JP6375864B2

JP6375864B2 - 遠心機及び遠心機の運転情報収集システム

Info

Publication number: JP6375864B2
Application number: JP2014214927A
Authority: JP
Inventors: 久延大山; 高橋　廣之; 廣之高橋
Original assignee: Koki Holdings Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2014-10-21
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2018-08-22
Anticipated expiration: 2034-10-21
Also published as: JP2016078011A

Description

本発明は、サンプルがセットされたロータを高速で回転する機能を有する複数の遠心機（遠心分離機）と、それら遠心機からネットワークを介して稼働データを収集するデータ管理装置を用いた遠心機の運転情報収集システムに関する。

ワクチンや医薬品の製造過程では、原料からウイルス、培養細胞、および培養菌体を分離するという目的で遠心機が使用されている。また献血によって採取された血液は血液センターに集められ、製薬、製剤の前処理のために遠心機が用いられる。従来から、ワクチンや医薬品製造にあたってはＧＭＰ（ＧｏｏｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＰｒａｃｔｉｃｅ）という、製造に関するソフト面およびハード面の規範が決められ、これに適合した設備や管理の下で製造しなければならない。このＧＭＰの要求を満足するためには、遠心機を含むすべての工程を管理するための膨大な資料を必要とし、これらの資料は紙による保管を余儀なくされている。

ＧＭＰの要求に沿って、例えば、遠心機を誰がどのような条件で操作したのか、また、遠心機の回転数、温度、運転時間などの設定状態と、その運転状態をすべて管理するが、オペレータが記録した紙によるデータだけしか残らない場合、記録ミスや記録漏れなどの人為ミスを完全に防ぐことは難しい。このような紙による資料の保管による不都合を解消するために、紙の代わりに電子データを正式な記録として管理することを認めるガイドライン（例えば、米国連邦規則第２１条第１１章：電子記録・電子署名に関するガイドライン）が制定されており、遠心機の運転記録を電子データにより記録することが行なわれている。

上記ガイドラインに則した電子記録をするために、例えば遠心機１台ごとにデータ管理装置を１台ずつ接続して記録する方法や、複数の遠心機の運転情報を１台のデータ管理装置に集約して管理する方法が知られている。遠心機１台ごとにデータ管理装置を１台ずつ接続する方法としては、例えば特許文献１に示す技術が知られている。しかしながら、製薬、製剤の業務などのように数台から十数台の遠心機が用いられる場合は、それぞれの遠心機にデータ管理装置を１台ずつ用意するのは費用や設置場所の面で不経済であるため、１台のデータ管理装置に運転情報を集約する方式が好ましい。

上記の特許文献１の技術は、遠心機と、その稼働状態を監視するデータ管理装置（情報取得装置）を設け、情報分析装置がＬＡＮを介して複数の遠心機に接続している。しかしながら、情報分析装置データは、遠心機における障害発生時、または駆動部またはロータの寿命が近付いているときまたは寿命に到達したときのみ、データ管理装置と通信が行われるので、稼働状態のデータをリアルタイムに遠隔収集する技術ではない。

一方、１台のデータ管理装置を用いてネットワークで接続された複数台の遠心機の稼働状態を監視する運転情報収集システムも提案されている。特許文献２では、複数台の遠心機を１台のデータ管理装置で管理し、遠心機は所定間隔毎に稼働データをデータ管理装置に送出すると共に、ロータの回転速度が設定速度に到達した時点や減速開始時等の特定のイベント時の時間情報を含む特定イベントデータをデータ管理装置に送出するように構成した。

特開２０００−２４６１４７号公報特許５３８１８３２号

特許文献２のような通信を用いてリアルタイムに稼働記録を行うシステムにおいては、通信経路に障害が発生するとデータ管理装置による記録ができなくなる。記録が残らずに遠心分離された試料はトレーサビリティが成立しないため、状況によっては次工程の製剤・製薬の原料として使用することができず、廃棄等による多額の損失を生じるリスクを抱えている。このような通信障害によるリスク回避のために、障害期間中の稼働データを遠心機本体の記憶装置に一時的に記憶しておき、障害復旧時にデータ管理装置にアップロードすれば良い。ところが遠心機本体の記憶装置は、データ管理装置として用いるパソコン等と比べると極めてメモリ容量が少ないことが多く、たとえば通信障害が長時間に及ぶ場合には記憶装置の残容量が不足し、それ以上の記録が残せないという制約があった。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、ネットワークを活用してデータ管理装置で複数台の遠心機の稼働データを収集するにあたり、通信障害が発生してもより多くの稼働記録を残し、試料の廃棄による損失リスクを軽減することができる遠心機及び遠心機の運転情報収集システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、通信障害中の遠心機本体による稼働記録をできるだけ長時間にわたって収集及び記録できるようにした遠心機及び遠心機の運転情報収集システムを提供することにある。

本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。
本発明の１つの特徴によれば、モータを含む駆動部と、駆動部によって回転され試料を保持するためのロータと、駆動部の回転を制御する制御部と、ネットワーク等の通信手段を介して外部のデータ管理装置と通信するための通信制御手段を有する遠心機であって、制御部は、入力された設定時間の間、入力された設定速度でロータを回転させ、設定時間経過後にロータの回転速度を減速するよう制御する。制御部は、時間情報とロータの回転速度を含み第１の所定間隔Ｔｆ _１毎に定期的に取得される“稼働データ”を第１の所定間隔Ｔｆ_１毎にネットワークで接続されたデータ管理装置に送信する。また、第１の所定間隔Ｔｆ _１毎とは非定期に、別のデータとして取得されるものであって前記遠心機の運転状態の変化点を示すイベント（特定事象）の発生時点の時間情報とロータの回転速度を含む“特定イベントデータ”をデータ管理装置に送信する。データ管理装置は、遠心機から送出された稼働データ及び特定イベントデータを受信し、機器毎に分けてハードディスク装置等の記憶装置に記録する。

