【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御対象に対して温度制御を行なうための温度制御システム、及びそれを用いた分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に温度制御は、種々の分野で行なわれている。例えば、ビルや工場といった建物では、部屋毎に温度の制御が行なわれている。また、射出成形機や押し出し成形機等の各種の成型加工機、化学プラント、半導体製造装置等においては、使用する材料や工程に合わせて温度が制御されている。
【０００３】
更に、医療の分野では、免疫分析装置や生化学分析装置といった種々の分析装置が用いられており、このような分析装置においては、分析精度の向上を図るため厳密な温度制御が行なわれている。また、近年の遺伝子研究においては遺伝子検出装置に代表される分析装置が利用されている。遺伝子検出装置は、遺伝子を増幅させてこれを検出するものであり、この遺伝子検出装置においては、遺伝子の増幅が行なわれる反応セルで厳密な温度制御が行なわれている（例えば特許文献１参照。）。
【０００４】
上述した温度制御は、通常、制御が容易な点からＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）と温度センサとを用いて行なわれている。図５は従来の温度制御システムの一例を概略的に示すブロック図である。図５に示す温度制御システムは、成形加工機、化学プラント、医療用の分析装置といった、複数の制御対象に対して温度制御を行なう必要がある装置や設備に用いられるシステムである。
【０００５】
図５に示すように、この温度制御システムでは、制御対象２３毎に、加熱器２２と温度センサ２４が設置される。また、加熱器２２はＣＰＵ２１から出力された動作信号によって動作を行い、温度センサ２４からの検知信号はＣＰＵ２１へと出力される。このため、複数の制御対象２３毎に、ＣＰＵ２１によるフィードバック制御が行なわれる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−９２５９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５に示す温度制御システムを、例えば上述した医療用の分析装置に用いる場合では、ＣＰＵ２１は、加熱器２２以外のモーターや測定機器等の操作（図５中で示す「操作１〜操作３」）２５を行なう必要があり、温度制御以外の制御にも利用される。また、成形加工機に用いる場合では、ＣＰＵ２１はスクリューや駆動装置等の操作２５を行なう必要があり、この場合も温度制御以外の制御に利用される。
【０００８】
このため、図５に示す温度制御システムでは、ＣＰＵ２１には大きな負荷がかかると言え、演算が間に合わずに設定温度を維持できない場合がある。また、このような大きな負荷がかかった状態においては、外乱の重なりによってバグが生じるおそれがあり、これによって設定温度が維持できない場合もある。
【０００９】
また、図５では、温度制御の対象が複数である場合について説明しているが、温度制御の対象が一つである温度制御システムであっても、ＣＰＵが温度制御以外の多数の処理を行なう態様であれば、上記した設定温度を維持できないという問題が生じる場合がある。
【００１０】
一方、上記の問題は、演算速度が速いＣＰＵを用いることや、ＣＰＵを複数個用いてシステムを分散型とすることによって解決できるとも考えられる。しかしながら、この場合においては、システムのコストが上昇するという新たな問題が生じてしまう。
【００１１】
本発明の目的は、上記問題を解決し、ＣＰＵの負荷が大きい状況下においても、複数の制御対象に対して最適な温度制御を行ない得る温度制御システム、及びそれを用いた分析装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の温度制御システムは、制御対象の目標温度を設定するＣＰＵと、制御対象に対して加熱及び冷却のうち少なくとも一方を行なう温度可変手段と、制御対象の温度を検知して信号を出力する温度センサと、制御回路と、ＣＰＵで設定された目標温度を制御回路に出力する目標温度出力手段とを有し、制御回路は、ＣＰＵで設定された目標温度を目標値とし、温度センサからの信号に基づいて温度可変手段を操作して、制御対象の温度を制御することに特徴がある。
【００１３】
このため、本発明の温度制御システムによれば、ＣＰＵは目標温度の設定のみを行なえば良く、温度制御のためのフィードバック制御は制御回路によって行なわれるため、ＣＰＵにかかる負荷を軽減することができる。
【００１４】
上記の本発明の温度制御システムは、特に制御対象が複数ある場合に有効である。この場合、ＣＰＵは制御対象毎に目標温度の設定を行ない、少なくとも温度可変手段、温度センサ及び制御回路は、制御対象毎に備えられる。
【００１５】
