JP2005182777A

JP2005182777A - 反応設備のためのホット・プラグ信号伝送チャンネルを有した制御システム及び監視装置

Info

Publication number: JP2005182777A
Application number: JP2004349012A
Authority: JP
Inventors: Wen-Wei Su; ウェン・ウェイ・スー
Original assignee: Exon Science Inc
Current assignee: Exon Science Inc
Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2004-12-01
Publication date: 2005-07-07
Also published as: TW200519784A; KR20050053317A; CN1690900A; US20050116824A1; US7015810B2

Abstract

【課題】反応設備を監視して出力される警告信号の放射範囲が制限されていることによりユーザの移動範囲が制限されるという不都合を回避することである。
【解決手段】反応設備（２０）及びその監視装置のために用いられる制御システム（２）が開示されている。制御システムは、信号によってコンピュータ（３）に接続され、そして監視装置及び携帯警報器（２４）を含んでいる。監視装置は、前記反応設備内で進行される反応作用を検出し、検出された値を出力する検出器（２１）と、該検出器と通信し、該検出された値が異常状態の範囲内にある場合に異常信号を与える異常状態アサータ（２２）と、該異常状態アサータと通信し、前記異常信号を受信した時に無線信号を伝送する無線信号エミッタ（２３）と、を含む。前記無線信号は、前記携帯警報器によって受信され、前記携帯警報器は、該携帯警報器を携帯するユーザに知らせるために警報信号を与える。
【選択図】図２

Description

本発明は、制御システム及び監視装置に関し、特に、反応設備のために用いられるホット・プラグ信号伝送チャンネルを有した制御システム及び監視装置に関する。

生物化学的な技術の急速な進歩と共に、時間を消費する化学反応、生体学的な発酵、微生物培養及び分離精製のための多くの生体化学的な設備が開発されてきた。化学反応、生物学的な発酵、微生物培養及び分離精製作用中に、温度、圧力、酸素含有量及びｐＨ値のような、結果を変えて結果に影響を及ぼす重要な値を効率的に監視するために、図１に示すような多くの生物化学的な設備には、各々、ユーザの基準のための上述した重要な値を絶えず検出するための複数の検出器１１が設けられている。しかしながら、上述した種々の作用の作用時間は非常に長ったらしいものであり、それ故、異常な現象に瞬時に気付くことができるようにユーザが注意を集中させていることは困難である。従って、（図１の機能ブロック図に示されるような）警告装置１２が生物化学的な設備１０に配置されており、温度が閾値よりも高くなったときのような所定の異常現象が生じた場合に、例えば警告音もしくは警告フラッシュ光等の警告信号を瞬時に与える。これにより、ユーザは応答対策を即座に取るよう知らされて、直すことのできないようなエラーの発生を阻止することができる。

しかしながら、警告信号の放射範囲が制限されているので、これによりユーザの移動範囲がひどく制限され、ユーザに不都合を生じる。従って、本発明の主目的は、従来技術で遭遇したこの問題を取り扱うことである。

本発明の一態様は、反応設備とコンピュータとの間で用いられる監視装置に関する。該監視装置は、前記反応設備内で進行される反応作用を検出し、検出された値を出力する検出器と、該検出器と通信し、該検出された値が異常状態の範囲内にある場合に異常信号を与える異常状態アサータと、前記検出器及び／または前記異常状態アサータと電気的に接続され、前記検出された値及び／または前記異常信号を処理のために前記コンピュータに伝送する信号伝送チャンネルとを備える。該信号伝送チャンネルは、前記コンピュータのプラグアンドプレイ機能を支援する。