本発明の他の特徴によれば、遠心機の制御部は、データ管理装置との通信に障害が発生したことを検出すると、データ管理装置へのデータの送信に代えて障害の発生期間中の稼働データを第２の所定間隔Ｔｆ_２（但し、Ｔｆ_２＞Ｔｆ_１）毎に遠心機内に設けられた記憶装置（メモリ装置）に記憶し、併せて特定イベントデータも記憶装置に記憶するように構成した。このように構成したことによって、ネットワーク障害期間中の稼働データも、障害が復旧した後にデータ管理装置で収集・管理をすることができ、トレーサビリティ消失に起因する試料の廃棄等の損失リスクを軽減できる。ここで、障害の発生期間において稼働データを、第１の所定間隔Ｔｆ_１より長い第２の所定間隔Ｔｆ_２にて取得するようにしたので、記憶装置の容量を増加させることなくより長時間のネットワーク障害に対して稼働データの収集ができる。第１の所定間隔Ｔｆ_１または第２の所定間隔Ｔｆ_２のうち少なくとも一方は、初期設定項目の一つとしてユーザが変更できるようにすると好ましい。

本発明のさらに他の特徴によれば、制御部は、障害の復旧後に記憶装置に記憶された稼働データ及び特定イベントデータをデータ管理装置へ送出（送信）する。この送出は、復旧後に取得された稼働データ及び特定イベントデータの送出処理と、障害時にストアしたデータの送信処理を並列に行うようにしても良いし、遠心分離運転が終了した後に障害時にストアしたデータを送信（バッチ処理）するようにしても良い。制御部は、障害時に記憶装置に記憶された稼働データ及び特定イベントデータをデータ管理装置へ正常に送出できたら、記憶装置に格納された送信済みの稼働データ及び特定イベントデータを削除することによって記憶装置のメモリ空間を開放する。

本発明のさらに他の特徴によれば、制御部は、障害の発生期間中に記憶装置の残容量（未使用容量）の減少に応じて、第２の所定間隔Ｔｆ_２を第３の所定間隔Ｔｆ_３（但し、Ｔｆ_３＞Ｔｆ_２）に変更するようにしてデータの記録可能時間をさらに延ばすように構成した。また、障害の発生期間中に記憶装置の残容量の減少に応じて、記憶装置に記憶された稼働データの一部を削除して間引くことにようにした。ここでは記憶装置に記憶されているデータのうち特定イベントデータは削除しない。また、稼働データのうち第３の所定間隔に相当する稼働データは残し、それ以外の稼働データを間引くように削除する。

本発明によれば、遠心機の制御部は、遠心機が稼働している際に所定間隔毎に収集した稼働データを、ネットワークを介してデータ管理装置宛に定期的に送出し、ネットワークに障害が生じた場合は一時的に制御部内の記憶装置に稼働データを記憶しておき、ネットワークの障害が復旧したときに、記憶装置からネットワークを介してデータ管理装置宛に再送信するので、ネットワーク障害期間中の稼働データも、障害復旧後にデータ管理装置にて管理することができるので、トレーサビリティ消失に起因する試料の廃棄等の損失リスクを軽減することができる。
本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。

本発明の実施例に係る遠心機の運転情報収集システムを示す全体構成図である。本発明の実施例に係るデータ管理装置１及び遠心機２ａ、２ｂの制御回路構成を示すブロック図である。図１の遠心機２からデータ管理装置１に送出される送信データ３０のデータフォーマットである。本発明の実施例に係る遠心機の運転中に通信障害が発生した場合の運転情報の収集タイミングを示すタイムチャートである。本発明の実施例に係る遠心機の通信障害期間中の運転情報が記憶される記憶装置２５の内部メモリマップ５１である。図４のＡ部の拡大図である。図１の遠心機２における運転情報の収集、送信又は格納手順を示すフローチャートである。本発明の実施例に係るデータ管理装置１における送信データ３０の受信及び記録手順を示すフローチャートである。障害復旧時において遠心機２が蓄積された送信データ３０をデータ管理装置１に送信する手順を説明するフローチャートである。本発明の第２の実施例に係る遠心機の運転中に通信障害が発生した場合の運転情報の収集タイミングを示すタイムチャートである。本発明の第２の実施例に係る遠心機の運転中に通信障害が発生した場合の運転情報の収集タイミングを示すフローチャートの一部である。本発明の第３の実施例に係る遠心機の運転中に通信障害が発生した場合の運転情報が記憶されるメモリマップである。本発明の第３の実施例に係る遠心機の運転中に通信障害が発生した場合の運転情報の収集タイミングを示すフローチャートの一部である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。

図１は本発明の実施例に係る遠心機の運転情報収集システムを示す全体構成図である。本実施例のシステムでは、１台のデータ管理装置１に、ネットワーク１０を介して５台の遠心機２（２ａ〜２ｅ）が接続されている。データ管理装置１は、汎用のパーソナルコンピュータやサーバを用いることができ、遠心機２から送信される後述する運転情報（稼働データ、特定イベントデータ）を受信して、集計および記録する。遠心機２は、それぞれ、試料を保持するためのロータ２２と、ロータ２２を回転させるためのモータを含む駆動部２３と、モータの回転を制御する制御部と、運転状態を表示する操作表示部２６と、外部のネットワークに通信するための通信制御手段を含んで構成される。本実施例においては、遠心機２ａ〜２ｅは、同一機種であっても良いし、別機種であってもよく、例えば遠心機２ａは最高回転速度１５０，０００ｒｐｍの超遠心機、遠心機２ｂは最高回転速度７，０００ｒｐｍの血液分離用遠心機のように別機種を混在させることが可能である。遠心機２ａ〜２ｅが別機種の場合、設定できるロータ２２の種類や直径、最高回転数が異なっても良く、また、冷却装置の有無や真空ポンプの有無などの違いなどがあっても良い。さらに、接続される遠心機２の台数は限定されず、ネットワーク１０の接続可能台数やデータ管理装置１の処理能力を考慮して接続台数を設定できる。

