JP2004226402A - 自動液体サンプル調製を備えるプロセスコントロールシステムに接続されたプロセス分析システム - Google Patents

Abstract

【課題】 プロセスを分析するシステムの提供。
【解決手段】 プロセスを分析するシステムであって：
−プロセスからサンプルを取り出す手段（１００；３００）、
−サンプル調製手段（１０８；３０２、３０４、３０６、３０７、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、３１７、３１８）、
−サンプルを分析する手段（１１２）、
−分析結果（１１４）をプロセスコントロールシステム（１１８、１２０）に送る手段（１０６、１１６）
を有するシステム。
【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明

本発明は、例えば、化学、物理、生物化学、バイオテクノロジーまたは他の工業プロセスである、プロセスのためのモジュール式分析システム、ならびにこれらのプロセスを制御するプロセスコントロールシステムへの対応するコネクション、およびコンピュータプログラム・プロダクトに関する。

（発明の背景）
従来、プロセス（例えば化学製品の製造）をモニターするために、サンプルを定期的にプロセスから取り出して分析することが知られている。このために、これまで多くの場合において、研究助手または技術者は、手でサンプルを取り出す必要があった。一般に、そのようなサンプルは直ちに分析することができず、例えばクロマトグラフ、質量分析検出または他の種類の分析装置を用いて、実際の分析を行うことができるようになる前にサンプル調製が必要である。この場合において、例えば、ガスクロマトグラフまたは高性能液体クロマトグラフ（ＨＰＬＣ）をクロマトグラフとして使用してよい。分析結果はそれから、研究助手からプロセスコントロールシステムの管理者に報告され、それにより、管理者は必要であれば適当な修正をプロセスコントロールシステムに入力することができる。

サンプル調製を行うために研究助手に必要とされる手作業の工程は、非常に広範囲に及ぶ場合がある。これを助けるために、自動サンプル調製システムがクロマトグラフィー（例えばＨＰＬＣ）用のサンプル調製のために開発されてきた。Laborpraxis、Wuerzburg、１９９０、１４、１１、９３６「ＨＰＬＣにおける自動サンプル調製」Wolfgang Vogelは、ＨＰＬＣのためのそのような自動サンプル調製システムを開示している。システムは完全に自動的である希釈シリーズ（または一連の希釈）、システム性能テスト、マルチポイント較正、標準添加、およびプレカラム誘導体化を実施する。これらは、通常、研究助手が行う。サンプル調製の後、サンプルはそれから液体クロマトグラフィーにより検査される。

さらに、自動サンプル調製に関する対応するシステムが、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ａ、７３０（１９９６）、第３９〜４６頁の「高性能液体クロマトグラフィーによるシェリー酒中のポリフェノール化合物の測定における予備工程としてのサンプル調製の自動化」（Ｄ．Ａ．Ｇｕｉｌｌｅｎら）、およびＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、第１７巻、第１号（１９９５年１月−２月）、第２１〜２４頁の「自動サンプル調製および分析のためのＰＣで制御されたモジュールシステム」（Ｏｅｓｔｅｎ Ｅｉｎａｒｓｓｏｎ）に開示されている。

それらの既に公知のサンプル調製システムに共通の短所は、それらがクロマトグラフィー用のサンプルの調製にのみ適していることである。したがって、そのような自動サンプル調製システムは他の分析方法に柔軟に使用できず、むしらクロマトグラフィー専用に使用できるものである。他の不都合な点は、分析すべきサンプルを手でプロセスから取りだし、サンプル調製に送る必要があることである。別の不都合な点は、分析結果が主として情報的な性質を有し、プロセスの制御に直接的に使用されないことである。したがって、本発明の目的は、改良されたプロセス分析システム、ならびにプロセスを制御する改良された方法およびコンピュータプログラム・プロダクトを提供することである。