上述の概念によれば、本発明の監視装置の検出器は、温度検出器、圧力検出器、酸素含有量検出器、ｐＨ値検出器、ウィスキング（ｗｈｉｓｋｉｎｇ）速度検出器、ガス・フラックス検出器、液体レベル検出器、液注入装置検出器、ヴァルブ・オン及びオフ検出器、電源切断検出器、細胞密度検出器、ガス検出器、スロットウェア（ｓｌｏｔｗａｒｅ）またはパイプライン破損検出器、ブドウ糖またはサッカロース検出器、もしくはオンラインかつリアルタイムの分析用サンプリング装置の検出器の少なくとも１つであって良い。前記検出器は、前記反応設備内で進行される反応作用を検出し、そして検出された温度値、検出された圧力値、検出された酸素含有量値、検出されたｐＨ値、ウィスキング（ｗｈｉｓｋｉｎｇ）速度変動制御信号、ガス・フラックス変動制御信号、液体レベル変動制御信号、液注入装置制御信号、ヴァルブ・オン及びオフ制御信号、電源切断応答制御信号、細胞密度変動制御信号、ガス濃度制御信号、スロットウェア（ｓｌｏｔｗａｒｅ）またはパイプライン破損応答制御信号、ブドウ糖またはサッカロース変動制御信号、もしくはオンラインかつリアルタイムの分析用サンプリング装置の制御信号を出力するよう適合されている。

上述の概念によれば、本発明の監視装置の異常状態アサータは、検出された値が正常な範囲を超えた場合に異常信号を与える。

上述の概念によれば、本発明の当該監視装置が適用される前記反応設備は、化学反応設備、生物学的な発酵反応設備、微生物培養設備、ポリメラーゼ連鎖反応、逆転写酵素ポリメラーゼ連鎖反応、リアルタイム・ポリメラーゼ連鎖反応または分離精製設備であって良い。

上述の概念によれば、本発明の監視装置の前記信号伝送チャンネルは、ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）、ＩＥＥＥ１３９４（電気電子技術者協会）バス、ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）バスまたはＣＡＮ（コントローラ・エリア・ネットワーク）バスである。

本発明のもう１つの態様は、反応設備とコンピュータとの間で用いられる監視装置に関する。該監視装置は、前記反応設備内で進行される反応作用を検出し、検出された値を出力する検出器と、該検出器と通信し、該検出された値が異常状態の範囲内にある場合に異常信号を与える異常状態アサータと、前記検出器及び／または前記異常状態アサータと前記コンピュータとの間で電気的に接続され、前記コンピュータによって出力された制御命令を制御のために前記検出器及び／または前記異常状態アサータに伝送する信号伝送チャンネルとを備える。該信号伝送チャンネルは、前記コンピュータのプラグアンドプレイ機能を支援する。

本発明のさらなる態様は、反応設備とコンピュータとの間で用いられる監視装置に関する。該監視装置は、前記反応設備内で進行される反応作用を検出し、検出された値を出力する検出器と、該検出器と通信し、該検出された値が異常状態の範囲内にある場合に異常信号を与える異常状態アサータと、前記検出器及び／または前記異常状態アサータと通信し、前記検出器及び／または前記異常状態アサータによって出力されるデータを記憶し、ユーザによる挿入及び除去を許容する挿入可能かつ除去可能のデータ記憶装置と、を備える。

上述の概念によれば、本発明の監視装置は、前記挿入可能かつ除去可能のデータ記憶装置と前記コンピュータとの間で電気的に接続され、前記挿入可能かつ除去可能のデータ記憶装置に記憶されたデータを記憶のために前記コンピュータに伝送する信号伝送チャンネルをさらに備える。該信号伝送チャンネルは、前記コンピュータのプラグアンドプレイ機能を支援する。

本発明のさらにもう1つの態様は、反応設備とコンピュータとの間で用いられる監視装置に関する。該監視装置は、前記反応設備内で進行される反応作用を検出し、検出された値を出力する検出器と、前記検出器と前記コンピュータとの間で電気的に接続され、前記検出された値を処理のために前記コンピュータに伝送する信号伝送チャンネルとを備える。該信号伝送チャンネルは、前記コンピュータのプラグアンドプレイ機能を支援する。

