一、自動控制核心架構(gòu)
1. iCAN 觸控界面與控制系統(tǒng)
Heracell 240i 配備 iCAN 觸摸屏操作界面，用戶可直接在面板上設(shè)定溫度、CO?／O?（若選配）濃度、濕度等參數(shù)，并實時觀察趨勢圖、報警狀態(tài)與運行日志。該界面還提供用戶提示、水位警報、氣體報警等信息，簡化操作流程與監(jiān)控。
觸控控制器內(nèi)部集成微處理器與 PID 控制算法，可根據(jù)傳感器反饋自動調(diào)節(jié)加熱、氣體注入、濕度恢復(fù)等系統(tǒng)操作，無需人工干預(yù)。
2. 傳感器與反饋回路
CO? 傳感器：支持熱導(dǎo)率（TC）和紅外（IR）傳感器兩種選配模式。不同場景下可選擇最適合的傳感器，以在溫濕度波動中保持更穩(wěn)定響應(yīng)。
雙溫度探頭：用于溫度監(jiān)測與保護，當溫度異常時啟動保護策略。
水位傳感器：用于濕度水箱自動監(jiān)測，提醒補水。
報警傳感器：包括過溫、氣體異常、門未關(guān)、水位 low 等多種報警機制。
這些傳感器與控制電路構(gòu)成閉環(huán)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，保證培養(yǎng)條件穩(wěn)定，減少人工微調(diào)。
3. 自動氣體切換（Gas Guard）
240i 提供可選的自動切換氣源模塊，支持接入兩路 CO? 或 CO? + O?/N?。當主氣源耗盡時，系統(tǒng)自動切換至備用瓶，保障培養(yǎng)不中斷，減少人工更換氣瓶的頻率。此功能使氣體供應(yīng)更具連續(xù)性和自動化。
4. 自動去污/滅菌功能
Heracell 240i 內(nèi)置 ContraCon 濕熱消毒循環(huán) 程序，設(shè)定 90 °C 濕熱滅菌流程，可在腔體內(nèi)自動運行，無需拆卸內(nèi)部探頭或部件。用戶只需啟動程序，控制器自動完成加熱、維持與冷卻階段。該自動化消毒流程顯著減少人工操作與誤差風(fēng)險。
二、過程自動化與運行智能化
1. 自動恢復(fù)機制
在開門、操作樣本或環(huán)境擾動（如溫度、濕度、氣體濃度波動）后，系統(tǒng)自動啟動恢復(fù)機制：加熱、加濕、補 CO?／O?，全由控制器調(diào)節(jié)，無需人工干預(yù)?？焖倩謴?fù)能力是自動化的重要體現(xiàn)。
2. 局部門結(jié)構(gòu)與分區(qū)控制
240i 可選配三門或六門內(nèi)玻璃隔離門設(shè)計，使用戶在操作時僅打開部分隔室。系統(tǒng)根據(jù)門開狀態(tài)自動判斷需要修正的區(qū)域參數(shù)，而不整體調(diào)整，有助于減少不必要的能源或氣體補償調(diào)節(jié)。這種分區(qū)操作配合自動調(diào)節(jié)策略，是自動化設(shè)計中的一環(huán)。
3. 趨勢監(jiān)控與自動報警
系統(tǒng)自動記錄溫度、CO?（或 O?）、濕度的歷史趨勢，并在發(fā)現(xiàn)異常時觸發(fā)報警提示。觸控界面可查看曲線、日志、事件記錄等。通過報警（聲光或外部接口）提醒用戶，減少監(jiān)測盲區(qū)。
4. 數(shù)據(jù)輸出與通信接口
240i 提供標準 RS-232 通信接口，用于與實驗室信息系統(tǒng)（LIMS）、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或上位機連接。通過自動導(dǎo)出運行數(shù)據(jù)、報警記錄等，可實現(xiàn)儀器與實驗室管理系統(tǒng)的聯(lián)動自動化。
此外，在部分型號中還支持云監(jiān)控模塊（如 DeviceLink HUB），可將監(jiān)控數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)推送給用戶，支持遠程報警與狀態(tài)監(jiān)控。
三、集成能力與擴展自動化
1. O? 控制模塊（三氣體擴展）
作為可選功能，240i 可以支持 O? 控制模塊，將設(shè)備轉(zhuǎn)為 tri-gas（CO? + O? + N?）系統(tǒng)。在啟動此模塊后，氧氣濃度控制納入自動系統(tǒng)，通過自動校準、反饋控制與監(jiān)測器維持設(shè)定氧氣濃度。