（発明の概要）
本発明は、上流側で液体サンプル調製を行うサンプル分析をプロセスコントロールシステムに完全に自動的に組み込むことを許容する、分析システムを提供する。このために、サンプルは自動的にプロセスから適当なデバイスによって取り出される。取り出されたサンプルは自動サンプル調製（または調製装置）により処理されてから、分析される。分析結果はそれから例えばフィールド・バス（ｆｉｅｌｄ ｂｕｓ）を経由してプロセスコントロールシステムに送られる。それからプロセスコントロールシステムはプロセスを適切に調節することができる。したがって、本発明は、サンプル調製および分析をプロセスコントロールシステムの一体化した一部として、オンラインで実施することを可能にする。

（詳細な説明）
分析のためのサンプルを調製するために必要とされる工程は、自動サンプル調製によって実施される。採用される分析方法に応じて、これらは例えば以下の工程を含む：
−ライン、バルブおよびカラムの閉塞を防止するために、サンプルを濾過する工程；
−サンプルを１または複数の溶媒で希釈する工程；この場合、希釈は１または複数の工程で実施される。それにより、サンプルの濃度は、使用される分析装置の測定範囲にされる。例えばマルチポイント較正を行うために、異なる濃度の希釈系が特に可能である。
−内部標準の添加工程；それにより、得られたものの評価が容易になり、多くの場合においてより正確な結果が得られる。
−分析のために適当な温度を得るために、サンプルを冷却する又は熱的に調整する工程；これは、粘度に起因して問題を生じ、例えば加熱したときのみに適切に測定され得る物質、ならびに感熱性の物質に関して特に必要である。
−望ましくない揮発性成分を除去するために、サンプルをガスでストリッピングする工程；
−サンプルをガスでストリッピングし、気相で分析する工程；例えば廃水からの揮発性成分はそれにより測定され得る。
−適当な溶媒を添加することにより構成物質を抽出する工程；
−例えば存在する他の物質の精製または分離のために、サンプルの構成物質を沈殿（または析出）させる工程；
サンプルをサンプルの分析に適した化学的な形態に変換するために、サンプルを誘導体化する（例えばサンプルのシリル化）工程；例えば、反応性化合物の場合、誘導体化しないと、サンプルがクロマトグラフィーカラムで分解する可能性があるというリスクがある。

本発明の好ましい態様によれば、制御可能なバイパスモジュールが、サンプルをプロセスから取り出すために使用される。バイパスモジュールは自動サンプル調製システムに接続される。これは、サンプルを直接的にバイパスモジュールを経由してプロセスから得ることを可能にし、それを自動的にサンプル調製に送ることを可能にする。

自動サンプル調製の後、調製したサンプルはそれから分析装置（またはアナライザ）に送られる。分析結果はそれから、例えばフィールド・バスを介してプロセスコントロールシステムに送られる。

本発明の好ましい態様によれば、自動サンプル調製装置は、モジュール式で構成され、複数のモジュールを含む。モジュールは、例えば、サンプルバルブ、ビュレット、注入バルブ等であり、それらは互いにラインで接続される。したがって、自動サンプル調製は、コントロールユニットによって、個々のモジュールの適当な操作を通じて実施される。

好ましくは、サンプルをプロセスから取り出すサンプリングユニットならびに分析装置はモジュール式で構成され、ラインを介してサンプル調製モジュールに接続される。これは、サンプルを取り出し、サンプルを調製し、サンプルを分析するための、モジュール式で構成され、一体化されたシステムを与える。このモジュール構造は、自動サンプル調製が種々の分析装置に、多大の出費をせずに適合され得るという利点を、特に有する。

本発明の好ましい態様によれば、このモジュール構造は、システムのコントロールブログラムにもまた反映される。各モジュールのドライバ・ソフトウェアが、システムのコントロールユニットに保存される。コントロール・プログラムはこのドライバ・ソフトウェアにアクセスして、ユーザにより予め決定した作業手順に従って、自動サンプル調製および分析の工程を実施する。

