关联的第二标识符。

21、在一些方面中，这些操作还包括响应于第二请求接收由多个生物处理仪器测量的第二主要数据块。在接收第二主要数据块期间接收次要数据的第二部分。这些操作还包括基于第二主要数据块来控制生物处理仪器的操作。

22、在一些方面中，在第一请求之后以预定间隔发送第二请求。

23、在一些方面中，主要数据集包括与多个生物处理仪器相关联的操作数据，并且次要数据集包括与多个生物处理仪器相关联的仪器数据。

24、在一些方面中，操作数据包括由多个生物处理仪器测量的影响多个生物处理仪器中的至少一者的操作的至少一个参数。

25、在一些方面中，仪器数据包括关于多个生物处理仪器中的至少一者的仪器信息。

26、在一些方面中，主要数据集和次要数据集的优先级是预定的。

27、在一些方面中，该控制包括向生物处理仪器发送控制信号。

28、用于生物处理系统中的生物处理控制器的网关设备包括一个或多个处理器；控制系统数据通信链路，其被配置为通信地耦合到控制系统以使用第一通信协议的一组数据地址在网关与控制系统之间通信；多个仪器数据通信链路，其被配置为通信地耦合到多个生物处理仪器以在多个生物处理仪器与网关设备之间传达生物处理仪器数据；以及一个或多个计算机可读介质，其具有存储在其上的指令，该指令当由一个或多个处理器执行时，使一个或多个处理器执行操作，该操作包括：使用该组数据地址在网关与控制系统之间交换仪器数据，其中，该组数据地址的第一子集用于交换具有第一优先级级别的主要仪器数据，并且该组数据地址的第二子集用于交换具有第二优先级级别的次要仪器数据。

29、在一些方面中，数据地址的第一子集被映射到主要仪器数据，使得一个协议数据地址被映射到一个仪器数据元素。

30、在一些方面中，数据地址的第二子集被映射到次要仪器数据，使得通过使用第一通信协议外部的地址标识符将一个协议数据地址映射到多于一个的仪器数据元素。

31、在一些方面中，多个生物处理仪器包括感测一个或多个生物处理容器中的条件的传感器。

32、在一些方面中，多个传感器包括温度传感器、ph传感器或氧传感器。

33、在一些方面中，多个传感器包括秤。

34、在一些方面中，多个传感器还包括压力传感器。

35、在一些方面中，多个生物处理仪器包括温度控制单元和泵。

36、在一些方面中，多个生物处理仪器包括温度控制单元、泵、质量流量控制器或搅拌器。

37、在一些方面中，第一通信协议是modbus通信协议，并且该组数据地址是modbus寄存器。

38、在一些方面中，数据地址的第一子集用于交换包括仪器数据元素的次要数据，该次要数据被要求比包括其他仪器数据元素的主要数据更不频繁地交换。

39、在一些方面中，网关被容纳在生物处理控制器中。

40、在一些方面中，多个仪器控制板被容纳在生物处理控制器中并且通信地耦合在网关设备与多个生物处理仪器之间。

41、在一些方面中，网关设备被容纳在生物处理控制器外部。

42、根据一些方面，一种控制生物处理系统中的过程的方法包括在网关设备处接收生物处理仪器数据元素的主要数据集和生物处理仪器数据元素的次要数据集，将生物处理仪器数据元素的主要集合存储在网关设备处的主要数据寄存器中，其中主要数据寄存器包括第一通信协议的一组主要数据地址，该组主要数据地址等于主要数据集中的生物处理仪器数据元素的数量，将生物处理仪器数据元素的次要数据集存储在网关设备处的次要数据寄存器中，其中次要数据寄存器包括小于次要数据集中的生物处理仪器数据元素的数量的一组次要数据地址，以及将主要数据集和次要数据集发送到控制器，该控制器被配置为控制生物处理系统中的生物处理仪器。

43、在一些方面中，次要数据地址中的每一者被映射到次要数据集中的多于一个的生物处理仪器数据元素。

44、在一些方面中，使用第一通信协议外部的地址标识符将该组次要数据地址映射到次要数据集中的多于一个的生物处理仪器数据元素。

45、在一些方面中，主要数据集包括操作数据。

46、在一些方面中，操作数据包括ph数据、溶解氧数据、压力数据、温度数据、rpm数据、功率数据、质量数据、容积流量数据、密度数据或泡沫掺量数据。

47、在一些方面中，次要数据集包括设备识别数据或设备状态数据。

48、在一些方面中，设备识别数据包括制造商信息、制造日期、型号、序列号、设备颜色或设备版本。

49、在一些方面中，设备状态数据包括设备设置数据、设备配置数据、设备校准数据、设备功率状态或设备连接状态。

50、在一些方面中，主要数据集比次要数据集频繁地发送到控制器。

51、在一些方面中，主要数据集在一时间段内被连续地发送到控制器。

52、根据一些方面，一种控制生物处理系统中的过程的方法包括在控制系统处从主要数据寄存器接收生物处理仪器数据元素的主要数据集，在控制系统处从次要数据寄存器接收生物处理仪器数据元素的次要数据集，在控制系统处将主要数据集的仪器数据元素与仪器设定点进行比较，由控制系统基于比较步骤的结果输出仪器控制信号，以及将控制信号发送到生物处理系统中的网关设备。

53、在一些方面中，主要数据寄存器包括第一通信协议的一组主要数据地址，该组主要数据地址等于主要数据集中的生物处理仪器数据元素的数量。

54、在一些方面中，次要数据寄存器包括小于次要数据集中的生物处理仪器数据元素的数量的一组次要数据地址。

55、在一些方面中，在控制系统处比次要数据集频繁地接收主要数据集。

56、在一些方面中，在一时间段内在控制系统处连续地接收主要数据集。

57、在一些方面中，主要数据集包括操作数据。

58、在一些方面中，操作数据包括ph数据、溶解氧数据、压力数据、温度数据、rpm数据、功率数据、质量数据、容积流量数据、密度数据或泡沫掺量数据。

59、在一些方面中，次要数据集包括设备识别数据或设备状态数据。

60、在一些方面中，设备识别数据包括制造商信息、制造日期、型号、序列号、设备颜色或设备版本。

61、在一些方面中，设备状态数据包括设备设置数据、设备配置数据、设备校准数据、设备功率状态、设备连接状态。

62、当前主题的实施方式可包括与本文提供的描述一致的方法以及包括可操作以使一个或多个机器(例如，计算机等)导致实现所描述的特征中的一者或多者的操作的有形地体现的机器可读介质的物品。类似地，还描述了可包括一个或多个处理器以及耦合到该一个或多个处理器的一个或多个存储器的计算机系统。可以包括非暂态计算机可读或机器可读存储介质的存储器可以包括、编码、存储等使一个或多个处理器执行本文描述的操作中的一者或多者的一个或多个程序。与当前主题的一种或多种实施方式一致的计算机实现的方法可以由驻留在单个计算系统或多个计算系统中的一个或多个数据处理器来实现。这样的多个计算系统可以经由一个或多个连接(包括通过网络(例如，因特网、无线广域网、局域网、广域网、有线网络等)的连接)、经由多个计算系统中的一者或多者之间的直接连接等被连接并且可以交换数据和/或命令或其他指令等。

63、本文描述的主题的一种或多种变型的细节在附图和下面的描述中阐述。根据说明书和附图以及权利要求书，本文描述的主题的其他特征和优点将是显而易见的。虽然为了说明的目的描述了当前公开的主题的某些特征，但是应当容易理解的是，这些特征并非旨在进行限制。本公开之后的权利要求旨在限定受保护主题的范围。