JP3751328B2 - プロセス制御装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、発電プラント、鉄鋼プラント等のプラントのプロセスを自動制御するプロセス制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、発電プラント、鉄鋼プラント等のプラントのプロセスを自動制御するプロセス制御装置は、その稼働率を向上させるために2重化構成となっており、これら2重化された制御装置の制御用アプリケーションプログラムの変更は1台の保守ツールで行っている。
【0003】
次に、その1例として、2重化されたプロセス制御装置の制御用アプリケーションプログラムを1台の保守ツールで変更する場合を、図4のブロック図を参照して説明する。
【0004】
同図において、制御装置1と制御装置2はプロセス制御装置10を構成する2重化された制御装置であり、制御装置1および制御装置2には、それぞれプロセス12を制御するための同じ内容の制御用アプリケーションプログラムが格納されるアプリケーションプログラム格納メモリ3、4を有する。
【0005】
制御装置1または制御装置2のいずれか一方が常用系となり、プロセス12を制御し、他方が待機系となり常用系が故障したときにバックアップする。ここでは、制御装置1が常用系、制御装置2が待機系として説明する。
【0006】
常用系である制御装置1は、入出力装置11を介してプロセス12からプロセス状態信号13を入力し、アプリケーションプログラム格納メモリ3に格納された制御用アプリケーションプログラムを実行することにより制御演算を行い、入出力装置11を介してプロセス12へアクチュエータ操作信号14を出力する。
【0007】
制御装置1が故障した場合は待機系である制御装置2が常用系となり、制御装置1が故障前に行っていたのと同様に入出力装置11を介してプロセス12を制御する。
【0008】
また、制御装置1と制御装置2のプロセス12を制御するための制御用アプリケーションプログラムの変更は保守ツール6を使って行っている。その手順について以下に説明する。
【0009】
保守ツール6内にはアプリケーションプログラム格納メモリ7があり、制御装置1と制御装置2がプロセス12を制御するための制御用アプリケーションプログラムはこのアプリケーションプログラム格納メモリ7に格納されている。保守ツール6を使って変更された制御用アプリケーションプログラムは、まずアプリケーションプログラム格納メモリ7に格納される。
【0010】
次に、ケーブル5は制御装置1と保守ツール6間に接続され、アプリケーションプログラム格納メモリ7に格納されている変更された制御用アプリケーションプログラムは、ケーブル5を介して保守ツール6内のアプリケーションプログラム格納メモリ7から制御装置1内のアプリケーションプログラム格納メモリ3へ転送される。また、ケーブル5は制御装置2と保守ツール6間に接続され、アプリケーションプログラム格納メモリ7に格納されている変更された制御用アプリケーションプログラムは、ケーブル5を介して保守ツール6内のアプリケーションプログラム格納メモリ7から制御装置2内のアプリケーションプログラム格納メモリ4へ転送される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記プロセス制御装置10では、制御装置1、制御装置2の各々へ制御用アプリケーションプログラムを保守ツール6から書き込む操作は、人間系によりケーブル5をつなぎ変えることにより両制御装置に対して別々に行わなければならない。
【0012】
従って、もし保守ツール6で制御用アプリケーションプログラムの変更作業を行い、その変更された制御用アプリケーションプログラムを一方の制御装置にのみ書き込み、他方の制御装置に書き込むことを行わなかった場合、両系制御装置内の制御用アプリケーションプログラムが異なることになる。
【0013】
これにより、両系制御装置が正常に運転中に、常用系側の制御装置に変更された制御用アプリケーションプログラムが格納され、待機系の制御装置には格納されていない場合、常用系側の制御装置が故障し待機系側の制御装置がバックアップした際にプロセス12の制御が正しく行われないという問題が発生する。
【0014】