本発明のさらにもう1つの態様は、反応設備とコンピュータとの間で用いられる監視装置に関する。該監視装置は、前記反応設備内で進行される反応作用を検出し、検出された値を出力する検出器と、前記検出器と前記コンピュータとの間で電気的に接続され、前記コンピュータによって出力された制御命令を制御のために前記検出器に伝送する信号伝送チャンネルとを備える。該信号伝送チャンネルは、前記コンピュータのプラグアンドプレイ機能を支援する。

本発明のさらにもう１つの態様は、反応設備とコンピュータとの間で用いられる監視装置に関する。該監視装置は、前記反応設備内で進行される反応作用を検出し、検出された値を出力する検出器と、前記検出器と通信し、前記検出器によって出力される前記検出されたデータを記憶する挿入可能かつ除去可能のデータ記憶装置であって、ユーザによる挿入及び除去を許容する前記挿入可能かつ除去可能のデータ記憶装置と、を備える。

本発明は、添付図面を参照して為される以下の説明から最良に理解され得るであろう。

図２は、本発明の第１の好適な実施形態による制御システムの概略図を示す。制御システムは、化学反応設備、生物学的な発酵設備、微生物培養設備もしくは分離精製設備のような、反応するのに長時間かかる生物化学的な設備２０に主に適用される。制御システム２は、主に、検出器２１、異常状態アサータ２２、及び無線（ワイヤレス）信号エミッタ２３を含む。制御システム２とコンピュータ３との間の信号伝送チャンネル４は、有線信号伝送で行われても、無線信号伝送で行われても良い。従って、コンピュータは、制御システム２によって出力された信号値を受信し、記録し及び制御し得る。有線信号伝送は、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ＬＡＮまたはＣＡＮ装置のような現存のプラグアンドプレイ装置を用いることにより達成され得、そして無線信号伝送は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＩｒＤＡ通信もしくはＷＡＰ（ワイヤレス・アプリケーション・プロトコル）及びＧＰＲＳ（ジェネラル・パケット・ラディオ・サービス）のような移動通信手段を用いることにより達成され得る。

反応中の状態変動を効率的に監視するために、生物化学的な反応設備２０には、温度検出器、圧力検出器、酸素含有量検出器、ｐＨ値検出器、ウィスキング（ｗｈｉｓｋｉｎｇ）速度検出器、ガス・フラックス検出器、液体レベル検出器、液注入（ｔｒａｎｓｆｕｓｉｏｎ）装置検出器、ヴァルブ・オン及びオフ検出器、電源切断検出器、細胞密度検出器、ガス検出器、スロットウェア（ｓｌｏｔｗａｒｅ）またはパイプライン破損検出器、ブドウ糖またはサッカロース検出器、もしくはオンラインかつリアルタイムの分析用サンプリング装置の検出器を含む種々の検出器２１が提供されている。温度値、圧力値、酸素含有量値、ｐＨ値、ウィスキング（ｗｈｉｓｋｉｎｇ）速度変動制御信号、ガス・フラックス変動制御信号、液体レベル変動制御信号、液注入（ｔｒａｎｓｆｕｓｉｏｎ）装置制御信号、ヴァルブ・オン及びオフ制御信号、電源切断応答制御信号、細胞密度変動制御信号、ガス濃度制御信号、スロットウェア（ｓｌｏｔｗａｒｅ）またはパイプライン破損応答制御信号、ブドウ糖またはサッカロース変動制御信号、もしくはオンラインかつリアルタイムの分析用サンプリング装置の制御信号、のような検出器２１によって検出される値は、異常状態アサータ２２に伝送される。異常状態アサータ２２は、上述の温度値、圧力値、酸素含有量値、ｐＨ値、等のような種々の種類の値に対応したそれぞれの正常な値の範囲を予め設定している。検出された１つの値が、対応の正常の値の範囲を超えると、異常状態アサータ２２は、対応する異常信号を無線信号エミッタ２３に伝送する。ワイヤレスもしくは無線信号エミッタ２３は、次に、携帯警報器２４に無線信号を送り、そして携帯警報器２４は受信後に警報信号を与え、それ故、該携帯警報器を携帯するユーザは報知され得る。従って、ユーザの移動範囲は大いに拡張され得、それにより、重大な制限や不便を除去する。無線信号エミッタ２３は、制御システム内に一体化されても良いのは勿論、コンピュータ内にも一体化され得る。代替的には、無線信号伝送の機能を行うために、コンピュータ３の現存の無線伝送モジュールを用いても良い。