ネットワーク１０としては、公知のネットワーク技術を利用することができる。例えば、広く普及しているＩＥＥＥ８０２．３規格によるネットワークを用いることができ、その場合はネットワーク回線上でのデータ衝突回避機能を有するので、複数の遠心機２を接続する場合には特に好ましい。また、またデータ管理装置１および各遠心機２には個々を識別する固有のアドレスが付与される。この固有のアドレスを用いることによって各遠心機２は、ネットワークに接続された複数の遠心機２の中から特定のデータ管理装置１に情報を送信することが可能となる。本実施例では通信プロトコルとしてＩＥＥＥ８０２．３で使用されることが多いＴＣＰ／ＩＰを採用したシステムを想定し、個々のアドレスとしてＩＰアドレス（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌＡｄｄｒｅｓｓ）を用いるようにした。ＴＣＰ／ＩＰとＩＰアドレスを用いることによって、固有のＩＰアドレスを持つ機器同士における情報の通信が可能となる。そのためには、データ管理装置１および遠心機２が固有のＩＰアドレスを持つ必要がある。また、それぞれの遠心機２は、データ管理装置１のＩＰアドレスを知っている必要がある。データ管理装置１のＩＰアドレスは、遠心機２側のプログラム内に記録されるか、またはプログラム可能領域に記録された設定ファイルに記録される。また、遠心機２の情報をインターネット等を介してデータ管理装置１に送信する際に、ＴＣＰ／ＩＰの機能により遠心機２のＩＰアドレスが付け加えられるので、データ管理装置１は遠心機２のＩＰアドレスを知ることができる。

本実施例ではネットワーク１０の規模は限定されず、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）であっても、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）であっても、インターネットを用いたネットワークであっても良い。ネットワーク１０で接続できる範囲であれば、データ管理装置１や遠心機２ａ〜２ｅの設置場所は問われない。例えば、同じ部屋にこれら全部を設置する集中配置でも良いし、データ管理装置１が本社ビルに設置され、遠心機２が各事業所に分散して配置されているような分散設置であっても良い。

図２は、本発明の実施例に係るデータ管理装置１及び遠心機２ａ、２ｃの制御回路構成を示すブロック図である。データ管理装置１は専用のコンピュータ又は汎用のパーソナルコンピュータであり、処理装置（ＣＰＵ）１１と、情報を表示する液晶ディスプレイ等の表示装置１２と、ＲＡＭやハードディスク装置等の記憶装置１３と、ネットワーク１０に接続するための通信制御装置１４を含んで構成される。データ管理装置１に含まれる構成はこれらだけに限らないが、その内部構成は公知であるので更なる説明は省略する。通信制御装置１４には、ネットワーク１０への接続ケーブルを装着するためのコネクタ１９が設けられる。

遠心機２は、試料を保持して回転するロータ２２と、ロータ２２を回転させるモータを含む駆動部２３と、駆動部２３を制御する処理装置２１を含んで構成される。処理装置２１には、ＲＡＭやフラッシュメモリ等の記憶装置２５や、遠心機２の上部に設けられるタッチ式液晶表示パネル等の操作表示装置２６や、ネットワーク１０と情報のやりとりをするための通信制御装置２７を含んで構成される。通信制御装置２７には、ネットワーク１０への接続ケーブルを装着するためのコネクタ２９が設けられる。尚、遠心機２の内部には、チャンバ内を減圧する真空ポンプ（図示せず）や、チャンバ内を外気（チャンバ外部）と連通又は遮断するためのエアリークバルブや、チャンバ内の圧力を測定する真空センサや、ドアの開閉をロックするドアロックや、ロータ２２を収容するチャンバ内を冷却する冷却装置等を含んで構成することもできる。例えば、図２の遠心機２ｃは、遠心機２ａとほぼ同様の構成であるが、冷却装置を含む冷却部２４を有する。遠心機２の記憶装置２５には、管理サーバであるデータ管理装置１のＩＰアドレスを設定ファイルにて記録しておく。処理装置２１は遠心機２の電源が投入された後に、所定の時間間隔で遠心機２の運転情報として稼働データと特定時点のデータの２種類を作成し、これらをネットワーク１０を介して自発的にデータ管理装置１に送信する。

図３は、遠心機２からデータ管理装置１に送信される送信データ３０の形式を示す図である。送信データ３０は大きく分けて、ヘッダ情報３１、遠心条件設定値３２、運転状態データ３３、その他３４が含まれる。ヘッダ情報３１には、送信する遠心機２の機種名３１ａ、製造番号または顧客が任意の管理番号等の本体ＩＤ３１ｂ、データ管理装置１へのログインユーザ名となるユーザ名３１ｃ、送信データ３０を送信する日時３１ｄが含まれる。遠心条件設定値３２には、ロータ２２の回転速度や温度などの遠心機２の設定値が含まれる。運転状態データ３３には、送信時点におけるロータ２２の回転速度や温度などの稼働状態を示すデータが含まれる。その他３４は、その他の追加的に送信されるデータの他、ＥＯＦ（ＥｎｄｏｆＦｉｌｅ）データやチェックサム等のネットワーク送信のために必要なデータが含まれる。尚、稼働データも特定イベントデータも、送信データ３０は同じフォーマットであり、ヘッダ情報３１内に又はその他３４に、その送信データ３０が、“特定イベントデータ”であるのか、所定の時間間隔毎に取得される“稼働データ”であるのかを識別するための識別子が付与されることにより識別される。