本発明の別の好ましい態様によれば、コントロール・プログラムのプロシージャ（または手順）は、ユーザによって規定され得るパラメータによって確立される。例えば、ユーザは利用できるモジュール、およびそれらにより実施されるアクションを、常套のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）のグラフィカル・ユーザ・インターフェースを介して選択してよい。このように、サンプリング、サンプル調製およびサンプル分析の手順のシーケンスは、表形式のモジュールによって規定され得る。

それから、ＰＣは、このプロシージャを記述するパラメータをエクスポートし、コントロールシステムに送る。そこで、これらのパラメータはコントロール・プログラムのプログラム・プロシージャを確立する。したがって、パラメータはコントロール・プログラムが個々のドライバ・プログラムを読み出す順序を決定するとともに、特定のモジュールに特定のアクションを実施させるためにコントロール・プログラムがドライバ・ソフトウェアに与えるコントロール・パラメータを決定する。

この場合の特別な利点は、コントロール・プログラムのプログラム・プロシージャを確立するために、コンピュータの専門家は必要とされないことである。なぜならば、プログラム・プロシージャはグラフィカル・ユーザ・インターフェースを介して、直観的にモジュールおよび実施すべきアクションを選択することによって入力され得るからである。したがって、特に、研究助手または技術者は、グラフィカル・ユーザ・インターフェースを使用して、彼または彼女が以前手で行った工程を記述することができる。この記述はそれから、コントロール・プログラムのパラメータ化として使用され、それによりコンピュータプログラムはそれぞれ必要とされるドライバ・ソフトウェアに必要な順序でアドレスする。

本発明の好ましい態様によれば、オートメーション・コンポーネント（例えば、シーメンスＡＧのＳｉｍａｔｉｋ Ｓ７コントローラ）がコントロールユニットとして使用される。そのようなオートメーション・コンポーネントは、工業的な環境中で問題無く連続的に使用するように設計されており、したがって、通常のＰＣのように「クラッシュ」しやすいものではない。この場合の特別な利点は、ユーザが手順を入力するために用いるＰＣおよびコントロールユニットを、システムの操作の間、互いの間の接続が断たれるということ、即ち、プログラム・プロシージャを確立するパラメータをＰＣからコントロールユニットに送った後で、ＰＣをコントロールユニットから切断できるということである。したがって、コントロールユニットを、ＰＣから独立して操作することが可能である。

本発明の分析システムは、モジュール構造およびそれにより達成され得る融通性のために、非常に広い範囲のプロセス、特に化学、物理、生物化学、バイオテクノロジー、または他の工業プロセスで使用することができるので、特に好都合である。

本発明の好ましい態様を、図面を参照して以下により詳細に説明する。

図１は、本発明の分析システムの態様のブロック図を示す。分析システムは、サンプル１０２をプロセス１０４から取り出すためのバイパスモジュール１００を有する。バイパスモジュール１００はコントロールユニット１０６に接続されており、コントロールユニット１０６はサンプル１０２をプロセス１０４から取り出すためにバイパスモジュール１００を操作することができる。

バイパスモジュール１００は、サンプル調製システム１０８に接続されており、それによりサンプル１０２はバイパスモジュール１００からサンプル調製システム１０８に移動する。サンプル調製システム１０８は種々のモジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３．．．を含み、各モジュールによって特定の機能が果たされる。

モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３．．．は、サンプルバルブ、ビュレット、注入（または投入）バルブ等であってよい。それらは互いにラインネットワークを介して接続されている。コントロールユニット１０６による、サンプル調製システム１０８の操作、即ち、サンプル調製システムの個々のモジュールの操作を通じて、サンプル１０２は自動サンプル調製に付される。得られる調製されたサンプル１１０はそれからサンプル調製システム１０８から出て、分析装置１１２に入る。分析装置１１２は、例えば、ガスもしくは液体クロマトグラフ、質量分析検出器、またはラマン分光法または近赤外線分光法を実施するための分析装置である。分析装置１１２は、コントロールユニット１０６に、例えばデータファイルの形態で送られる分析結果１１４を生成する。