また、上記の本発明の温度制御システムにおいては、目標温度出力手段は、ＣＰＵで設定された目標温度をアナログ信号に変換して制御回路に対して出力するＤＡコンバータであるのが好ましい。この場合、制御回路は、目標温度出力手段で変換されたアナログ信号と温度センサからの信号とから求められる偏差信号に基づいて温度可変手段を操作して、制御対象の温度を制御する態様であるのが好ましい。
【００１６】
更に、上記の本発明の温度制御システムは、制御対象が、分析装置の反応セルである場合に好ましく用いることができる。なお、分析装置としては、ＰＣＲ（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ ｃｈａｉｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ）法に代表される様々な遺伝子増幅法を適用した遺伝子検出装置があり、通常、これらの装置においては反応セルの温度制御が必要となる。また、遺伝子の検出は、反応セル中に光を照射し、反応セル中の濁度や蛍光プローブの蛍光を検出することにより行なうことが一般的である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の温度制御システムの一例について、図１〜図４を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、本発明の温度制御システムの一例を概略的に示すブロック図である。図１に示すように、本発明の温度制御システムは、複数の制御対象６に対してそれぞれ別個に温度制御を行なうためのシステムである。本例では、本発明の温度制御システムは、遺伝子検出装置の反応セルの温度制御に用いられており、制御対象６は反応セルである。また、制御対象６となる反応セルの数は１６個である。なお、本例では制御対象６は複数あるが、本発明の温度制御システムは制御対象６が一つである場合にも有効である。
【００１９】
また、図１に示すように、本発明の温度制御システムは、制御対象６毎に目標温度の設定を行なうＣＰＵ１と、制御対象６に対して加熱を行なう温度可変手段２と、制御対象６の温度を検知して信号を出力する温度センサ３と、制御回路４と、ＣＰＵ１で設定された目標温度を制御回路４に出力する目標温度出力手段５とで構成されている。本例では、各構成要素のうち、ＣＰＵ１は単一であるのに対し、温度可変手段２、温度センサ３、制御回路４及び目標温度出力手段５は、制御対象６毎に備えられている。
【００２０】
各制御回路４は、各目標温度出力手段５によって出力された制御対象６毎の目標温度を目標値として、温度センサ６からの信号に基づいて、温度可変手段２を操作する。これにより、各制御対象６の温度が制御される。
【００２１】
このように、本発明の温度制御システムにおいては、ＣＰＵ１は制御対象６毎の目標温度を設定するだけであり、制御対象６に対するフィードバック制御は制御回路４によって行なわれる。このため、本発明の温度制御システムによれば、従来に比べて、温度制御によってＣＰＵ１にかかる負荷を軽減することができる。また、ＣＰＵ１の演算が間に合わずに設定温度が維持できないという問題や、外乱によって設定温度が維持できないという問題の発生も抑制できる。更に、一旦制御回路４に目標温度が出力されれば、ＣＰＵ１にバグが発生しても最適な温度制御を行なうことができる。
【００２２】
なお、遺伝子検出装置では、反応セルに光源から光を照射し、反応セルの透過光や反射光、蛍光プローブの蛍光を受光することによって、目的の遺伝子の検出が行なわれる。このため、本例では、ＣＰＵ１には、光源点灯回路７、受光回路８、モーター駆動回路９及び各種センサ１０を操作すること、更にキーボード等の入力手段１１から入力された情報の処理や、検出結果の表示手段１２への表示を行なうこと等が要求されている。つまり、本例において、温度制御のためのフィードバック制御をＣＰＵ１で行なうとすると、ＣＰＵ１にかかる負荷は極めて大きいと言える。図１において示す「ｋ」、「ｌ」、「ｍ」及び「ｎ」は、任意の自然数である。
【００２３】
また、本例において、ＣＰＵ１による目標温度の設定は、ＣＰＵ１に接続されたメモリや記録装置（共に図示せず）に予め格納されている目標温度を読み出すことによって行なわれる。なお、目標温度の設定は、本発明の温度制御システムの用途に応じて行なえば良い。本例では、本発明の温度制御システムが遺伝子検出装置に用いられており、制御対象６が遺伝子検出装置の反応セルであるため、遺伝子検出装置で採用されている遺伝子の増幅方法に最適となるように、目標温度が設定される。
【００２４】
具体的には、遺伝子増幅がＰＣＲ法によって行なわれる場合は、ＣＰＵ１は目標温度を９４℃に設定する信号を出力し、その数１０秒後に目標温度を６０℃に設定する信号を出力する。更にＣＰＵ１は、その数１０秒後に目標温度を７２℃に設定する信号を出力し、このサイクルを複数回繰り返し行う。この後、ＣＰＵ１は、光源点灯回路７、受光回路８、モーター駆動回路９及び各種センサ１０を操作して、遺伝子の検出を行う。
【００２５】