図４は本発明の実施例に係る遠心機の運転中に通信障害が発生した場合の運転情報の収集タイミングを示すタイムチャートである。縦軸はロータ２２の回転速度（単位ｒｐｍ）であり、横軸は経過時間（単位Ｓｅｃ）であり、速度線４０がロータ２２の回転速度を表している。図中において、“特定イベントデータ”又は“稼働データ”を送信または記憶するタイミングを速度線４０上に表１に示す記号にて示している。

遠心機２はユーザのスタート操作により運転を開始し、ロータ２２が時刻ｔ_０にて回転を開始して時刻ｔ_１までリニアに増速し、設定された回転速度（設定回転速度Ｓ）に到達する。処理装置２１はこの回転開始と設定回転速度への到達の際に、状態の変化点の運転情報として特定イベントデータ４１、４２を送信する。また、特定イベント以外にも、所定の所定間隔Ｔｆ_１毎に定期記録用の稼働データ４５ａ〜４５ｈを取得して、データ管理装置１への送信を繰り返す。この所定の所定間隔Ｔｆ_１は、ユーザによって処理装置２１に予め設定された時間間隔とするが、必ずしもユーザ側が設定するだけでなく、データ管理装置１からの送信要求間隔を送信することによって設定するように構成しても良い。

時刻ｔ_１で遠心機のロータが設定回転速度に達し、ロータ２２が加速状態から整定状態（定速運転）に移行すると、処理装置２１は特定イベントデータ４２を送信するが、このとき定期記録である稼働データ４５ｈの送出タイミングと重なった場合は、どちらか一方のデータを先に送信し、続けて他方のデータを送信する。ここでは特定イベントデータ４２の送信を優先するが、重複する稼働データ４５ｈの送出を省略するように構成しても良い（特定イベントデータに関しては送出の省略はしない）。ロータ２２の整定後も処理装置２１は、所定の所定間隔Ｔｆ_１毎に定期記録用の稼働データ４５ｉ、４５ｊを取得してデータ管理装置１への送信を継続する。

ここで時刻ｔ_２で、何らかの理由によってネットワーク１０の通信障害や通信を妨げることが発生すると、以降は定期記録用の稼働データも特定イベントデータも送信できなくなる。そこで、処理装置２１は時刻ｔ_２においてネットワーク１０への送信不能と判断すると、遠心機２の記憶装置２５に送信されるべき運転情報を記録する。ところで遠心機の稼働記録機能は、例えば、化学製品や医薬品の原料等を遠心分離する場合にそれらの品質管理の一環として必要とされる。そのため大容量の記憶装置１３を有するデータ管理装置１に短周期で稼働データ及び特定イベントデータを送信し、蓄積することが行われている。しかし通信障害期間中の稼働データ及び特定イベントデータを、そのまま遠心機２（本体）の記憶装置２５（内部メモリ）に記録すると、通信障害が長引けば内部メモリが満杯になり、稼働データの記録漏れが生じてしまうおそれがある。一般的には、遠心された材料の品質管理における記録は緻密であるほど良いため、例えば１０秒毎に継続的に収集・記録することが望ましいが、製剤原料等のトレーサビリティとして必要な稼働データは、回転速度や温度など運転状態の変化が生じなければ、必ずしも継続的でなくても良いとされている。また、回転速度やロータの温度が一定であれば、その間の記録周期が長くなっても、品質管理上は問題とならないことが多い。そこで、記憶装置２５において運転情報の一時的な記録のために十分なメモリ容量を確保できない場合には、定期記録の取得及び送信周期を長くすることで、通信障害中の記録可能時間を延ばすようにした。一方、運転状態の変化点を示す特定イベントデータについては、通信障害中の発生有無にかかわらず必ず取得するようにする。本実施例では、通信障害などが起きた場合は、稼働データ取得のための所定の周期をＴｆ_１からＴｆ_２（但し、Ｔｆ_２＞Ｔｆ_１）に変更して、稼働記録ｄｒ_１、ｄｒ_２、ｄｒ_３・・を取得し、記憶装置２５に記憶する。Ｔｆ_１、Ｔｆ_２をどの程度に設定するかは、ユーザの品質管理方針に基づいて変更可能であると好ましく、Ｔｆ_１は例えば１０秒であり、Ｔｆ_２は３０秒又は１分である。その間、時刻ｔ_３で遠心機の設定運転時間が経過するので、ロータ２２が整定から減速状態に移行するので、その変化点４３を特定イベントデータｄｃ_１として取得し、内部の記憶装置２５に記憶する。

以上の運転情報の取得と、内部の記憶装置２５への記憶を繰り返すが、通信障害が回復して場合には、取得された運転情報を内部の記憶装置２５への記録からデータ管理装置１への送信に戻す。ここでは、時刻ｔ_４で通信障害が復旧すると、定期記録用の稼働データの取得周期をＴｆ_２からＴｆ_１に戻し、遠心機は周期Ｔｆ_２毎に定期記録用の稼働データの送信を再開する。処理装置２１は稼働データ４５ｋ、４５ｌ、４５ｍ、４５ｎを取得し、それらを順次データ管理装置１に送信し、稼働データ４５ｋ以降は内部メモリへの記憶は行わないようにする。ロータ２２が時刻ｔ_５にて停止すると、処理装置２１は特定イベントデータ４４を取得してデータ管理装置１に送信する。

図５は、通信障害期間中の運転情報が記憶される記憶装置２５の内部メモリマップ５１を示す。内部メモリは、例えば“稼働データ”及び“特定イベントデータ”を１００件分記録ができ、１から１００までのインデクスが割り付けられる。図４に示す例では、通信障害期間中に取得したデータとして周期Ｔｆ_２で取得した稼働データｄｒ_１、ｄｒ_２、ｄｒ_３が格納されている。また、稼働データｄｒ_２とｄｒ_３の間には特定イベントデータｄｃ_１が格納されている。