単一の分析装置１１２に代えて、複数のそのような分析装置がサンプル調製システム１０８に並列回路で接続されていてもよい。

コントロールユニット１１６はバスインターフェース１１６を有し、これを介してコントロールユニット１０６はフィールド・バス１１８に接続される。フィールド・バスは、例えば、プロフィバス（Ｐｒｏｆｉｂｕｓ）または商業イーサネットであってよい。常套の配線（個々のシグナル）またはシリアルインターフェースを介するカップリングがさらにまた可能である。

コントロールユニット１０６は、分析結果１１４またはその一部を、バスインターフェース１１６を介してフィールド・バス１１８にデータ・ストリームの形態で出力し、データ・ストリームはプロセスコントロールシステム１２０のオートメーション・コンポーネントをターゲット・アドレスとして有する。プロセスコントロールシステム１２０の関連するオートメーション・コンポーネントは、必要であればプロセス１０４を調整するために、分析結果を、制御変数として、例えば設定値と比較することにより処理する。

別法として、調整は分析結果をフィールド・バスを介して、分析結果を表示するコントロールパネルに送ることにより実施してよい。分析結果の表示は、分析結果が設定値範囲外にあるときの音による又は光の警告信号と組み合わせてよい。それから、必要であれば、プロセス・パラメータを修正するために、プロセスの調整を、例えばユーザが手でインプットすることにより実施してよい。

別法として、制御はまた、モデルをベースとする自動化されたプロセスコントロールを用いて、即ち、正確なモデル・コンポーネントによる、状態空間、ニューラル・ネットワークまたはハイブリッド・ニューラル・ネットワークでの制御を例えば用いて、実施してよい。

コントロール・ユニット１０６は、プログラム１２２を含み、それは、バイパスモジュール１００の操作によるサンプリング、サンプル調製システム１０８の操作によるサンプル調製、および分析装置１１２の操作によるサンプル分析のプログラム・プロシージャを制御するために用いられる。バイパスモジュール１００、モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３．．．、サンプル調製システム１０８および分析装置１１２を操作するために、プログラム１２２は、それぞれ各モジュールに割り当てられた対応するドライバ・プログラム１２４にアクセスする。プログラム１２２のプログラム・プロシージャは、モジュールの操作の時系列を確立するパラメータ１２６および個々のドライバ・プログラムに与えられるコントロール・パラメータにより確立される。

コントロールユニット１０６にパラメータ１２６を入力するために、コントロールユニット１０６はＰＣインターフェース１２８を有する。コントロールユニット１０６は、ＰＣインターフェース１２８により、ＰＣ１３０に接続できる。ＰＣ１３０はユーザ・インターフェース１３２を有し、それは好ましくはグラフィカル・ユーザ・インターフェースとして構成される。

ユーザはパラメータ１２６をユーザ・インターフェース１３２を介して入力する。この入力を実施した後、対応するファイル１３４がエクスポートされて、ＰＣ１３０からコントロールユニット１０６に送られる。このようにして、コントロールユニット１０６は、プログラム１２２のプロシージャを確立するパラメータを受け取る。ファイル１３４がＰＣ１３０からコントロールユニット１０６に送られた後、ＰＣ１３０とコントロールユニット１０６との間のリンクを切断することができる。これは、コントロールユニット１０６の正常な（または損なわれていない）機能がもはやＰＣ１３０に従属しないという利点を有する。

ユーザはまた、複数の分析装置が並列に接続されている場合に、ユーザインターフェース１３２を介して、分析装置１１２の選択を実施することができる。選択した分析装置１１２に必要なサンプル調製を実施するためのプログラム１２２のプロシージャは、分析装置１１２の選択によって同時に確立される。

さらにまた、同じサンプル調製を種々の分析装置１１２に使用できるようにすることも可能である。この場合、適当な量のサンプルを調製し、それから、これらの分析装置に配分する。調製したサンプルのこの配分は、プログラム１２２の制御下で同様に実施される。

