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传统的发酵过程操作复杂并且结果好坏依赖操作员的经验，而单凭人工很难进行精确控制。随着科学技术的发展，新的发酵工艺和现代控制方法的结合越来越强，发酵工艺的功能和控制方式越来越趋向于多样化、自动化和智能化。而PLC的由于体积小、编程方便、抗干扰能力强等特点，是小型发酵罐现场控制器的最佳选择之一；组态软件可以为过程控制的实时数据处理与管理提供良好平台。因此利用 PLC结合组态软件构建小型发酵罐的控制系统可以极大提高发酵过程的控制水平，增强发酵效果。 本论文以发酵罐控制系统为研究对象，结合已有的发酵罐过程控制的方法和理论，确立了以西门子可编程逻辑控制器为核心的发酵罐控制系统。在分析生物发酵工艺过程中主要影响因素的基础上，选取了温度、转速、DO、pH等参数作为监控对象，利用PLC设备、触屏、继电器、蠕动泵、变频器、电动机、传感器、变送器、信号隔离器、热棒、循环泵、冷却阀等相关硬件，结合WinCC flexible2008 SP4组态软件，利用了STEP7-Micro/WIN32编程软件编写的发酵工艺控制梯形图，设计了Smart700 IE HMI设备的发酵罐控制系统的数据监控界面，完成了对发酵工艺的过程控制和在线监测。 本论文设计的小型发酵罐自动控制系统功能如下： （1）数据采集与处理。对发酵罐内温度、pH值、DO值、转速等发酵状态参数进行采集、处理与控制； （2）自动控制。通过STEP7-Micro/WIN32编程软件编写的发酵工艺控制梯形图实现了所有发酵控制系统现场设备的运行控制以及设备之间的运行顺序地精确控制； （3）自动监测与人工管理。通过人机交互界面上的WinCC flexible2008 SP4组态软件实现发酵工艺的重要参数的动态显示，实现监控生产、发酵参数设定与修改、发酵时间计时、手动/自动控制工作方式切换等功能； （4）故障报警。当发酵工艺过程参数超出预设上下限且无法自动调节时，系统将自动报警，使得操作人员能及时排除故障； 该系统现已在华中农业大学生命科技学院的生物实验室中安装成功，现已开始试运行。实验结果表明：系统运行良好，操作简便，能实时反映温度、pH、DO等参数的变化，系统各参数能够快速、稳定的达到发酵工艺所需的设定值，大大减少了实验室操作人员工作量，评价良好。