JP5842621B2 - 分析装置ユニット構築システム - Google Patents

Description

本発明は、単体の分析用機器（コンポーネント）を複数組み合わせることで一つの分析装置ユニットを構築するシステムに関する。

なお、本発明において分析装置（分析装置ユニット）は、測定対象である試料の物理量を測定する、あらゆる種類の装置を含む。

例えばクロマトグラフ装置、分光光度計、質量分析装置といった分析装置は通常、その分析装置を制御したりデータ収集を行ったりするための分析制御装置と接続されている。
従来、分析装置と分析制御装置とは、例えばＲＳ−２３２Ｃなどのケーブルを用いて一対一の形態で相互接続されてきた。しかしこれには、分析装置毎に分析制御装置を用意しなければならないためにコストがかかるという問題がある。また、このような通信ケーブルは使用可能な長さに制限があることが少なくない（例えばＲＳ−２３２Ｃケーブルの場合、通信可能な長さは最大１５ｍ程度）等の理由により、一対一接続の場合には分析装置と分析制御装置を互いに隣接させて配置するのが一般的である。そうすると、複数の分析装置が異なる箇所に設置されている場合、分析者がわざわざ各分析装置が設置されている箇所に足を運んで操作・制御しなければならないという不便さが生じる。

このような事情を踏まえ、近年では、分析装置や分析制御装置などにネットワーク通信モジュールを組み込むことにより、ネットワークを通じて遠隔端末から分析装置の監視や制御を行うシステムが一般的になりつつある（例えば、特許文献１参照）。このようなシステム形態により、遠隔的、また一括集中的に複数の分析装置の制御を行うことができるようになっている。なお、分析制御装置は、通常、所定の制御・処理ソフトウエアがインストールされたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）によって構成される。

また、分析装置は従来、複数の分析用機器が一体となって構成されていたが、近年では分析用機器が互いに独立したコンポーネントとして設けられ、目的に応じて組み合わせることにより、１つのユニットとしての分析装置を構成することが多くなっている。例えば図３に示すシステムでは、検出器、ポンプ、オーブン、オートサンプラはそれぞれ独立したコンポーネントであり、これらのコンポーネントが組み合わされることで１つの分析装置ユニットが構成されている。この分析装置ユニットは、各コンポーネントの動作を制御するシステムコントローラと接続され、システムコントローラはさらに分析制御装置であるＰＣとネットワーク（ＮＷ）を介して接続される。システムコントローラは、ＰＣから制御命令を受けて各コンポーネントの制御を行うと共に、コンポーネントから得られた測定データを所定のタイミングでＰＣに転送する。

このようなシステムにおいて分析制御装置は、分析装置ユニットの構成をシステムコントローラのコンポーネントとの接続によって認識する。図３の例では、一つの分析装置ユニットしか描かれていないが、複数の分析装置ユニットが存在する場合でも同様である。

特開2004-012217号公報

上述したように、複数のコンポーネントを組み合わせてユニットを構成することにより、ユーザのニーズに合わせた分析装置をきめ細かく構築することが可能となる。これはコスト的にも有利であるうえ、メンテナンスも容易である。加えて、必要に応じてコンポーネントを追加したり取り外したりすることで、組み替えを行うことができるという柔軟性もある。しかし、図３のようなシステムでは、従来、システムコントローラとコンポーネントの間が有線ケーブルによって接続されていたため、配線に手間が掛かると共に、ケーブルが邪魔になったり、見た目にも好ましくなかったりするという問題があった。

本発明は以上の課題を解決するためのものであり、その主な目的は、分析装置ユニットの構築を自在に、且つ、容易に行うことができる分析装置ユニット構築システムを提供することである。

上記の課題を解決するために成された本発明に係る分析装置ユニット構築システムは、
互いに独立した単体の分析用機器であるコンポーネントを複数組み合わせることにより一つの分析装置ユニットを構築し、このように構築された一又は複数の分析装置ユニットをネットワークを介して分析制御装置によって制御する分析装置ユニット構築システムにおいて、
前記各分析装置ユニットは、ネットワークとコンポーネントの間の通信を中継する中継部を有し、
前記各分析装置ユニットを構成する各コンポーネントと前記中継部はそれぞれ相互に無線通信を行うための無線通信手段を備え、
前記中継部は、それが属する分析装置ユニットを構成する複数のコンポーネントを識別するためのコンポーネント識別テーブルと、ネットワーク通信を行うためのネットワーク通信手段とを備え、
さらに
前記分析制御装置は、前記中継部が備える前記コンポーネント識別テーブルを参照することにより、前記中継部が属する分析装置ユニットを構成する各コンポーネントを認識する構成認識部を備えることを特徴とする。

