JPH09274044A - 分散処理形分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の装置構成ではマザーボード等で接続され
た中央処理装置と制御ユニットは１ヶ所にまとめられ、
制御ユニットと装置の各所に配置されたセンサまたはア
クチュエータとの間は比較的長い信号ケーブル等で接続
されるため、システム変更の自由度が制限され、拡張性
が損なわれる。 【解決手段】制御ユニット１３をある適当な単位でまと
め、中央処理装置１１とその制御ユニット１３の間をあ
る簡易なプロトコルを持つネットワーク１５で接続し、
制御ユニット１３をセンサやアクチュエータ等で構成さ
れている分析部１４を制御できる最適な場所に設置で
き、またネットワーク化により機能の拡張性を向上させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は中央処理装置とセン
サやアクチュエータ等で制御するような分析部と、中央
処理装置からの命令でそれらを制御する制御ユニットか
ら構成されるような分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、図面を参照して従来の分析装置の
構成を示す。図２で１１は本分析装置の制御を行う中央
処理装置、１８ａ〜１８ｂはセンサまたはアクチュエー
タ等で構成される分析部１４を制御するような制御ユニ
ット１６と、中央処理装置１１から信号伝達手段１７を
通して送られる命令を制御ユニット１６に伝達するバス
・インタフェース３１より構成される制御装置である。

【０００３】分析処理は、中央処理装置１１からバス・
インタフェース３１内にあるコントロール・レジスタに
アクセスすることにより、対応した制御ユニット１６お
よび分析部１４が起動され実行する。中央処理装置１１
はバス・インタフェース３１からの割込みとステータス
で処理の終了を検知し、結果を制御ユニット１６より読
み出すことになる。

【０００４】従来の装置構成では、中央処理装置１１の
核となるメインＣＰＵの規格により信号伝達手段１７の
仕様は決定され、使用するＣＰＵが高機能になるほど大
規模なものが必要となる。またＣＰＵの信号駆動能力の
ため信号伝達手段１７はマザーボードで構成され、中央
処理装置１１と制御ユニット１６ａ〜１６ｄは１ヶ所に
まとめられ、制御ユニット１６ａ〜１６ｄと分析部１４
の間は比較的長い信号ケーブル等で接続されるような構
成が一般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の装置構成ではマ
ザーボード等で接続された中央処理装置と制御ユニット
は１ヶ所にまとめられ、制御ユニットと装置の各所に配
置されたセンサまたはアクチュエータとの間は比較的長
い信号ケーブル等で接続されるような構成が一般的であ
るため、制御ユニットとセンサまたはアクチュエータ間
の信号の減衰が生じ、ノイズ等により誤動作が生じる問
題があり、信号の減衰を防ぐためドライバ回路３２を挿
入しなければならずコストが増加する問題がある。

【０００６】装置をより小形に、機能を増加させること
が要求されるが、従来の装置構成方法では１個の制御装
置に可能な限りの制御ユニットを搭載することになり、
これでは物理的な制限から小形化に限界がある。また信
号伝達手段をマザーボードで構成した場合、システム変
更の自由度が制限され、拡張性が損なわれる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに制御ユニットをある適当な単位でまとめ、中央処理
装置１１とその制御ユニットの間をある簡易なプロトコ
ルを持つネットワークで接続することにより、制御ユニ
ットをセンサやアクチュエータ等で構成されている分析
部を制御できる最適な場所に設置でき、またネットワー
ク化により機能の拡張性を向上させた。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の分析装置とは、血液等の
検体の成分分析を行う装置である。この装置では、中央
処理装置からの命令により、制御ユニットで分析部内部
の、検体を搬入・搬出するためのステッピングモータや
アクチュエータを制御し、分析部で成分分析を行う。分
析結果は制御ユニットが吸い上げ、中央処理装置に報告
する。また、分析部と制御ユニットが対になって分析ユ
ニットを構成し、各種異なった分析を行う分析ユニット
が複数個存在し、それらの分析ユニットが同時に動作す
ることを想定している。本発明の分析装置では従来行わ
れてきた中央処理装置による集中制御方式をやめ、各分
析計毎に独立した処理・判断機能を持たせるものとす
る。