本例では、温度可変手段２としては、制御対象６に対して加熱のみを行なう加熱手段が用いられている。具体的には加熱手段はヒータである。なお、本発明において、加熱手段はこれに限定されず、例えば、ペルチェ素子等であっても良い。
【００２６】
更に、本発明においては、必要に応じて、温度可変手段２として、制御対象６に対して冷却を行なう冷却手段を用いることもできる。また、温度可変手段２は、加熱手段と冷却手段との両方であっても良い。冷却手段としては、冷却ファン、ペルチェ素子等が挙げられる。
【００２７】
ここで、目標温度出力手段及び制御回路について具体的に説明する。図２は、図１に示す目標温度出力手段及び制御回路を具体的に示すブロック図である。図３は、図２に示す制御回路の回路図である。
【００２８】
図２に示すように、本例では、目標温度出力手段５は、ＣＰＵ１で設定された目標温度をアナログ信号に変換して制御回路４に入力するＤＡ（ｄｉｇｉｔａｌ ａｎａｌｏｇ） コンバータである。なお、本例では、目標温度出力手段５も制御回路４と同様に制御対象６毎に備えられているが、目標温度出力手段５の数は、単一であっても良いし、幾つかの制御回路４に対して一つであっても良い。また、目標温度出力手段５がＤＡコンバータである場合は、ＣＰＵに内蔵されていても良い。更に、本発明において、目標温度出力手段５は、ＤＡコンバータに限定されるものではなく、例えば電子ボリューム等を用いることもできる。
【００２９】
また、図２及び図３に示すように、制御回路４は、偏差検出回路１３と、加算回路１４と、積分・微分回路１５と、比例制御信号出力回路１６と、発信回路１７とで構成されている。このため、制御回路４においては、目標温度出力手段（ＤＡコンバータ）５で変換されたアナログ信号と温度センサ３からの信号とから求められる偏差信号に基づいてＰＩＤ制御が行なわれる。なお、本発明において、制御回路４の構成は、図２及び図３に示すものに限定されるものではない。
【００３０】
具体的には、温度センサ３と目標温度出力手段５とから信号（Ｓ５及びＳ６）が出力されると、偏差検出回路１３は、これら二つの信号に基づいて偏差信号Ｓ１を作成し、これを加算回路１４と積分・微分回路１５とに出力する。積分・微分回路１５は、偏差信号Ｓ１に基づいて積分制御及び微分制御を行なう。これにより作成された信号Ｓ２は加算回路１４へと出力される。
【００３１】
加算回路１４は、偏差信号Ｓ１と信号Ｓ２とを加算して信号Ｓ３を作成し、これを比例制御信号出力回路１６へと出力する。信号Ｓ３は、比例制御信号出力回路１６において、発信回路１７によってパルス信号Ｓ４に変換される。パルス信号Ｓ４は、図３に示すようにフォトカプラを介して、温度可変手段（ヒータ）２へと出力される。この結果、温度可変手段（ヒータ）が駆動される。
【００３２】
このように、本発明の温度制御システムにおいて、制御回路４は電気回路によって構成される。このため、本発明の温度制御システムを用いれば、ＣＰＵの数を増加させる場合や処理速度の高いＣＰＵを用いる場合に比べて、コストの低減を図ることができる。
【００３３】
図４は、図１〜図３に示す本発明の温度制御システムの動作を示す流れ図である。なお、以下の図４の説明においては、図１〜図３を適宜参酌する。図４に示すように、最初に、ＣＰＵ１により目標温度の設定が行なわれる（ステップＳ１１）。次に、目標温度出力手段（ＤＡコンバータ）５により、目標温度をアナログ信号に変換して作成された制御信号が出力される（ステップＳ１２）。次いで、制御回路４を構成する偏差検出回路１３によって、偏差が検出される（ステップＳ１３）。
【００３４】
次に、制御回路４を構成する積分・微分回路１５及び加算回路１４によって、ＰＩＤ制御が行なわれ（ステップＳ１４）、更に、比例制御信号出力回路１６から出力されたパルス信号Ｓ４によって、ヒータ２が駆動される（ステップＳ１５）。その後、温度センサ３によって制御対象６の温度が検知され、温度センサ３から偏差検出回路１３へと信号Ｓ５が出力される（ステップＳ１６）。ステップＳ１３〜ステップＳ１６は、ＣＰＵ１から新たな指令があるまで繰り返し行なわれる。
【００３５】
このように、本発明においては、ＣＰＵ１は最初に目標温度の設定を行なうだけであり、制御対象６の温度制御ためのフィードバック制御は、電気回路で構成された制御回路４のみによって行なわれる。ＣＰＵ１は、従来のように、温度センサからの出力信号を処理する必要がないため、ＣＰＵ１における負荷は軽減されると言える。
【００３６】