図６は、図４のＡ部を拡大した図である。定期記録用の稼働データ（●印）４５ｋ〜４５ｍの間に、通信障害期間中に内部の記憶装置２５に記憶された稼働データｄｒ_１、ｄｒ_２、ｄｃ_１、ｄｒ_３をデータ管理装置１へ順次送出する。この記憶装置２５に格納していた稼働データの送出は、定期記録用の稼働データ４５ｋ〜４５ｍの取得及び送信処理の間の空いている時間に並行して送出する。このように稼働データの取得及び送信と、記憶装置２５に格納していた稼働データの送信の２つの処理を並行に実行するので、データを送信する遠心機２と受信するデータ管理装置１の処理能力の範囲内で、定期記録用の稼働データ４５ｋ〜４５ｍの送信タイミングに影響を与えずに任意のタイミングで蓄積された運転情報を送出することができる。

次に、遠心機２における運転情報の収集、送信又は格納手順を図７のフローチャートを用いて説明する。図７のフローチャートに示す手順は、遠心機２の処理装置２１がプログラムを実行することによってソフトウェア的に実現される。遠心機２の電源がオンになると、処理装置２１は予め決められた起動手順に従って記憶装置２５から処理プログラムを読み出して実行する。この際、処理装置２１は、ネットワーク１０が接続されていること、送信データ３０を定期的にデータ管理装置１に送出する送信機能（自動送信モード）が有効にされていることを前提として、その状態下において時刻ｔ_０にて図７のフローチャートに示す制御が開始される。この自動送信モードを行うか否かは、初期設定項目の一つとして任意に設定できるので、遠心機２をネットワーク１０に接続しないでスタンドアロンで使用する場合には自動送信モードはＯＦＦにする。

最初に、処理装置２１は運転情報の取得及び自動送出の送信周期として、第１の所定間隔Ｔｆ_１を設定する。Ｔｆ_１の値は、数十秒から数分程度の任意の値とすれば良く、初期設定項目の一つとして予めユーザによって設定できる。そして、送信周期をカウントするためのタイマーによるタイムカウントを開始する（ステップ１０１）。次に処理装置２１は、遠心機２の運転状態を監視し、特定イベントが発生したかを検出する（ステップ１０２）。ここで、特定イベントとは、例えば、スタートボタン選択によるロータの運転開始、ロータの加速後で設定回転数への到達、ストップボタンによるロータの減速開始、設定時間経過によるロータの減速開始、何らかのエラーの発生、ロータの減速後にロータが停止、ドア開、ドア閉、真空ポンプオン、真空ポンプオフ、運転中の運転条件変更による制御状態変化（回転速度、温度など）、遠心機２へのユーザのログイン又はログアウト、等の特徴のあるイベントであって、周期的に遠心機から定期的に送信される情報とは別に、データ管理装置１において記録すべき事象のデータである。ステップ１０２で特定イベントが発生した場合はステップ１０４に進み、特定イベントが発生していない場合はステップ１０３に進む。

ステップ１０３では、前回の稼働データを取得してから所定間隔Ｔｆ_１が経過したか判定し、経過していなかったらステップ１０２に戻る。次に処理装置２１は、データ管理装置１に送出する運転情報を収集する（ステップ１０４）。収集するデータの内容は任意に設定できるが、本実施例では例えば、ロータ２２の回転速度、ＲＣＦ状態値、運転時間（経過時間）、ロータ温度、真空度、真空レベル、運転状態（停止中、加速中、減速中、ドアの状態、真空ポンプの状態など）が含まれる。次に、処理装置２１は収集したデータを整列させて必要な情報を付加することにより図３で示すフォーマットの送信データ３０の形式に変換し、ネットワーク１０を介してデータ管理装置１へ送出する（ステップ１０５）。送出先となるデータ管理装置１は１台だけに限られずに、信頼性を向上させるために複数台とする冗長構成としても良い。この際、個々の遠心機２ａ〜２ｅは非同期的に送信データ３０をデータ管理装置１に送信することになるが、それらはネットワーク１０により衝突することなくすべてデータ管理装置１に到達する。

次に、処理装置２１は、データ管理装置１から送信データ３０を受信してデータ転送が正常に終了したことを示すＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）応答の受信を待つ（ステップ１０６）。次に、処理装置２１は、所定の時間内にデータ管理装置１からＡＣＫ応答を正常に受信したかを判定する（ステップ１０７）。設定された時間内に応答が無くてタイムアウトになった場合は、今回送信データが特定イベントのデータの場合（ステップ１０８）は、取得間隔に関係なく送信データ３０を遠心機２の記憶装置２５に記録し（ステップ１１０）、送信データが特定イベントのデータでない場合は、所定間隔Ｔｆ_２の時間経過毎（ステップ１０９）に、送信データ３０を遠心機２の記憶装置２５に記録（ステップ１１０）する。このようにして、送信データ３０の送信ができない場合に遠心機２は自らが所有するメモリに格納するようにしたので、その後の、運転状況データの取得作業を継続することができる。但し、自動送出の送信周期たる第１の所定間隔Ｔｆ_１のままでは記憶装置２５に割り当てられた記憶容量が不足する恐れがある。そこで、送信周期（取得周期）をＴｆ_１からＴｆ_２（但し、Ｔｆ_１＜Ｔｆ_２）に変更する（ステップ１１１）。次に、処理装置２１は、遠心運転が終了したか否かを判定し、遠心運転が終了した際の特定イベントデータ送信が完了していたら図７に示す処理を終了し、終了していない場合又は終了したが終了した旨の特定イベントデータの送信が終了指定なかったらステップ１０２に戻る（ステップ１１２）。