該擴展使培養(yǎng)箱能夠自動應(yīng)對更復(fù)雜的氣體控制需求，適用于低氧或高氧培養(yǎng)條件的無人工強制干預(yù)環(huán)境。
2. 設(shè)備級聯(lián)網(wǎng)與集中管理
配合 DeviceLink HUB 等聯(lián)網(wǎng)模塊，240i 可納入集中監(jiān)控平臺。用戶可通過網(wǎng)絡(luò)界面實時查看多個培養(yǎng)箱的狀態(tài)、報警記錄，并接收遠程通知。這樣就能實現(xiàn)多臺儀器的集中自動化管理與運維。
3. 模塊化結(jié)構(gòu)便于維護自動化
設(shè)備內(nèi)部組件（如風(fēng)扇、電路板、傳感器探頭、托架、水箱等）設(shè)計為模塊化、可插拔結(jié)構(gòu)。這樣在維護或更換部件時，用戶 / 服務(wù)人員可更加快速、自動化地進行替換，而不干擾主系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
此外，在消毒周期中無需人工拆卸探頭等部件，就可進行自動滅菌流程，這一設(shè)計是維護自動化的體現(xiàn)。
4. 樣本接入 / 取出自動化潛力
雖然 240i 本身主要是環(huán)境控制設(shè)備，不含樣本輸送機械臂或自動移栽系統(tǒng)，但其隔離門設(shè)計和分區(qū)控制為自動操作搭建基礎(chǔ)。如果在未來或定制系統(tǒng)中，配合自動操作臺、輸送裝置、機器人手臂等接口，可以構(gòu)建從樣本入箱—培養(yǎng)—取出全流程自動化系統(tǒng)。
四、自動化優(yōu)勢、局限與未來方向
優(yōu)勢總結(jié)
減少人工干預(yù)：絕大多數(shù)調(diào)節(jié)、恢復(fù)、報警、消毒過程自動化，提高操作效率與穩(wěn)定性。
提高穩(wěn)定性與重現(xiàn)性：自動化控制減少人為誤差，使培養(yǎng)條件更可控、更一致。
運維效率提升：自動消毒、自動氣源切換、數(shù)據(jù)記錄與報警機制減輕日常監(jiān)控負擔(dān)。
便于系統(tǒng)整合：通信接口、聯(lián)網(wǎng)模塊、分區(qū)門設(shè)計等為集群管理與自動化整合提供條件。
局限性與挑戰(zhàn)
樣本處理不自動：箱內(nèi)溫度/氣體控制雖高度自動化，但樣本裝載與取出仍需人工或外部自動化系統(tǒng)配合。
自動化擴展成本：增加聯(lián)網(wǎng)模塊、機器人接口、自動樣本傳輸系統(tǒng)等，可能增加成本與系統(tǒng)復(fù)雜性。
故障自動恢復(fù)能力受限：若遇嚴重故障（如電源故障、部件損壞），仍需人工干預(yù)修復(fù)。
自動控制策略優(yōu)化空間：在高頻開門、環(huán)境擾動劇烈的實驗室環(huán)境下，自動調(diào)節(jié)策略可能仍需人工校正或優(yōu)化。
未來自動化發(fā)展方向
集成樣本操作模塊：將培養(yǎng)箱與自動移液器、機械臂、輸送系統(tǒng)等聯(lián)動，實現(xiàn)從上樣、培養(yǎng)、取樣的閉環(huán)自動化。
自學(xué)習(xí)控制算法：基于機器學(xué)習(xí)或自適應(yīng)控制策略，逐漸優(yōu)化加熱、濕度與氣體補償策略，以適應(yīng)不同使用環(huán)境和操作模式。
云端大數(shù)據(jù)管理：通過聯(lián)網(wǎng)模塊將運行數(shù)據(jù)上傳至云端平臺，進行跨地域監(jiān)控、故障預(yù)測與遠程診斷。
智能故障自恢復(fù)：具備部分故障自動切換或備用方案（如備用傳感器、備用加熱模塊），提升自主恢復(fù)能力。
標準接口兼容性：提供標準通信協(xié)議與 API 接口，使其能夠無縫接入第三方自動化系統(tǒng)或?qū)嶒炇易詣踊脚_。
總結(jié)
Heracell 240i 在自動化程度方面表現(xiàn)較為先進：其自動控制系統(tǒng)、智能觸控界面、閉環(huán)反饋機制、自動消毒、自切換氣源、聯(lián)網(wǎng)能力等構(gòu)成了一個高度自動化與智能化的環(huán)境控制平臺。雖然其本身不包括樣本自動處理模塊，但在未來與外部自動系統(tǒng)整合下，具備成為更全面自動化培養(yǎng)平臺的潛力。其設(shè)計既提升實驗室操作效率，也為后續(xù)更高層級自動化系統(tǒng)鋪設(shè)基礎(chǔ)。