本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、その目的は2重化された制御装置間の制御用アプリケーションプログラムの不一致を防ぐことができるプロセス制御装置を提供するものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項1は、プロセスを制御するための制御用アプリケーションプログラムを格納するアプリケーションプログラム格納メモリを有する保守ツールと、前記制御用アプリケーションプログラムの内容が同じである2台の制御装置と、前記2台の制御装置の一方が常用系、他方が待機系とし前記制御用アプリケーションプログラムを変更する際、変更後の制御用アプリケーションプログラムが前記2台の制御装置内の前記アプリケーションプログラム格納メモリに書き込まれるように構成されたプロセス制御装置において、一方の制御装置に入力される制御用アプリケーションプログラムを他方の制御装置へ双方向に転送できるデータ送受信器と、前記保守ツールより常用系制御装置に入力される制御用アプリケーションプログラムを前記常用系制御装置のアプリケーションプログラム格納メモリへ書き込み、かつ待機系制御装置内のアプリケーションプログラム格納メモリへは、前記常用系制御装置から前記待機系制御装置へ入力される前記制御用アプリケーションプログラムを書き込む制御回路とを有し、前記保守ツールより前記常用系制御装置に書き込まれる制御用アプリケーションプログラムを前記常用系制御装置を経由して前記待機系制御装置へも書き込むことにより前記2台の制御装置内の制御用アプリケーションプログラムを常に同じ内容とすることを特徴とする。
【0016】
本発明の請求項2は、請求項1記載のプロセス制御装置において、前記2台の制御装置のうち自制御装置が常用系でかつ相手制御装置への制御用アプリケーションプログラムの書き込みが不可であった場合、または自制御装置が待機系でかつ前記保守ツールより直接に前記制御用アプリケーションプログラムの書き込み操作がなされた場合、前記制御装置の外部へ警報信号を出力する不一致操作検出ロジックを備えたことを特徴とする。
【0017】
本発明の請求項3は、請求項1記載のプロセス制御装置において、前記保守ツールにて前記アプリケーションプログラム格納メモリに変更された制御用アプリケーションプログラムが格納された際に変更された制御用アプリケーションプログラムの変更履歴番号を格納する変更履歴番号格納メモリと、前記保守ツールの前記アプリケーションプログラム格納メモリに格納された制御用アプリケーションプログラムが前記2台の制御装置各々が有する前記アプリケーションプログラム格納メモリに書き込まれる際に、前記変更履歴番号格納メモリに格納された前記変更履歴番号を、前記2台の制御装置各々に格納する変更履歴番号格納メモリと、自制御装置の前記変更履歴番号格納メモリに格納された前記変更履歴番号と相手制御装置の変更履歴番号格納メモリに格納された前記変更履歴番号を比較し、その結果両者の前記変更履歴番号が不一致の場合は前記制御装置の外部へ警報信号を出力するデータ比較器とを備えたことを特徴とする。
【0018】
【作用】
本発明のプロセス制御装置によれば、2重化された制御装置が両方とも正常に動作している場合は、両制御装置間の制御用アプリケーションプログラムの不一致を防ぐことができる。また保守ツールから常用系制御装置に書き込まれる制御用アプリケーションプログラムが待機系制御装置に書き込まれなかった場合または保守ツール内の制御用アプリケーションプログラムを待機系制御装置へ直接書き込んだ場合に発生する2台の制御装置内の制御用アプリケーションプログラムの不一致を検出し警報出力することにより、オペレータに制御用アプリケーションプログラムの不一致発生を知らせることができ、2重化された制御装置間の制御用アプリケーションプログラムの不一致を防ぐことができる。
【0019】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施例のプロセス制御装置のブロック構成図(請求項1及び請求項2対応)であり、既に説明した図4の従来のプロセス制御装置と同一部分には同一符号を符して重複説明は省略する。
【0020】