なお、前記中継部は、コンポーネントのいずれかに設けられていても良いし、専用の通信用機器であっても良い。

従来例で説明したように、分析装置ユニットには通常、コンポーネントの動作を制御するシステムコントローラが設けられる。従来のシステムでは、分析装置ユニットとシステムコントローラは一対一に設けられていたが、本発明のシステムでは、一台のシステムコントローラが複数の中継部とネットワークを介して接続され、該中継部を経由して複数の分析装置ユニットの各コンポーネントの動作を制御する形態を用いても良い。また、従来と同様に、システムコントローラと分析装置ユニットが一対一に対応していても良い。このようにシステムコントローラと分析装置ユニットが一対一に対応している場合、前記中継部は、システムコントローラに設けることができる。

コンポーネントが無線通信によりデータの送受信を行う場合、複数の分析装置ユニットが近接していると、一つの分析装置ユニットに含まれるコンポーネントが他の分析装置ユニットのものであると認識されたり、そのような誤認識をネットワークに接続された分析制御装置までもが取得したりして、誤った制御が行われる可能性がある。そこで本発明のシステムでは、コンポーネントとネットワークとの中継を行う中継部にコンポーネント識別テーブルを設け、分析装置ユニットを正しく認識させることにより、この問題を解決している。

このように、本発明のシステムでは、無線通信によりデータの送受信を行っても、一つの分析装置ユニットとして問題なく機能させることができるため、分析装置ユニットを構築する際に配線を行う必要がなく、ユーザの手間が大幅に削減される。また、従来のようにケーブルが邪魔になることもなく、見た目も好ましいものとなる。

なお、本発明におけるコンポーネント（分析用機器）としては、それ自体が分析を行うガスクロマトグラフや液体クロマトグラフの他、その分析のために用いられるポンプやオートサンプラ等も含まれる。また、各ユニットのシステムコントローラは、独立の機器として設けられていてもよいし、ガスクロマトグラフや検出器等のコンポーネントに付設されていてもよい。

本発明においては、各中継部とネットワークとの接続は、有線であってもよいし無線であってもよい。無線である場合には、各分析装置ユニット内で用いられる上記無線通信とは異なるシステム又はプロトコルを用いる。

本発明に係る分析装置ユニット構築システムでは、分析装置ユニットの構築を無線通信によって行っている。そのため、従来のように配線を行う必要がなくなり、分析装置ユニットを構築するための手間が大幅に削減される。それと共に、ケーブルが邪魔になることがなくなり、見た目も改善される。

本発明に係る分析装置ユニット構築システムの一実施例を示す概略構成図。 本発明に係る分析装置ユニット構築システムの他の実施例を示す概略構成図。 従来技術に係る分析装置ユニット構築システムの構成例。

以下、本発明に係る分析装置ユニット構築システムの一実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明に係る分析装置ユニット構築システムの一実施例の概略構成図である。本実施例の分析装置ユニット構築システム１（以下、適宜「本システム」と略称する）は、以下に説明する構成を有している。

なお、本発明において、分析装置ユニットの種類は何ら限定されない。また、システムネットワークＮＷに接続される装置、機器、サーバ、コンピュータなどの各種機器の種類や台数は、本実施例において示すものには何ら限定されない。

ＬＡＮ等のシステムネットワークＮＷには、使用者が操作することにより分析装置ユニットを制御するための各種の指示を入力する分析制御装置としてのコンピュータ２が接続されている。コンピュータ２によって、分析装置ユニットから取得された分析データを確認することも可能である。また、コンピュータ２は、所定のプログラムをＣＰＵが実行することによって具現化される構成認識部３（詳細は後述する）を備えている。