別の変形例は、特定のタイプの分析装置のために調製されたサンプルが、別のタイプの分析装置で使用されるようにするために、さらに調製工程を必要とするものである。この場合において、第１のタイプの分析装置のために調製された一定量のサンプルが別のサンプル調製工程を実施する前に抜き取られて、残りの量のサンプルで当該別のサンプル調製工程を実施する。

したがって、プログラム１２２を介して、並列に接続された複数の分析装置において実質的に同時に実施される複数の分析のために、サンプルを調製することが可能である。同様に、サンプル調製を数段階において実施することが可能であり、中間生成物は正しい順序で対応するタイプの分析装置に送られる。

したがって、図１のコントロールシステムは、従来の技術において必要とされていた、プロセスからサンプルを手で取り出すこと、サンプルの調製、および分析を自動化すること、さらには分析結果をプロセスコントロールシステムに制御変数としてフィードすることを可能にする。一方、これは、人的資源を有意に節約することを可能にする。他方、そのモジュール構造のために、コントロールシステムはハードウェアおよびソフトウェアの両方の点で非常に僅かな費用で種々の分析タスクに適合させることができる。

プロシージャは、例えば、研究助手または技術者によって直観的にグラフィカル・ユーザ・インターフェースを介して定義され得る。したがって、研究助手または技術者は彼又は彼女の専門知識をプロシージャの自動化に与えることができる。さらにまた、コントロールシステムはまた、改良されたプロセス制御を可能にする。なぜならば、一方において、サンプリングは、予め規定した時間間隔で又はプログラム可能な時間にて正確に実施され、サンプル調製および分析が完全に自動化されて一定した品質で再生可能なように実施され、また、分析結果が時間遅延なしに制御変数としてプロセスの調整に供給され得るからである。

図２は１よりも多いこのプロシージャを示している。ステップ２００において、サンプルはプロセスから取り出される。これは、サンプリングユニット（例えば、バイパスモジュール）の操作を通じて、コントロールシステムのコントロールユニットにより為される。ステップ２０２において、取り出されたサンプルはそれから、例えば液体ラインを介して自動サンプル調製システムに送られる。ステップ２０４において、自動サンプル調製は所定のプログラム・プロシージャに従って実施される。ステップ２０６において、調製したサンプルは分析装置に入れられ、そこで分析される。

複数の分析装置が存在する場合、調製したサンプルは分割されて、並行して同時に分析を実施するために２以上の分析装置に入れられる。得られる１または複数の分析結果はそれから並行して又は連続してプロセスコントロールシステムに送られる。これは工程２０８で為される。ステップ２１０において、プロセスコントロールシステムは、必要であれば、分析結果に基づいて、プロセスに調整を施すことができる。

ステップ２００からステップ２１０は、所定の時間間隔内で、またはプロセスコントロールシステムが特定の条件が満たされることを確立し、且つプロセスコントロールシステムがフィールド・バスを使用してコントロールユニットに対応する要求信号を分析結果を得るために送った後で、周期的に実施されることが好ましい。

図３は、本発明によるコントロールシステムのサンプリング、自動サンプル調製およびサンプル分析の態様を示す。この場合において、図１の要素に対応する図３の要素は、同じ符号で示される。

バイパスモジュール１００は、コントロールユニットにより操作され得る種々のバルブ３０２を介して、サンプルをプロセス１０４から取り出すことを可能にするバイパス３００を有する。バイパスモジュール１００は、ライン３０４を介してサンプル調製システムの種々のモジュールに接続される。これらには、サンプル調製モジュール３０６、較正モジュール３０８、シリンジモジュール３１０および他のモジュール３１２および３１４、注入モジュール３１６、ならびに廃棄モジュール３１８が含まれる。これらのモジュールは、互いにライン３０４を介して接続され、あるいは、適当なバルブ・セッティング（またはバルブ配列）により互いに接続することができる。種々のモジュールおよびバルブをコントロールシステムのコントロールユニットによって操作することができる。