図１〜図４では、遺伝子検出装置に代表される分析装置に、本発明の温度制御システムを用いた例が示されている。但し、本発明の温度制御システムは、このような分析装置だけではなく、ビルや工場といった建物、成形加工機や半導体製造装置といった工業用機械、化学プラント、測定装置等の温度制御が求められる装置や設備であれば限定なく適用できる。特に、本発明の温度制御システムは、ＣＰＵが温度制御以外に多数の処理を行なう必要がある装置や設備に好ましく適用できる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の温度制御システムによれば、ＣＰＵに大きな負荷をかけることなく、制御対象に対して温度制御を行なうことができる。このため、ＣＰＵの演算の遅延や外乱によって設定温度が維持できなくなるのを回避することができる。また、ＣＰＵに高度の処理能力が要求されず、電気回路が多用されるため、システム全体のコストの低減を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の温度制御システムの一例を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１に示す目標温度出力手段及び制御回路を具体的に示すブロック図である。
【図３】図２に示す制御回路の回路図である。
【図４】図１〜図３に示す本発明の温度制御システムの動作を示す流れ図である。
【図５】従来の温度制御システムの一例を概略的に示すブロック図である。
【符号の説明】
１ ＣＰＵ
２ 温度可変手段
３ 温度センサ
４ 制御回路
５ 目標温度出力手段
６ 制御対象
７ 光源点灯回路
８ 受光回路
９ モーター駆動回路
１０ 各種センサ
１１ 入力手段
１２ 表示手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a temperature control system for performing temperature control on a control target, and an analyzer using the same.
[0002]
[Prior art]
Generally, temperature control is performed in various fields. For example, in buildings such as buildings and factories, temperature control is performed for each room. Further, in various molding machines such as an injection molding machine and an extrusion molding machine, a chemical plant, a semiconductor manufacturing apparatus and the like, the temperature is controlled in accordance with a material and a process to be used.
[0003]
Furthermore, in the medical field, various analyzers such as immunoanalyzers and biochemical analyzers are used, and in such analyzers, strict temperature control is performed in order to improve analysis accuracy. . In recent genetic research, an analyzer represented by a gene detector has been used. The gene detection device amplifies a gene and detects it. In this gene detection device, strict temperature control is performed in a reaction cell in which the gene is amplified (for example, see Patent Document 1). ).
[0004]
The above-described temperature control is usually performed using a CPU (central processing unit) and a temperature sensor in terms of easy control. FIG. 5 is a block diagram schematically showing an example of a conventional temperature control system. The temperature control system shown in FIG. 5 is a system used for devices and equipment that need to perform temperature control on a plurality of control targets, such as a molding machine, a chemical plant, and a medical analyzer.