同図に示すように、本実施例のプロセス制御装置10では、一方の制御装置1はアプリケーションプログラム格納メモリ3とデータ送受信器21と制御回路24を備え、また他方の制御装置2はアプリケーションプログラム格納メモリ4とデータ送受信器22と制御回路25を備えている。そして、データ送受信器21とデータ送受信器22間はデータ送信ライン23で接続されており、保守ツール6より入力する制御用アプリケーションプログラムを制御装置1から制御装置2へ、あるいは制御装置2から制御装置1へ転送することができる。また、制御装置1に備えられた制御回路24と制御装置2に備えられた制御回路25は次のような作用をする。
【0021】
制御装置1が常用系で、制御装置2が待機系の場合には、制御装置1のアプリケーションプログラム格納メモリ3へは制御装置1へ保守ツール6より直接入力される制御用アプリケーションプログラムが書き込まれ、制御装置2のアプリケーションプログラム格納メモリ4へは制御装置1へ保守ツール6より入力された制御用アプリケーションプログラムがデータ送受信器21、データ送信ライン23、データ送受信器22を経由して書き込まれる。なお、図1では制御装置1が常用系、制御装置2が待機系の場合が記されている。
【0022】
これとは逆に、制御装置2が常用系で制御装置1が待機系の場合には、制御装置2のアプリケーションプログラム格納メモリ4へは制御装置2へ保守ツール6より直接入力される制御用アプリケーションプログラムが書き込まれ、制御装置1のアプリケーションプログラム格納メモリ3へは制御装置2へ保守ツール6より入力された制御用アプリケーションプログラムがデータ送受信器22、データ送信ライン23、データ送受信器21を経由して書き込まれる。
【0023】
このような構成のプロセス制御装置10によれば、図1に示されるように、例えば制御装置1が常用系で制御装置2が待機系の場合、常用系である制御装置1と保守ツール6をケーブル5で接続し、保守ツール6より制御装置1へ制御用アプリケーションプログラムの書き込み操作を行うと、制御装置1へ書き込まれた制御用アプリケーションプログラムがデータ送受信器21、データ送信ライン23、データ送受信器22を介して制御装置2にも書き込まれる。
【0024】
したがって、両制御装置1、2が両方とも正常に動作している場合は、両系制御装置の制御用アプリケーションプログラムの内容を常に同じにすることができる。
【0025】
本実施例では待機系である制御装置2と保守ツール6をケーブル5で接続し、保守ツール6より制御装置2へ制御用アプリケーションプログラムの書き込み操作を行うと、制御装置2へ書き込まれた制御用アプリケーションプログラムがデータ送受信器22、データ送信ライン23、データ送受信器21を介して制御装置1にも書き込まれる構成となっていないが、これは次の理由による。
【0026】
すなわち、図1の実施例で説明する。プロセス制御装置10がプロセスを制御中にプロセス制御に影響を与えずにプロセス制御装置10の制御用アプリケーションプログラムを変更する必要性がある。この変更方法として、まず待機系である制御装置2の制御用アプリケーションプログラムを変更しておき、次に常用/待機の切り替えを行う。即ち制御装置2を常用系とし制御装置1を待機系にした後に制御装置1の制御用アプリケーションプログラムを変更するという手順を行うからである。
【0027】
このように、図1の例で、待機系である制御装置2と保守ツール6をケーブル5で接続し、保守ツール6より制御装置2へ制御用アプリケーションプログラムの書き込み操作を行った場合は、制御装置2へ書き込まれた制御用アプリケーションプログラムが制御装置1には書き込まれない。待機系である制御装置2と保守ツール6を直接接続し、保守ツール6により制御装置2の制御用アプリケーションプログラムを変更した場合は、制御装置1と制御装置2間で制御用アプリケーションプログラムの不一致が発生する。
【0028】
また、図1の例で、常用系である制御装置1と保守ツール6を接続して保守ツール6により制御装置1の制御用アプリケーションプログラムを変更した場合でも、制御装置2が故障等により制御装置1からの制御用アプリケーションプログラムを入力できないような場合は、やはり制御装置1と制御装置2間の制御用アプリケーションプログラムの不一致が発生する。
【0029】
このような制御装置1と制御装置2間の制御用アプリケーションプログラムの不一致を防ぐために、制御装置1と制御装置2には、それぞれ不一致操作検出ロジック30、31を備え、制御装置1と制御装置2間に制御用アプリケーションプログラムの不一致が発生するような操作が行われないかを監視し、不一致が発生するような操作が発生した場合は警報装置32、33へ出力する。