ステップ１０７において、処理装置２１が所定の時間内にデータ管理装置１からＡＣＫ応答を受け取った場合は、処理装置２１は運転情報の取得及び自動送出の送信周期が第１の所定間隔Ｔｆ_１であるか否かを判定する（ステップ１１３）。ステップ１１３において自動送出の送信周期が第２の所定間隔Ｔｆ_２であることは、ネットワーク障害が回復した直後であり、記憶装置２５に未送信のデータ（送信データ３０）が格納されている状態であるので、処理装置２１は自動送出の周期を第１の所定間隔Ｔｆ_１に戻し（ステップ１１４）、未処理の送信データ３０を送信するプログラム（図９のフローチャートにて後述）を起動し（ステップ１１５）、ステップ１１２に進む。ステップ１１３において、送信周期が第１の所定間隔Ｔｆ_１である場合は既にステップ１１５が起動され、送信周期もネットワーク１０の正常時に戻されているので、ステップ１１４、１１５を実行すること無くステップ１１２に進む。

以上説明した手順によって、ネットワークの通信障害が生じた場合にも、稼働データの収集頻度が下がるものの、運転情報（特定イベントデータ、稼働データ）を継続して取得することができる。また、ネットワーク障害期間の経過に伴って、稼働データ収集間隔を拡げるので、ネットワーク障害が長期化した場合には、許容され得る収集間隔を保つ機能を備えつつ、短時間のネットワーク障害に対しては、より好ましい短周期の稼働データを記憶することができる。このように稼働データの取得頻度を減少させても特定イベントデータだけはすべて取得するので、ネットワーク障害期間中の稼働データもデータ管理装置で管理することが可能となり、トレーサビリティ消失に起因する試料の廃棄等の損失リスクを軽減することができる。尚、図７のフローチャートで示す手順は種々変更が可能である。例えば、ネットワーク１０がダウンしている場合は、ステップ１０５、１０６の実行が不能となるが、その場合はそれらのステップをスキップするように構成しても良い。また、ステップ１０７にて所定時間内にＡＣＫ応答が無い場合に、１〜数回だけリトライするように構成しても良い。

次に図８を用いてデータ管理装置１側の運転情報の受信処理について説明する。図８はデータ管理装置１の処理装置１１がコンピュータプログラムを実行することにより実現するものであって、管理対象（遠心機２）から送信される運転情報の記録作業を示すフローチャートである。本実施例では、データ管理装置１は接続されている管理対象の遠心機２のリストを有している。まず、データ管理装置１は、遠心機２からの送信データ３０を受信すると（ステップ１５１）、ヘッダ情報３１からその発信元の機種名および本体ＩＤを識別する（ステップ１５２）。次に、受信した送信データ３０の本体ＩＤが、データ管理装置１における接続リストに登録された遠心機２（管理対象）であるかを判定し（ステップ１５３）、登録されていなかったら受信したデータを無視（破棄）するためにステップ１５１に戻る。ステップ１５３にて登録されている場合、つまり管理対象の遠心機２である場合は、データ管理装置１は受信したデータが正常であるかどうか、その正当性を判定する（ステップ１５４）。これは送信データ３０に付加されたチェック・コード等の公知の検証技術を用いて確認できる。ステップ１５４で正常である場合は、受信データをデータ管理装置１の記憶装置１３に遠心機２の機器毎に分けて記録し（ステップ１５５）、送信元に対してＡＣＫ応答を返信した後にステップ１５１に戻る（ステップ１５６）。一方、ステップ１５４にて受信したデータが正常でない場合は、送信元の遠心機２に対してリトライ送信の要求、例えば、ＮＡＣＫ応答を返信する（ステップ１５７）。尚、詳細な説明を省略するが、公知のファイアウォール機能を用いて、未知のＩＰアドレス、あるいは信頼できないＩＰアドレスからデータ管理装置１へのデータ送信を遮断するように構成すると好ましい。

次に図９のフローチャートを用いて障害復旧時において遠心機２が蓄積された送信データ３０をデータ管理装置１に送信する手順を説明する。この手順は処理装置２１がプログラムを実行することによってソフトウェア的に実現されるが、遠心機２の運転終了を待たずに図７で示すフローチャートの手順と並行して実行すると良い。また、図７の手順を実行するプログラムは、図７のステップ１１５にて呼び出されることにより実行を開始する。まず、処理装置２１は記憶装置２５に格納された運転情報のデータが未送信のまま残っているかどうかを判定する（ステップ１８１）。ここで、残っていない場合は処理を終了し、残っている場合は、ネットワーク１０がビジーでなくデータ管理装置１と送信可能であるかを判定する（ステップ１８２）。送信不能である場合は待機し、送信可能である場合は、記憶装置２５の内部メモリ内の未送信の送信データ３０を順次送信する（ステップ１８３）。この処理によって図７のフローチャートの手順の実行の合間に、即ち、ネットワーク１０が利用可能なときに一時的に記憶装置２５に格納しておいた未送信データが一つずつ送信されることになる。次に、処理装置２１は送信したデータのＡＣＫ応答があったかどうかを判定し、応答がない場合はステップ１８３に戻り、リトライ送信を行う（ステップ１８４）。尚、ここでは図示していないが再送信をしてもＡＣＫ応答がない場合は、図９の処理を終了しても良い。次に、ステップ１８４にてＡＣＫ応答があった場合は、送信済の送信データ３０を記憶装置２５から削除し、ステップ１８１に戻る（ステップ１８５）。以上のように、ネットワークの障害が復帰した時に、遠心機２は記憶装置２５に蓄積した送信データ３０をデータ管理装置１に送出するので、遅滞なくデータ管理装置１での収集データを補完することができ、信頼性の高い遠心機の運転情報収集システムを実現できる。