[0005]
As shown in FIG. 5, in this temperature control system, a heater 22 and a temperature sensor 24 are provided for each control target 23. The heater 22 operates according to the operation signal output from the CPU 21, and the detection signal from the temperature sensor 24 is output to the CPU 21. Therefore, the feedback control by the CPU 21 is performed for each of the plurality of control targets 23.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-11-9259
[Problems to be solved by the invention]
However, when the temperature control system shown in FIG. 5 is used in, for example, the above-described medical analyzer, the CPU 21 operates the motors and measurement devices other than the heater 22 (“operation 1 to operation shown in FIG. 5”). 3)) 25, which is also used for control other than temperature control. When used in a molding machine, the CPU 21 needs to perform an operation 25 such as a screw and a driving device, and this case is also used for control other than temperature control.
[0008]
For this reason, in the temperature control system shown in FIG. 5, it can be said that a large load is applied to the CPU 21, and there is a case where the set temperature cannot be maintained because the calculation is not in time. In a state where such a large load is applied, there is a possibility that a bug may occur due to overlapping of disturbances, so that the set temperature may not be maintained.
[0009]
FIG. 5 illustrates a case in which there are a plurality of temperature control targets. However, even in a temperature control system in which there is only one temperature control target, the CPU performs many processes other than temperature control. In the case of the embodiment, there may be a problem that the above-mentioned set temperature cannot be maintained.
[0010]
On the other hand, it is considered that the above problem can be solved by using a CPU having a high operation speed or by using a plurality of CPUs to form a distributed system. However, in this case, there is a new problem that the cost of the system increases.
[0011]
An object of the present invention is to solve the above problems and provide a temperature control system capable of performing optimum temperature control on a plurality of control targets even under a heavy load on a CPU, and an analyzer using the same. It is in.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a temperature control system according to the present invention includes: a CPU that sets a target temperature of a control target; a temperature variable unit that performs at least one of heating and cooling on the control target; A temperature sensor that detects and outputs a signal; a control circuit; and a target temperature output unit that outputs a target temperature set by the CPU to the control circuit. It is characterized in that the temperature of the control object is controlled by operating the temperature variable means based on a signal from the temperature sensor as a value.
[0013]
Therefore, according to the temperature control system of the present invention, the CPU only needs to set the target temperature, and the feedback control for the temperature control is performed by the control circuit, so that the load on the CPU can be reduced. .
[0014]
The above-described temperature control system of the present invention is particularly effective when there are a plurality of control targets. In this case, the CPU sets a target temperature for each control target, and at least a temperature variable unit, a temperature sensor, and a control circuit are provided for each control target.
[0015]
In the above-described temperature control system of the present invention, the target temperature output means is preferably a DA converter that converts a target temperature set by the CPU into an analog signal and outputs the analog signal to a control circuit. In this case, the control circuit controls the temperature of the control target by operating the temperature variable unit based on a deviation signal obtained from the analog signal converted by the target temperature output unit and a signal from the temperature sensor. Is preferred.
[0016]
Further, the above-described temperature control system of the present invention can be preferably used when the control target is a reaction cell of an analyzer. In addition, as an analyzer, there is a gene detector to which various gene amplification methods represented by a PCR (polymerase chain reaction) method are applied, and these devices usually require temperature control of a reaction cell. In general, the gene is detected by irradiating the reaction cell with light and detecting the turbidity in the reaction cell and the fluorescence of the fluorescent probe.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an example of the temperature control system of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0018]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an example of the temperature control system of the present invention. As shown in FIG. 1, the temperature control system of the present invention is a system for individually performing temperature control on a plurality of controlled objects 6. In this example, the temperature control system of the present invention is used for controlling the temperature of a reaction cell of a gene detection device, and the control target 6 is a reaction cell. The number of reaction cells to be controlled 6 is 16. In this example, there are a plurality of control targets 6, but the temperature control system of the present invention is also effective when the number of control targets 6 is one.
[0019]
As shown in FIG. 1, the temperature control system of the present invention includes a CPU 1 for setting a target temperature for each control target 6, a temperature variable unit 2 for heating the control target 6, It comprises a temperature sensor 3 for detecting a temperature and outputting a signal, a control circuit 4, and a target temperature output means 5 for outputting a target temperature set by the CPU 1 to the control circuit 4. In this example, among the components, the CPU 1 is single, but the temperature variable unit 2, the temperature sensor 3, the control circuit 4, and the target temperature output unit 5 are provided for each control target 6.