【0030】
図2は不一致操作検出ロジック30または31のロジック図である。
同図に示すように、不一致操作検出ロジック30または31は、次の場合に警報装置32または33への出力をONとする。すなわち、自制御装置が常用系で、相手系制御装置への制御用アプリケーションプログラムの書き込みが不可であった場合、または自制御装置が待機系で保守ツール6より直接に制御用アプリケーションプログラムの書き込み操作がなされた場合である。
【0031】
このような構成のプロセス制御装置によれば、図1の実施例で制御装置1と制御装置2間の制御用アプリケーションプログラムの不一致が発生した場合に、図2に示す警報装置32、33に警報が出され、オペレータに制御用アプリケーションプログラムの不一致が発生したことが告知される。これによりオペレータは制御用アプリケーションプログラムの不一致を修復する作業を行い、この不一致発生の問題を解決することができる。
【0032】
図3は本発明の他の実施例のプロセス制御装置のブロック図(請求項3対応)である。図3を参照して制御装置1と制御装置2間の制御用アプリケーションプログラムの不一致を防ぐ手段について説明する。なお、図1の実施例と同一部分には同一符号を符して重複説明は省略する。
【0033】
同図に示すように、保守ツール6と制御装置1と制御装置2それぞれには制御用アプリケーションプログラムの変更履歴番号を格納しておくための変更履歴番号格納メモリ41、42、43を設けている。この変更履歴番号とは、変更された各制御用アプリケーションプログラムに対して付けられる各変更された制御用アプリケーションプログラムに固有の番号である。
【0034】
保守ツール6にて制御用アプリケーションプログラムの変更作業を行い、変更された制御用アプリケーションプログラムがアプリケーションプログラム格納メモリ7に格納されると、変更履歴番号格納メモリ41に新たな変更履歴番号が格納される。そして、保守ツール6のアプリケーションプログラム格納メモリ7の制御用アプリケーションプログラムが制御装置1のアプリケーションプログラム格納メモリ3および制御装置2のアプリケーションプログラム格納メモリ4に書き込まれたとき、変更履歴番号格納メモリ41の変更履歴番号が、変更履歴番号格納メモリ42と変更履歴番号格納メモリ43に書き込まれる。
【0035】
また、制御装置1と制御装置2は、それぞれデータ比較器44、45を備えており、データ比較器44は、変更履歴番号格納メモリ42に格納された制御装置1の制御用アプリケーションプログラムの変更履歴番号と、データ送受信器22、データ送信ライン23、データ送受信器21を経由して制御装置2から制御装置1へ入力される変更履歴番号格納メモリ43に格納された制御装置2の制御用アプリケーションプログラムの変更履歴番号を、比較して不一致であれば警報装置32に対して警報指令信号を出力する。
【0036】
同様に、データ比較器45は変更履歴番号格納メモリ43に格納された制御装置2の制御用アプリケーションプログラムの変更履歴番号と、データ送受信器21、データ送信ライン23、データ送受信器22を経由して制御装置1から制御装置2へ入力される変更履歴番号格納メモリ42に格納された制御装置1の制御用アプリケーションプログラムの変更履歴番号を、比較して不一致であれば警報装置33に対して警報指令信号を出力する。
【0037】
このような構成のプロセス制御装置によれば、制御装置1と制御装置2間の制御用アプリケーションプログラムの不一致が発生した場合に、警報装置32、33に警報が出され、オペレータに制御用アプリケーションプログラムの不一致が発生したことが告知される。これによりオペレータはこの制御用アプリケーションプログラムの不一致を修復する作業を行い、この不一致発生の問題を解決することができる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、2重化された制御装置が両方とも正常に動作している場合は、両制御装置間の制御用アプリケーションプログラムの不一致を防ぐことができる。また保守ツールから常用系制御装置に書き込まれる制御用アプリケーションプログラムが待機系制御装置に書き込まれなかった場合または保守ツール内の制御用アプリケーションプログラムを待機系制御装置へ直接書き込んだ場合に発生する2台の制御装置内の制御用アプリケーションプログラムの不一致を検出し警報出力することにより、オペレータに制御用アプリケーションプログラムの不一致発生を知らせることができ、2重化された制御装置間の制御用アプリケーションプログラムの不一致を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のプロセス制御装置のブロック構成図。