システムネットワークＮＷには、分析装置ユニットＡ４、分析装置ユニットＢ１２が接続されている。分析装置ユニットＡ４には、それぞれが独立したコンポーネントである検出器Ａ５、ポンプＡ６、オーブンＡ７、オートサンプラＡ８が含まれている。これら各コンポーネントは無線通信手段を備える。本システム１において検出器Ａ５、ポンプＡ６、オーブンＡ７、オートサンプラＡ８は互いに配管等のみによって接続されており、データ通信用の有線接続は行われない。

また、分析装置ユニットＡ４には、各コンポーネントの動作を制御するシステムコントローラＡ９が含まれている。システムコントローラＡ９は無線通信手段とネットワーク通信手段を備えた中継部Ａ１０を有している。中継部Ａ１０は、自身と各コンポーネントが備える無線通信手段によって相互に無線通信を行う。また、ネットワーク通信手段によりネットワークＮＷと接続されており、ネットワークＮＷを介してコンピュータ２と通信する。なお、中継部Ａ１０とネットワークＮＷとの接続は、有線であっても無線であっても構わない。

中継部Ａ１０はコンポーネント識別テーブルＡ１１を図示しない記憶部に保持している。このコンポーネント識別テーブルＡ１１には、分析装置ユニットＡ４を構成するコンポーネントとして、検出器Ａ５、ポンプＡ６、オーブンＡ７、オートサンプラＡ８が、それら各々のＩＤであるａ、ｂ、ｃ、ｄと対応づけて登録されている。

分析装置ユニットＢ１２も分析装置ユニットＡ４と同様の構成を有しており、コンポーネントとして検出器Ｂ１３、ポンプＢ１４、オーブンＢ１５、オートサンプラＢ１６が含まれている。これら各コンポーネント１３〜１６は無線通信手段を有している。分析装置ユニットＢ１２にもまた、これらの各コンポーネントの動作を制御するシステムコントローラＢ１７が含まれており、システムコントローラＢ１７は無線通信手段とネットワーク通信手段を備えた中継部Ｂ１８を含む。中継部Ｂ１８には、分析装置ユニットＢ１２がどのコンポーネントから構成されるかを記憶したコンポーネント識別テーブルＢ１９を図示しない記憶部に保持している。コンポーネント識別テーブルＢ１９に関しても、図１に示すように、検出器Ｂ１３、ポンプＢ１４、オーブンＢ１５、オートサンプラＢ１６の各コンポーネントが、それら各々のＩＤであるｅ、ｆ、ｇ、ｈと対応づけて登録されている。

上述したように、中継部Ａ１０、Ｂ１８、及び各コンポーネントは無線通信手段を備える。この無線通信手段は、数メートルの距離での範囲における通信が可能な近距離無線インターフェースから成る。近距離無線の規格として、例えばZigBee(IEEE802.15.4)、Wibree、ZigBee（登録商標）、Ultra Wide Band規格による通信、Bluetooth（登録商標）、赤外線通信などを用いることができるが、これらに限定されるものではもちろんない。

コンピュータ２における構成認識部３は、システムネットワークＮＷを介してコンピュータ２と接続されている中継部（本実施例では中継部Ａ１０、中継部Ｂ１８）と通信を行い、それぞれのコンポーネント識別テーブル（コンポーネント識別テーブルＡ１１、コンポーネント識別テーブルＢ１９）を参照することにより、それら各中継部Ａ１０、Ｂ１８が属している分析装置ユニット（分析装置ユニットＡ４、分析装置ユニットＢ１２）を構成するコンポーネントを確認する。

なお、コンポーネント識別テーブルの設定は、例えば中継部に所定の操作を行い、該操作を行った時点から次の操作を行うまでに該中継部が無線を認識したコンポーネントのＩＤを自動で取得させることにより行っても良い。また、コンピュータ２の構成認識部３においてユーザが自らコンポーネント識別テーブルを中継部毎に設定し、それを各中継部に反映させるようにしても良い。誤った構成が認識されてしまった場合は、中継部において上記操作をやり直すか、コンピュータ２において各コンポーネント識別テーブルを修正すれば良い。

以上の操作により、コンポーネント識別テーブルＡ１１、Ｂ１９にそれぞれ、指定されたコンポーネントが各々のＩＤと関連付けて記憶される。なお、コンポーネント識別テーブルＡ１１、Ｂ１９に記憶されている情報は、コンピュータ２が該テーブルと接続する度に取得しても構わないし、コンピュータ２における所定の記憶領域において、該情報を同期して保存するようにしても構わない。