次に図１０及び図１１を用いて本発明の第二の実施例を説明する。図１０は、本発明の第２の実施例に係る遠心機の運転中に通信障害が発生した場合の運転情報の収集タイミングを示すタイムチャートである。図１と同様に、時刻ｔ_０で運転開始、時刻ｔ_１で整定、時刻ｔ_２で通信障害の発生を示している。時刻ｔ_２にて通信障害が発生すると、第一の実施例と同様に所定間隔Ｔｆ_１で稼働データｄｒ_１以降を内部の記憶装置２５に記憶する。その後、通信障害が継続し、時刻ｔ_５２の稼働データｄｒ_５０の記憶したとき、内部メモリにはＴｆ_１周期の稼働データが合計５０件（ｄｒ_１〜ｄｒ_５０）となる。ここで、内部メモリに記憶できる稼働データが最大１００件とすると、時刻ｔ_５３で最大記憶数の５０％を超えたことになる。その後さらに通信障害が長期化すると、時刻ｔ_２からｔ_５２までと同じ時間が経過した時点で記憶メモリが満杯になり、それ以上の稼働データの記憶ができなくなる。そこで、記憶装置２５の残容量が所定以下に減少、ここでは５０％以下になった時刻ｔ_５３で記憶周期をＴｆ_２より長いＴｆ_３に切り替え、ｄｒ_５２以降の稼働記録を継続することにより、記録時間の長期化を図る。尚、図１０では時刻ｔ_５３以降は特定イベントデータを図示していないが、特定イベントは第一の実施例と同様に確実に取得し、周期的に取得される稼働データ（ｄｒ_５２、ｄｒ_５２、・・）と共に時系列で記憶装置２５に記憶する。

図１０にて示した手順は図７で示したフローチャートの一部を変更するだけで実現できる。図１１はその変更箇所を示す部分フローであり、図７で示したステップ１１１を図１１のステップ１１１ａ〜１１１ｃに置き換える。ここでは、ステップ１１１ａにおいて、間隔がＴｆ_２であって、記憶装置２５で運転情報の記憶用に割り当てられたメモリ領域の残量が５０％未満になったか否かを判定する（ステップ１１１ａ）。ここで、間隔がＴｆ_２であるかどうかを判定したのは、Ｔｆ_２であることはデータ管理装置１へデータ送信が行われていないことを意味するからである。ステップ１１１ａにてＮｏと判定された場合は、周期的に取得される稼働データの取得間隔をＴｆ_２（但し、Ｔｆ_２＞Ｔｆ_１）に変更する（ステップ１１１ａ）。ステップ１１１ａにてＹＥＳと判定された場合、つまりメモリ領域の残量が５０％未満になった場合には、周期的に取得される稼働データの取得間隔をＴｆ_３（但し、Ｔｆ_３＞Ｔｆ_２）に変更する（ステップ１１１ｂ）。このようにして通信障害期間中の内部メモリは、最初の半分は周期Ｔｆ_２の稼働データｄｔ_３、ｄｔ_４、・・・、ｄｔ_５２が記憶され、後半は周期Ｔｆ_３の稼働データｄｔ_５３、ｄｔ_５４、・・・が格納されることになる。尚、通信障害期間中の記憶周期を長くする変更処理は１回だけで無く、内部メモリの残り容量の低下や通信障害の長期化に伴って複数回行うように構成しても良い。

次に、図１２及び図１３を用いて本発明の第三の実施例を説明する。図１２は、通信障害期間中の稼働データが記憶される内部メモリマップを示す。内部メモリは稼働データ１００件分の記録ができ、１から１００までのインデクスが割り付けられている。第３の実施例においては、稼働データの取得間隔をＴｆ_２からＴｆ_３に変更するのでは無く、所得間隔はそのままに、メモリ上において格納済のデータを１つおきに間引くことにより第二の実施例と同様の効果が得られるようにした。即ち、図１２の左側の状態で、メモリの残量が半分以下になったら、右側のようにｄｔ_５２以前の稼働データを１つおきに削除して移動させるようにして、間引きを実行すれば、ｄｔ_５２までの稼働データは半分に削減できるので、メモリの残り容量をより多く確保し、通信障害の長期化に備えることができる。これは実施例２が記憶装置に格納する前に取得周期そのものを代えることにより稼働データの数を減らすことに対して、実施例３では一旦メモリ上に格納して、格納した後にデータを削除することにより間引きを行うようにしたものである。図１２の例では左側のようにインデクス１〜５２までに格納されたデータを、一つおきに削除して、右側で示すように詰めるようにした。インデクス２７〜５２の部分はデータを消去すると良い。尚、この間引く度合は１つ置きに限らず２つおきにしても良い。また間引きを行うタイミングは、メモリ残量が５０％を切った１回だけとは限らず、内部メモリの残り容量の低下とともに複数回行うように構成しても良い。実施例３においてもネットワーク障害期間の経過に伴って、稼働データ収集間隔を拡げることと同じ効果が得られるので、ネットワーク障害が長期化した場合には、許容され得る収集間隔を保つ機能を備えつつ、短時間のネットワーク障害に対しては、より好ましい短周期の稼働データを記憶することができる。このようにデータを間引く場合、特定イベントは間引きの対象から除くようにすると運転が変化した時や、遠心機の運転条件等が変更された時の情報を確実に残すことができる。