図３は、携帯警報器２４の概略図であり、それにおいて、その警報信号発生器２４１は、異常信号によってトリガされたとき、音声、振動またはフラッシュ光のような警報信号を与える。ディスプレイ２４２は、正常な温度値範囲を超えた場合のような異常信号に応答して、対応のシステム異常情報を表示する。入力装置２４３は、ユーザが命令を入力することができるように用いられる。ワイヤレスもしくは無線制御信号発生器２４４は、入力装置２４３と通信し、命令に応答して生物化学的反応設備２０に無線制御信号を伝送し、これにより、生物化学的反応設備内で進行されている反応作用が調整され得、そして異常状態の連続的な発生が遠隔制御によってさらに抑制され、これにより、警報信号の存在の原因を除去する。

無線信号エミッタ２３及び携帯警報器２４の無線伝送は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ，ＩＥＥＥ８０２．１１，ＩｒＤＡ通信、無線呼出しシステム、ＷＡＰ及びＧＰＲＳのような移動信号通信のような現存の無線伝送アーキテクチャによって行われ得る。携帯警報器２４は、現存の移動電話、個人ディジタル補助器、等の形態であって良い。

図４は、本発明の第２の好適な実施形態による制御システムの概略図を示す。第１及び第２の実施形態の制御システム間の違いは、挿入可能かつ除去可能のデータ記憶装置２５（例えば、種々のフラッシュ・メモリ・モジュール）を追加したことにある。挿入可能かつ除去可能のデータ記憶装置２５は、検出器２１及び異常状態アサータ２２と通信し、検出器２１及び異常状態アサータ２２によって出力されたデータを記憶し、そしてユーザによる挿入及び除去を可能とする。挿入可能かつ除去可能のデータ記憶装置２５によって記憶されたデータは、信号伝送チャンネル４を介して記憶するためにコンピュータに伝送される。信号伝送チャンネル４は、第１の実施形態のものと同一であり、同様に、有線信号伝送によってもまたは無線信号伝送によっても行われ得る。有線信号伝送は、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ＬＡＮまたはＣＡＮ装置のような現存のプラグアンドプレイ装置を用いることによって行われ得、コンピュータ３のプラグアンドプレイ機能を支援する。無線信号伝送は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ，ＩＥＥＥ８０２．１１，ＩｒＤＡ通信、またはＷＡＰ及びＧＰＲＳのような移動信号通信を用いることによって行われ得る。

上述したように、本発明によって開発された制御システム及びその監視装置は、無線伝送によって警報及び制御動作を行うので、従来技術において遭遇された欠点は効率的に克服され、従って、本発明の目的が達成される。有線信号伝送チャンネルは、現存のＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ＬＡＮまたはＣＡＮプラグアンドプレイ装置によって行われ、このことは、ユーザの挿入及び除去動作を容易にし、従って、コンピュータを再開始するための必要性を除去する。

しかしながら、本発明の多くの特徴及び長所が、本発明の構造及び作用の詳細と一緒に、上述の説明で述べられてきたけれども、該開示は説明のためだけであり、特許請求の範囲で述べられている用語の広い一般的な意味によって示される全範囲まで本発明の原理内で、特に、部分の形状、寸法及び配列の事項において詳細な変更が行われ得るということを理解すべきである。

従来の生物化学的な設備を示す機能ブロック図である。本発明の第１の好適な実施形態による制御システム形態を示す概略図である。携帯警報器を示す機能ブロック図である。本発明の第２の好適な実施形態による制御システム形態を示す概略図である。