上述した例では、各分析装置ユニットにおいて、コンポーネントは互いに通信を行うことなく、それぞれ中継部と通信を行っている。しかしながら、コンポーネント間でも通信を行い、中継部とは一つのコンポーネントのみが通信を行う形態としてもよい。例えば、図１に示した例において、検出器Ａ５−ポンプＡ６−オーブンＡ７−オートサンプラＡ８−中継部Ａ１０のような形態で通信を行ってもよい（この通信順序は一例であって、コンポーネント、システムコントローラの順番は問わない）。このような接続形態とすることで、あるコンポーネントが物理的に離れて設置されているために、中継部との近距離無線による通信が難しい場合であっても、分析装置ユニット内において、中継部との確実な接続を実現することが可能となる。また、コンポーネント間で通信を行う形態とすることで、コンポーネント間での時間的同期も容易に行うことが可能となる。

また、上記実施例では、各分析装置ユニットにおいてシステムコントローラが一台含められていたが、システムコントローラをシステム１全体に一台だけ設けた構成とすることもできる（図２）。このようなシステム構成とすることにより、一台のシステムコントローラのみを経由して、システム１に接続された分析装置ユニットの全てを制御できるため、コストダウンを図ることができる。

以上、本発明に係る分析装置ユニット構築システムについて実施例を用いて説明したが、上記は例に過ぎないことは明らかであり、本発明の趣旨の範囲内で適宜に変更や修正、又は追加を行っても構わない。

１…分析装置ユニット構築システム
２…コンピュータ
３…構成認識部
４…分析装置ユニットＡ
５…検出器Ａ
６…ポンプＡ
７…オーブンＡ
８…オートサンプラＡ
９…システムコントローラＡ
１０…中継部Ａ
１１…コンポーネント識別テーブルＡ
１２…分析装置ユニットＢ
１３…検出器Ｂ
１４…ポンプＢ
１５…オーブンＢ
１６…オートサンプラＢ
１７…システムコントローラＢ
１８…中継部Ｂ
１９…コンポーネント識別テーブルＢ
ＮＷ…システムネットワーク

Claims (7)

1. 互いに独立した単体の分析用機器であるコンポーネントを複数組み合わせることにより一つの分析装置ユニットを構築し、このように構築された一又は複数の分析装置ユニットをネットワークを介して分析制御装置によって制御する分析装置ユニット構築システムにおいて、
   前記各分析装置ユニットは、ネットワークとコンポーネントの間の通信を中継する中継部を有し、
   前記各分析装置ユニットを構成する各コンポーネントと前記中継部はそれぞれ相互に無線通信を行うための無線通信手段を備え、
   前記中継部は、それが属する分析装置ユニットを構成する複数のコンポーネントを識別するためのコンポーネント識別テーブルと、ネットワーク通信を行うためのネットワーク通信手段とを備え、
   さらに
   前記分析制御装置は、前記中継部が備える前記コンポーネント識別テーブルを参照することにより、前記中継部が属する分析装置ユニットを構成する各コンポーネントを認識する構成認識部を備える
   ことを特徴とする分析装置ユニット構築システム。
2. 前記各分析装置ユニット内において、前記中継部が前記コンポーネントのいずれかに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の分析装置ユニット構築システム。
3. 各分析装置ユニットが、該分析装置ユニットに属するコンポーネントの動作を制御するシステムコントローラを具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の分析装置ユニット構築システム。
4. 前記中継部が、前記システムコントローラに設けられていることを特徴とする請求項３に記載の分析装置ユニット構築システム。
5. 前記ネットワークに接続されている一又は複数の分析装置ユニットに属する全てのコンポーネントを制御するシステムコントローラが前記ネットワーク上に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の分析装置制御ユニット構築システム。
6. 前記コンポーネント識別テーブルに記憶されるコンポーネントが、前記中継部及び／又は前記構成認識部を介して設定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の分析装置ユニット構築システム。
7. 前記分析制御装置からの各分析装置ユニットに対する1つの制御命令が、前記中継部を介した後は、該分析装置ユニットを構成する各コンポーネント間で順次伝達されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の分析装置ユニット構築システム。

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