[0020]
Each control circuit 4 operates the temperature varying means 2 based on a signal from the temperature sensor 6 with the target temperature for each control target 6 output by each target temperature output means 5 as a target value. Thereby, the temperature of each control target 6 is controlled.
[0021]
As described above, in the temperature control system of the present invention, the CPU 1 only sets the target temperature for each control target 6, and the feedback control for the control target 6 is performed by the control circuit 4. Therefore, according to the temperature control system of the present invention, the load on the CPU 1 can be reduced by the temperature control as compared with the related art. In addition, it is possible to suppress the problem that the set temperature cannot be maintained because the calculation of the CPU 1 cannot be performed in time, and the problem that the set temperature cannot be maintained due to disturbance. Further, once the target temperature is output to the control circuit 4, even if a bug occurs in the CPU 1, optimal temperature control can be performed.
[0022]
In the gene detection device, the target gene is detected by irradiating the reaction cell with light from a light source and receiving the transmitted light or reflected light of the reaction cell and the fluorescence of the fluorescent probe. For this reason, in this example, the CPU 1 operates the light source lighting circuit 7, the light receiving circuit 8, the motor driving circuit 9, and the various sensors 10, and further processes and detects information input from the input means 11 such as a keyboard. It is required to display the result on the display means 12 and the like. That is, in this example, if feedback control for temperature control is performed by the CPU 1, it can be said that the load on the CPU 1 is extremely large. “K”, “l”, “m” and “n” shown in FIG. 1 are arbitrary natural numbers.
[0023]
In this example, the setting of the target temperature by the CPU 1 is performed by reading the target temperature stored in advance in a memory or a recording device (both not shown) connected to the CPU 1. The setting of the target temperature may be performed according to the use of the temperature control system of the present invention. In this example, the temperature control system of the present invention is used in a gene detection device, and the control target 6 is a reaction cell of the gene detection device, which is optimal for a gene amplification method employed in the gene detection device. Thus, the target temperature is set.
[0024]
Specifically, when the gene amplification is performed by the PCR method, the CPU 1 outputs a signal for setting the target temperature to 94 ° C., and outputs a signal for setting the target temperature to 60 ° C. several tens seconds after that. Further, after several tens of seconds, the CPU 1 outputs a signal for setting the target temperature to 72 ° C., and repeats this cycle a plurality of times. Thereafter, the CPU 1 operates the light source lighting circuit 7, the light receiving circuit 8, the motor driving circuit 9, and the various sensors 10 to detect the gene.
[0025]
In this example, as the temperature variable means 2, a heating means for heating only the control target 6 is used. Specifically, the heating means is a heater. In the present invention, the heating means is not limited to this, and may be, for example, a Peltier element or the like.
[0026]
Further, in the present invention, a cooling means for cooling the controlled object 6 can be used as the temperature variable means 2 if necessary. Further, the temperature varying means 2 may be both a heating means and a cooling means. Examples of the cooling means include a cooling fan and a Peltier element.
[0027]
Here, the target temperature output means and the control circuit will be specifically described. FIG. 2 is a block diagram specifically showing the target temperature output means and the control circuit shown in FIG. FIG. 3 is a circuit diagram of the control circuit shown in FIG.
[0028]
As shown in FIG. 2, in this example, the target temperature output means 5 is a DA (digital analog) converter that converts the target temperature set by the CPU 1 into an analog signal and inputs the analog signal to the control circuit 4. In this example, the target temperature output means 5 is provided for each control target 6 similarly to the control circuit 4. However, the number of the target temperature output means 5 may be one or some. One control circuit may be provided. If the target temperature output means 5 is a DA converter, it may be built in the CPU. Furthermore, in the present invention, the target temperature output means 5 is not limited to a DA converter, but may use an electronic volume, for example.