符号の説明

２・・・制御システム
３・・・コンピュータ
４・・・信号伝送チャンネル
２０・・・生物化学的な反応設備
２１・・・検出器
２２・・・異常状態アサータ
２３・・・無線信号エミッタ
２４・・・携帯警報器
２５・・・挿入可能かつ除去可能のデータ記憶装置
２４１・・・警報信号発生器
２４２・・・ディスプレイ
２４３・・・入力装置
２４４・・・無線制御信号発生器

Claims

反応設備とコンピュータとの間で用いられる監視装置であって、
前記反応設備内で進行される反応作用を検出し、検出された値を出力する検出器と、
該検出器と通信し、該検出された値が異常状態の範囲内にある場合に異常信号を与える異常状態アサータと、
前記検出器及び／または前記異常状態アサータと電気的に接続され、前記検出された値及び／または前記異常信号を処理のために前記コンピュータに伝送する信号伝送チャンネルであって、前記コンピュータのプラグアンドプレイ機能を支援する前記信号伝送チャンネルと、
を備えた監視装置。
前記検出器は、温度検出器、圧力検出器、酸素含有量検出器、ｐＨ値検出器、ウィスキング（ｗｈｉｓｋｉｎｇ）速度検出器、ガス・フラックス検出器、液体レベル検出器、液注入装置検出器、ヴァルブ・オン及びオフ検出器、電源切断検出器、細胞密度検出器、ガス検出器、スロットウェア（ｓｌｏｔｗａｒｅ）またはパイプライン破損検出器、ブドウ糖またはサッカロース検出器、もしくはオンラインかつリアルタイムの分析用サンプリング装置の検出器の少なくとも１つであり、前記検出器は、前記反応設備内で進行される反応作用を検出し、そして検出された温度値、検出された圧力値、検出された酸素含有量値、検出されたｐＨ値、ウィスキング（ｗｈｉｓｋｉｎｇ）速度変動制御信号、ガス・フラックス変動制御信号、液体レベル変動制御信号、液注入装置制御信号、ヴァルブ・オン及びオフ制御信号、電源切断応答制御信号、細胞密度変動制御信号、ガス濃度制御信号、スロットウェア（ｓｌｏｔｗａｒｅ）またはパイプライン破損応答制御信号、ブドウ糖またはサッカロース変動制御信号、もしくはオンラインかつリアルタイムの分析用サンプリング装置の制御信号の少なくとも１つを出力する請求項１に記載の監視装置。
当該監視装置が適用される前記反応設備は、化学反応設備、発酵反応設備、微生物培養設備、ポリメラーゼ連鎖反応、逆転写酵素ポリメラーゼ連鎖反応、リアルタイム・ポリメラーゼ連鎖反応または分離精製設備である請求項１に記載の監視装置。
前記信号伝送チャンネルは、ＵＳＢまたはＩＥＥＥ１３９４バス、ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）バスまたはＣＡＮ（コントローラ・エリア・ネットワーク）バスである請求項1に記載の監視装置。
反応設備とコンピュータとの間で用いられる監視装置であって、
前記反応設備内で進行される反応作用を検出し、検出された値を出力する検出器と、
該検出器と通信し、該検出された値が異常状態の範囲内にある場合に異常信号を与える異常状態アサータと、
前記検出器及び／または前記異常状態アサータと前記コンピュータとの間で電気的に接続され、前記コンピュータによって出力された制御命令を制御のために前記検出器及び／または前記異常状態アサータに伝送する信号伝送チャンネルであって、前記コンピュータのプラグアンドプレイ機能を支援する前記信号伝送チャンネルと、
を備えた監視装置。
反応設備とコンピュータとの間で用いられる監視装置であって、
前記反応設備内で進行される反応作用を検出し、検出された値を出力する検出器と、
該検出器と通信し、該検出された値が異常状態の範囲内にある場合に異常信号を与える異常状態アサータと、