例えば、バイパスモジュール１００によってプロセス１０４から取り出されたサンプルは、直接または他のモジュールの１つを介して、サンプル調製モジュール３０６に進み、そこで別の物質が所定のプロシージャに応じて、例えばサンプルを希釈するためにサンプルに加えられる。このために、混合容器３０７がサンプル調製モジュール３０６に設けられる。サンプルを適当な温度に調節する要素が、さらにサンプル調製モジュール３０６に設けられてよい。サンプル調製が終了した後で、調製したサンプルがサンプル調製モジュール３０６から取り出され、注入モジュール３１６を介して分析装置に注入される。

注入モジュール３１６はインジェクタ（または注入もしくは注射器）３１９を有し、調製したサンプルがそこから直接的に分析装置に注入される。調製したサンプルは、例えば、シリンジモジュール３１０から又はサンプル調製モジュール３０６から、インジェクタ３１９に至る。濾過ユニット３１７は、インジェクタ３１９に至る、対応するフィードラインに配置される。

図４は、種々のモジュールおよびそれらの組み合わせの例を斜視図で示す。例えば、下記の所定のモジュールを、コントロールシステムの構築に利用できる。ＬＣＤディスプレイ、ＰＣスロットおよびキーボードを備えたＰＣエレクトロニクスモジュール４００、コントロールユニットを保持するエレクトロニクスモジュール４０２、種々の機能を発揮するサンプルモジュール４０４、調製したサンプルが注入バルブを介して導入され得る分析装置（例えば、ガスクロマトグラフ）を備えた分析モジュール４０６、異なる寸法の化学薬品モジュール４０８および４１０。化学薬品モジュール４０８および４１０は種々の溶媒、内部標準、較正溶液、抽出剤または誘導体化試薬を保持するために使用することができる。

これらのモジュールは、例えば、コンビネーション（または組み合わせ）４１２を形成するために相互に接続してよい。したがって、サンプル調製システムは、分析に必要とされるサンプル調製に従ってフレキシブルに組み立てることができる。

モジュールが個々に設計され且つ製造され得ることは、さらにまた好都合である。さらにまた、複数のサンプルモジュールを単一の分析装置に接続してよく、種々の分析装置を単一のサンプルモジュールに接続してよい。

図５は、グラフィカル・ユーザ・インターフェース（例えば図１のユーザ・インターフェース１３２）のウィンドウ５００を示す。ウィンドウ５００はエクスプローラ・ツリー５０２の表示を含み、そこには利用できるモジュール、即ち、自動サンプル調製システムの「デバイス」が列挙されている。エクスプローラ・ツリー５０２はさらに、これらのデバイスによって実施され得るプログラム・プロシージャを示している。

プログラム・プロシージャはユーザによって表形式で入力される。このために、プログラム・プロシージャは、複数のシーケンスにさらに分割されて、それらにシーケンス・ナンバーがそれぞれ割り当てられる。各シーケンスにはさらにシーケンス名が与えられる。シーケンスは、例えば、３つのステップから成る。ユーザ定義のアクションが、各ステップでデバイスの１つによって実施される。したがって、ユーザは、デバイスを選択し、対応するパラメータを入力することによって、サンプル調製のためのプログラム・プロシージャを直観的に確立することができる。

図６の態様によれば、これは、独立したマスク６００、６０２および６０４を、ユーザによって選択された各デバイス（例えば、「ミキサー」、「バルブ１」、「バルブ２」）に関してそれぞれ呼び出すことによって為される。ユーザは特定のデバイスパラメータをそのようなマスクを介して入力する。

それからデバイスパラメータは、ＰＣ１３０からコントロールユニット１０６に送られる。コントロールユニット１０６は、例えば、シーメンス社のＳｉｍａｔｉｋ Ｓ７コントローラである。コントロールユニット１０６でプログラムを実行している間、これらのパラメータは、対応するデバイスのドライバ６０６、６０８、６１０に与えられる。対応するハードウェア・コンポーネントはこれにより操作される。