[0029]
As shown in FIGS. 2 and 3, the control circuit 4 includes a deviation detection circuit 13, an addition circuit 14, an integration / differentiation circuit 15, a proportional control signal output circuit 16, and a transmission circuit 17. ing. Therefore, in the control circuit 4, PID control is performed based on a deviation signal obtained from the analog signal converted by the target temperature output means (DA converter) 5 and the signal from the temperature sensor 3. In the present invention, the configuration of the control circuit 4 is not limited to those shown in FIGS.
[0030]
Specifically, when signals (S5 and S6) are output from the temperature sensor 3 and the target temperature output means 5, the deviation detection circuit 13 creates a deviation signal S1 based on these two signals, and outputs the deviation signal S1. The signal is output to the adding circuit 14 and the integrating / differentiating circuit 15. The integration / differentiation circuit 15 performs integration control and differentiation control based on the deviation signal S1. The signal S2 created in this way is output to the adding circuit 14.
[0031]
The adding circuit 14 adds the deviation signal S1 and the signal S2 to generate a signal S3, and outputs the signal S3 to the proportional control signal output circuit 16. The signal S3 is converted into a pulse signal S4 by the transmission circuit 17 in the proportional control signal output circuit 16. The pulse signal S4 is output to a temperature varying unit (heater) 2 via a photocoupler as shown in FIG. As a result, the temperature varying means (heater) is driven.
[0032]
As described above, in the temperature control system of the present invention, the control circuit 4 is configured by an electric circuit. Therefore, the use of the temperature control system of the present invention makes it possible to reduce costs as compared with a case where the number of CPUs is increased or a case where a CPU with a high processing speed is used.
[0033]
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the temperature control system of the present invention shown in FIGS. In the following description of FIG. 4, FIGS. 1 to 3 are appropriately referred to. As shown in FIG. 4, first, the CPU 1 sets a target temperature (step S11). Next, the control signal created by converting the target temperature into an analog signal is output by the target temperature output means (DA converter) 5 (step S12). Next, the deviation is detected by the deviation detection circuit 13 constituting the control circuit 4 (step S13).
[0034]
Next, PID control is performed by the integrating / differentiating circuit 15 and the adding circuit 14 constituting the control circuit 4 (step S14). Further, the pulse signal S4 output from the proportional control signal output circuit 16 causes the heater 2 to operate. It is driven (step S15). Thereafter, the temperature of the control target 6 is detected by the temperature sensor 3, and a signal S5 is output from the temperature sensor 3 to the deviation detection circuit 13 (Step S16). Steps S13 to S16 are repeatedly performed until a new command is issued from the CPU 1.
[0035]
As described above, in the present invention, the CPU 1 only sets the target temperature first, and the feedback control for controlling the temperature of the control target 6 is performed only by the control circuit 4 constituted by an electric circuit. Since the CPU 1 does not need to process the output signal from the temperature sensor as in the related art, it can be said that the load on the CPU 1 is reduced.
[0036]
FIGS. 1 to 4 show examples in which the temperature control system of the present invention is used in an analyzer represented by a gene detector. However, the temperature control system of the present invention is not limited to such an analysis device, but also a device such as a building such as a building or a factory, an industrial machine such as a molding machine or a semiconductor manufacturing device, a chemical plant, a measuring device, etc. It can be applied without limitation if it is a facility. In particular, the temperature control system of the present invention can be preferably applied to devices and equipment that require the CPU to perform many processes other than temperature control.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the temperature control system of the present invention, it is possible to perform temperature control on a control target without imposing a large load on the CPU. For this reason, it is possible to avoid that the set temperature cannot be maintained due to a delay in calculation of the CPU or a disturbance. Further, since a high processing capability is not required for the CPU and an electric circuit is frequently used, the cost of the entire system can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an example of a temperature control system according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram specifically showing a target temperature output unit and a control circuit shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a circuit diagram of a control circuit shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the temperature control system of the present invention shown in FIGS.
FIG. 5 is a block diagram schematically showing an example of a conventional temperature control system.
[Explanation of symbols]
1 CPU
2 Temperature variable means 3 Temperature sensor 4 Control circuit 5 Target temperature output means 6 Control target 7 Light source lighting circuit 8 Light receiving circuit 9 Motor drive circuit 10 Various sensors 11 Input means 12 Display means