前記検出器及び／または前記異常状態アサータと通信し、前記検出器及び／または前記異常状態アサータによって出力されるデータを記憶する挿入可能かつ除去可能のデータ記憶装置であって、ユーザによる挿入及び除去を許容する前記挿入可能かつ除去可能のデータ記憶装置と、
を備えた監視装置。
前記挿入可能かつ除去可能のデータ記憶装置と前記コンピュータとの間で電気的に接続され、前記挿入可能かつ除去可能のデータ記憶装置に記憶されたデータを記憶のために前記コンピュータに伝送する信号伝送チャンネルであって、前記コンピュータのプラグアンドプレイ機能を支援する前記信号伝送チャンネルをさらに備えた請求項6に記載の監視装置。
反応設備とコンピュータとの間で用いられる監視装置であって、
前記反応設備内で進行される反応作用を検出し、検出された値を出力する検出器と、
前記検出器と前記コンピュータとの間で電気的に接続され、前記検出された値を処理のために前記コンピュータに伝送する信号伝送チャンネルであって、前記コンピュータのプラグアンドプレイ機能を支援する前記信号伝送チャンネルと、
を備えた監視装置。
前記検出器は、温度検出器、圧力検出器、酸素含有量検出器、ｐＨ値検出器、ウィスキング（ｗｈｉｓｋｉｎｇ）速度検出器、ガス・フラックス検出器、液体レベル検出器、液注入装置検出器、ヴァルブ・オン及びオフ検出器、電源切断検出器、細胞密度検出器、ガス検出器、スロットウェア（ｓｌｏｔｗａｒｅ）またはパイプライン破損検出器、ブドウ糖またはサッカロース検出器、もしくはオンラインかつリアルタイムの分析用サンプリング装置の検出器の少なくとも１つであり、前記検出器は、前記反応設備内で進行される反応作用を検出し、そして検出された温度値、検出された圧力値、検出された酸素含有量値、検出されたｐＨ値、ウィスキング（ｗｈｉｓｋｉｎｇ）速度変動制御信号、ガス・フラックス変動制御信号、液体レベル変動制御信号、液注入装置制御信号、ヴァルブ・オン及びオフ制御信号、電源切断応答制御信号、細胞密度変動制御信号、ガス濃度制御信号、スロットウェア（ｓｌｏｔｗａｒｅ）またはパイプライン破損応答制御信号、ブドウ糖またはサッカロース変動制御信号、もしくはオンラインかつリアルタイムの分析用サンプリング装置の制御信号の少なくとも１つを出力する請求項８に記載の監視装置。
当該監視装置が適用される前記反応設備は、化学反応設備、発酵反応設備、微生物培養設備、ポリメラーゼ連鎖反応、逆転写酵素ポリメラーゼ連鎖反応、リアルタイム・ポリメラーゼ連鎖反応または分離精製設備である請求項８に記載の監視装置。
前記信号伝送チャンネルは、ＵＳＢまたはＩＥＥＥ１３９４バス、ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）バスまたはＣＡＮ（コントローラ・エリア・ネットワーク）バスである請求項８に記載の監視装置。
反応設備とコンピュータとの間で用いられる監視装置であって、
前記反応設備内で進行される反応作用を検出し、検出された値を出力する検出器と、
前記検出器と前記コンピュータとの間で電気的に接続され、前記コンピュータによって出力された制御命令を制御のために前記検出器に伝送する信号伝送チャンネルであって、前記コンピュータのプラグアンドプレイ機能を支援する前記信号伝送チャンネルと、
を備えた監視装置。
反応設備とコンピュータとの間で用いられる監視装置であって、
前記反応設備内で進行される反応作用を検出し、検出された値を出力する検出器と、
前記検出器と通信し、前記検出器によって出力される前記検出された値を記憶する挿入可能かつ除去可能のデータ記憶装置であって、ユーザによる挿入及び除去を許容する前記挿入可能かつ除去可能のデータ記憶装置と、
を備えた監視装置。