ソフトウェア開発は、好ましくは関数型を基礎として行われる。関数型は、プロシージャのコンパイルの基礎を形成する、即ち、それらは特定の機能に関連する情報およびパラメータを含む。関数型はライブラリとして使用され、コントロールユニットのためにプログラムされる。関数パラメータがそれから、ＰＣで論理的に対応づけられる。

関数型のライブラリから、一つの型が選択され、特別にパラメータで表示される。これは、デバイスの記述を与え、それにはそれ自身の名前が与えられ、プロシージャに含まれ得る。関連するデバイスの名前がユーザ・インターフェースのエクスプローラ・ツリーにあらわれる（例えば、図５のエクスプローラ・ツリー５０２）。

プロシージャは、特定の順序でデバイスを選択することにより、このように定義されるデバイスをベースとして確立される。プロシージャは複数のシーケンスから成り、それらは連続的に実施される。各シーケンスは複数のアクションを規定する。３つまでのアクションがシーケンスにおいて規定されることが好ましく、それらは並行して実行される。この場合において、アクションは、プロシージャ内のシーケンスで開始される、定義されたデバイスから成る。サイクルは、ユーザによってこのように確立されたプロシージャの順序によって規定される。

関数型に基づいて、即ち、デバイスの分類の抽象的な記述に基づいて、デバイスの記述が、サンプル調製の特定のパラメータに関して、有効にコンパイルされ得る。

図１は、本発明のコントロールシステムの好ましい態様のブロック図を示す。 図２は、図１のシステムを採用する制御方法の好ましい態様を示すフローチャートを示す。 図３は、バイパスモジュールおよびサンプル分析モジュールを有する、モジュール構造の自動サンプル調製システムの好ましい形態を示す。 図４は、モジュールの代表的な組み合わせの斜視図を示す。 図５は、プログラム・プロシージャを確立するためのＰＣ上のグラフィカル・ユーザ・インターフェースを示す。 図６は、オートメーション・コンポーネントを備えたコントロールシステムの好ましい形態のブロック図を示す。

符号の説明

１００ バイパスモジュール、
１０２ サンプル、
１０４ プロセス、
１０６ コントロールユニット、
１０８ サンプル調製システム、
１１０ 調製したサンプル、
１１２ 分析装置、
１１４ 分析結果、
１１６ バス・インターフェース、
１１８ フィールド・バス、
１２０ プロセスコントロールシステム、
１２２ プログラム、
１２４ ドライバ・プログラム、
１２６ パラメータ、
１２８ ＰＣインターフェース、
１３０ ＰＣ、
１３２ ユーザ・インターフェース、
１３４ ファイル、
３００ バイパス、
３０２ バルブ、
３０４ ライン、
３０６ サンプル調製モジュール、
３０７ 混合容器、
３０８ 較正モジュール、
３１０ シリンジモジュール、
３１２ モジュール、
３１４ モジュール、
３１６ 注入モジュール、
３１７ 濾過ユニット、
３１８ 廃棄モジュール、
３１９ インジェクタ、
４００ ＰＣエレクトロニクスモジュール、
４０２ エレクトロニクスモジュール、
４０４ サンプルモジュール、
４０６ 分析モジュール、
４０８ 化学薬品モジュール、
４１０ 化学薬品モジュール、
４１２ コンビネーション、
５００ ウィンドウ、
５０２ エクスプローラ・ツリー、
６００ マスク、
６０２ マスク、
６０４ マスク、
６０６ デバイスドライバ、
６０８ デバイスドライバ、
６１０ デバイスドライバ。

Claims (15)