【図2】図1の不一致操作検出ロジック内のブロック構成図。
【図3】本発明の他の実施例のプロセス制御装置のブロック構成図。
【図4】従来のプロセス制御装置のブロック構成図。
【符号の説明】
1,2…制御装置、3,4,7…アプリケーションプログラム格納メモリ、5…ケーブル、6…保守ツール、10…プロセス制御装置、11…入力装置、12…プロセス、13…プロセス状態信号、14…アクチュエータ操作信号、21,22…データ送受信器、23…データ送信ライン、24,25…制御回路、30,31…不一致操作検出ロジック、32,33…警報装置、41,42,43…変更履歴番号格納メモリ、44…データ比較器、45…データ比較器。
Claims (3)
- プロセスを制御するための制御用アプリケーションプログラムを格納するアプリケーションプログラム格納メモリを有する保守ツールと、前記制御用アプリケーションプログラムの内容が同じである2台の制御装置と、前記2台の制御装置の一方が常用系、他方が待機系とし前記制御用アプリケーションプログラムを変更する際、変更後の制御用アプリケーションプログラムが前記2台の制御装置内の前記アプリケーションプログラム格納メモリに書き込まれるように構成されたプロセス制御装置において、一方の制御装置に入力される制御用アプリケーションプログラムを他方の制御装置へ双方向に転送できるデータ送受信器と、前記保守ツールより常用系制御装置に入力される制御用アプリケーションプログラムを前記常用系制御装置のアプリケーションプログラム格納メモリへ書き込み、かつ待機系制御装置内のアプリケーションプログラム格納メモリへは、前記常用系制御装置から前記待機系制御装置へ入力される前記制御用アプリケーションプログラムを書き込む制御回路とを有し、前記保守ツールより前記常用系制御装置に書き込まれる制御用アプリケーションプログラムを前記常用系制御装置を経由して前記待機系制御装置へも書き込むことにより前記2台の制御装置内の制御用アプリケーションプログラムを常に同じ内容とすることを特徴とするプロセス制御装置。
- 請求項1記載のプロセス制御装置において、前記2台の制御装置のうち自制御装置が常用系でかつ相手制御装置への制御用アプリケーションプログラムの書き込みが不可であった場合、または自制御装置が待機系でかつ前記保守ツールより直接に前記制御用アプリケーションプログラムの書き込み操作がなされた場合、前記制御装置の外部へ警報信号を出力する不一致操作検出ロジックを備えたことを特徴とするプロセス制御装置。
- 請求項1記載のプロセス制御装置において、前記保守ツールにて前記アプリケーションプログラム格納メモリに変更された制御用アプリケーションプログラムが格納された際に変更された制御用アプリケーションプログラムの変更履歴番号を格納する変更履歴番号格納メモリと、前記保守ツールの前記アプリケーションプログラム格納メモリに格納された制御用アプリケーションプログラムが前記2台の制御装置各々が有する前記アプリケーションプログラム格納メモリに書き込まれる際に、前記変更履歴番号格納メモリに格納された前記変更履歴番号を、前記2台の制御装置各々に格納する変更履歴番号格納メモリと、自制御装置の前記変更履歴番号格納メモリに格納された前記変更履歴番号と相手制御装置の変更履歴番号格納メモリに格納された前記変更履歴番号を比較し、その結果両者の前記変更履歴番号が不一致の場合は前記制御装置の外部へ警報信号を出力するデータ比較器とを備えたことを特徴とするプロセス制御装置。
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JP27636194A Expired - Lifetime JP3751328B2 (ja) | 1994-11-10 | 1994-11-10 | プロセス制御装置 |
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