図１２にて示した手順は図７で示したフローチャートの一部を変更するだけで実現できる。図１３はその変更箇所を示す部分フローであり、図７で示したステップ１０１を図１３の１０１’に置き換えて、図７のステップ１１０とステップ１１１の間に図１３で示すステップ１１０ａ〜１１０ｃを挿入することで実施例３の手順を示すフローチャートとなる。ステップ１０１’では、図７で示したステップ１０１に比べて図１２にて示したようなメモリ空間の圧縮処理を実行した回数のカウンタＮ（メモリ圧縮回数Ｎ）をゼロクリアする処理を追加する。そしてステップ１１０の実行後に、ステップ１１０ａにて、メモリ圧縮回数Ｎが０であって、且つ、記憶装置のメモリ空間の残容量が５０％未満であるかどうかを判定する（ステップ１１０ａ）。ここで、メモリ圧縮回数Ｎが０の場合は、記憶されたデータの圧縮処理（間引き）を行い、図１２に示したように、ｄｒ_１〜ｄｒ_５０のうち一つずつ間引きして偶数番号のデータだけをメモリ内に残す（ステップ１１０ｂ）。次に、メモリ圧縮回数Ｎを１増やして、図７のステップ１１１に移る。尚、ステップ１１０ｂにおいて、稼働データの取得間隔をＴｆ_２からＴｆ_３に変更しても良い。このように通信障害期間中にメモリに格納されたデータの圧縮作業を行うので、少ないメモリにおいて長時間に対応する稼働データを確保することができる。尚、メモリ空間を圧縮する作業は１回だけで無く、さらに、メモリ圧縮回数Ｎ＝１かつメモリ残８０％未満でもう一度実行する等、メモリの残容量のさらなる低下や通信障害の長期化に伴って複数回行うように構成しても良い。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。上記で述べた実施例では、通信障害が復旧後に、定期的に送信される運転情報の送信の合間に記憶装置２５に記憶されたデータの送信を行っているが、データの送信のタイミングはこれに限るものではなく、例えば遠心機が停止し、稼働記録を一旦終了してからまとめて送信しても良いし、ユーザの操作によって図９の送信処理を起動させるようにしても良い。また、データ管理装置１は、再送された稼働データを、時刻データや一貫番号等に従って通信障害がない時の稼働データとともに並べ直して保管しても良いし、通信障害があった時の運転情報のデータを別枠で保管しても良い。

１データ管理装置２、２ａ〜２ｅ遠心機
１０ネットワーク１１処理装置
１２表示装置１３記憶装置
１４通信制御装置１９コネクタ
２１処理装置２２ロータ
２３駆動部２４冷却部
２５記憶装置２６操作表示装置
２７通信制御装置２９コネクタ
３０送信データ３１ヘッダ情報
３１ａ機種名３１ｂ本体ＩＤ
３１ｃユーザ名３１ｄ日時
３２遠心条件設定値３３運転状態データ
３４その他（のデータ）４０速度線
４１〜４４特定イベントデータ４５ａ〜４５ｋ稼働データ
Ｔｆ_１第１の所定間隔（周期）Ｔｆ_２第２の所定間隔（周期）
Ｔｆ_３第３の所定間隔（周期）

Claims

駆動部と、該駆動部によって回転され試料を保持するためのロータと、前記駆動部の回転を制御する制御部と、通信手段を介して外部のデータ管理装置と通信するための通信制御手段を有する遠心機であって、
前記制御部は、
前記ロータの回転を加速させ、入力された設定時間だけ設定速度で前記ロータを回転させ、前記設定時間の経過後に前記ロータを減速するよう制御し、
時間情報と前記ロータの回転速度を含み第１の所定間隔Ｔｆ_１毎に定期的に取得される稼働データと、第１の所定間隔Ｔｆ _１毎とは別に非定期に取得されるものであって前記遠心機の運転状態の変化点を示すイベントの発生時点の時間情報と前記ロータの回転速度を含む特定イベントデータを、前記データ管理装置に送信し、
前記データ管理装置との通信に障害が発生したことを検出すると、前記障害の発生期間中の稼働データを第２の所定間隔Ｔｆ_２（但し、Ｔｆ_２＞Ｔｆ_１）毎に前記遠心機内に設けられた記憶装置に記憶し、併せて前記特定イベントデータを前記記憶装置に記憶することを特徴とする遠心機。
前記制御部は、前記障害の復旧後に前記記憶装置に記憶された前記稼働データ及び前記特定イベントデータを前記データ管理装置へ送出することを特徴とする請求項１に記載の遠心機。
前記制御部は、前記記憶装置に記憶された前記稼働データ及び前記特定イベントデータを前記データ管理装置へ送出したら、前記記憶装置に格納された送信済みの前記稼働データ及び前記特定イベントデータを削除することを特徴とする請求項２に記載の遠心機。
前記第１の所定間隔Ｔｆ_１、又は／及び、前記第２の所定間隔Ｔｆ_２の値は、予めユーザによって設定可能としたことを特徴とする請求項２又は３に記載の遠心機。
前記制御部は、前記障害の発生期間中に前記記憶装置の残容量の減少に応じて、前記第２の所定間隔Ｔｆ_２を第３の所定間隔Ｔｆ_３（但し、Ｔｆ_３＞Ｔｆ_２）に変更することを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の遠心機。
前記制御部は、前記障害の発生期間中に前記記憶装置の残容量の減少に応じて、前記記憶装置に記憶された前記稼働データの一部を削除して間引くことを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の遠心機。
前記制御部は、前記障害の復旧後に前記記憶装置に記憶された前記稼働データ及び前記特定イベントデータを前記データ管理装置へ送出する処理を、遠心運転中に並列処理にて実行することを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載の遠心機。
請求項１から７のいずれか一項に記載の遠心機と、
前記遠心機と外部のネットワークを介して接続されたデータ管理装置と、を有し、
前記データ管理装置は、前記遠心機から送出された前記稼働データ及び前記特定イベントデータを機器毎に記録し、
前記データ管理装置は、前記障害の復旧後に前記障害の発生期間中の前記稼働データを前記遠心機から受信し、すでに受信済の前記稼働データと統合することを特徴とする遠心機の運転情報収集システム。