1. プロセスの分析システムであって、
   −サンプリングユニット、
   −サンプル調製システム、
   −分析装置、および
   −コントロールユニット
   を有し、当該サンプリングユニットがサンプルをサンプル源から取り出して、当該サンプルをサンプル調製システムに供給し、当該サンプル調製システムが、当該サンプルを分析用に調製し、調製されたサンプルを当該分析装置に供給するようになっており、当該分析装置は、当該調製されたサンプルを分析し、当該分析の結果を当該コントロールユニットに伝えるようになっており、当該コントロールユニットは当該分析の結果に従ってプロセスコントロールユニットに信号を提供するようになっている、システム。
2. 当該サンプリングユニットが、液体サンプルを取り出すための制御可能なバイパスである、請求項１に記載の分析システム。
3. 当該サンプル調製システムが複数のモジュールを含むモジュール式のシステムである、請求項１または請求項２に記載の分析システム。
4. 当該コントロールユニットが当該サンプル調製システムと連絡するようになっており、サンプル調製システムのモジュールのドライバプログラムおよびコントロールプログラムを含む、請求項３に記載の分析システム。
5. 当該コントロールプログラムがコンピュータからインポートされたデータに基づいて規定され得るプログラム・プロシージャを含む、請求項４に記載の分析システム。
6. 当該コンピュータが、サンプル調製システムの各モジュールに関する表示、およびユーザ・インターフェースであって、それを通じてモジュールおよび選択されるモジュールによって実施されるアクションの表示を選択して分析シーケンスを組み立てることができるユーザ・インターフェースを含み、当該コンピュータが当該分析シーケンスを規定するデータをコントロール・プログラムにエクスポートするようになっている、請求項５に記載の分析システム。
7. 当該分析装置が、クロマトグラフまたはクロマトグラフと質量分析検出器（ＧＣ−ＭＳまたはＨＰＬＣ−ＭＳ）の組み合わせを含む、請求項１に記載の分析システム。
8. 当該コントロールユニットがバス・インターフェースを含み、当該分析装置が当該インターフェースを介して、プロセスコントロールシステムのバス・システムでもって、当該プロセスコントロールシステムと連絡している、請求項１に記載の分析システム。
9. プロセスを制御する方法であって、
   −サンプルを、自動サンプル調製システムと接続されているサンプリングユニットの操作によって、プロセスから取り出す工程、
   −サンプルを自動サンプル調製システムに送る工程、
   −自動サンプル調製をコントロールプログラムの制御下で実施する工程、
   −調製したサンプルを分析ユニットに送って、当該サンプルを分析して分析結果を得る工程、および
   −当該分析結果を、プロセスを当該分析結果に基づいて調整するプロセスコントロールシステムに送る工程
   を含む方法。
10. 自動サンプル調製システムがモジュール式に構成され、複数のモジュールを含み、当該モジュールがドライバ・ソフトウェアを含み、コントロールプログラムが、ユーザによって予め決定され得るパラメータに基づいてモジュールのドライバ・ソフトウェアにアクセスするようになっている、請求項９に記載の方法。
11. パラメータを、コントロールプログラムの開始の前にコントロールプログラムのパラメータ化のためにコンピュータから自動サンプル調製システムのコントロールユニットに送ることを含む、請求項１０に記載の方法。
12. モジュールおよびモジュールによって実施されるアクションを、ユーザが、表形式のコンピュータのユーザー・インターフェースを介して選択すること、およびユーザの選択をコントロールユニットに送るためにパラメータの形態でエクスポートすることを含む、請求項１１に記載の方法。
13. デジタル・ストレージ媒体であって、プロセス分析システムのコントロールユニットのためのコンピュータプログラム・プロダクトであって、
    −サンプルをプロセスから取り出すためのサンプリングユニットを操作する工程、
    −取り出したサンプルのサンプル調製を自動的に実施するためにサンプル調製システムを操作する工程、
    −調製したサンプルを分析するための分析装置を操作する工程、
    −分析結果に基づいてプロセスコントロールシステムによりプロセスを調整するために、分析結果をプロセスコントロールシステムのバス・システムに出力する工程
    を実施するためのプロダクトを保存している媒体。
14. ドライバ・プログラム・モジュールによって自動的にサンプル調製するために、コンピュータプログラムがサンプル調製システムのモジュールにアクセスする、請求項１３に記載のデジタル・ストレージ媒体。
15. 自動サンプル調製を実施するためのプログラム・プロシージャが、コンピュータからインポートされるデータによって確立される、請求項１４に記載のデジタル・ストレージ媒体。
    

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