【０００９】以下、図１，図３を参照して本発明の実施
例を説明する。図１で１１は中央処理装置１１，１２は
中央処理装置１１からの命令をネットワーク１５のプロ
トコルに変換するネットワーク制御装置１２である。中
央処理装置１１とネットワーク制御装置１２でコアユニ
ット３３を構成する。ネットワーク１５上のデータは、
ヘッダ領域とデータ領域に分割され、ヘッダ領域は更に
送信局特定データ領域と受信局特定データ領域，データ
長指定領域等で構成される。送信局特定データ及び受信
局特定データには、各分析ユニット３４ａ〜３４ｄ固有
の値を設定することで、どの分析ユニット３４ａ〜３４
ｄへ対する送信データか、或いはどの分析ユニット３４
ａ〜３４ｄからの受信データかということが特定でき
る。データ領域は各分析ユニット３４ａ〜３４ｄの制御
データ、及び各分析ユニット３４ａ〜３４ｎの分析結
果、または異常報告データを設定する。１３ａ〜１３ｎ
は分析部制御回路１６と、ネットワーク制御装置１２と
交信して分析部制御回路１６に制御命令を出し、その結
果を報告をするネットワーク・インタフェース２１で構
成される分析部制御ユニット１３である。１４は検体を
サンプリング、または分析するときに使用するアクチュ
エータやステッピングモータ３０と、それを制御するた
めのセンサ２９で構成された分析部である。

【００１０】図３は本発明を分析部１４内部のステッピ
ングモータの制御に応用した例である。図３で、２２は
ネットワーク制御装置１２と交信してステッピングモー
タ制御回路２６に制御命令を出し、その結果を報告する
マイクロプロセッサ２２，２３はステッピングモータ制
御回路２６のタイムスケジュールを管理するタイマ２３
である。２７はマイクロプロセッサ２２を起動し、ネッ
トワーク１５での通信プロトコルとステッピングモータ
制御回路２６のデータを変換するプログラムを格納した
ＲＯＭ２７であり、２４はＲＯＭ２７のプログラムを記
憶し、また、ネットワーク１５からのデータを記憶する
ＲＡＭ２４である。２６はステッピングモータを制御す
るためのパルスを出力するステッピングモータ制御回路
２６であり、２７はステッピングモータ制御回路２６の
出力パルスを増幅するステッピングモータ駆動回路２７
である。２８は検体の分析処理を行う分析処理部２８，
２９は分析部１４内部の検体搬入・搬出アームなどの動
作状態を検出するセンサ２９，３０は検体搬入・搬出ア
ームなどを駆動するステッピングモータ３０である。

【００１１】システムのイニシャル実行時に行う各制御
ユニット１３に対する時間告知は、ネットワーク制御装
置１２を通してネットワーク１５での通信プロトコルに
変換され、ネットワークＩ／Ｆ２１内部のマイクロプロ
セッサ２２がタイマ２３を起動することで行われる。こ
れにより、各分析部制御ユニット１３ａ〜１３ｎの時間
合わせが完了する。また、マイクロプロセッサ２２はＲ
ＯＭ２７内に格納した、ネットワーク１５での通信プロ
トコルとステッピングモータ制御回路２６のデータを変
換するプログラムをＲＡＭ２４上に移し、ネットワーク
１５からのデータ受信待ち状態にする。

【００１２】次に、中央処理装置１１はネットワーク制
御装置１２を介し、個々の分析ユニット３４ａ〜３４ｎ
の動作開始時刻やステッピングモータ制御回路２６の動
作パラメータ等のデータを送信する。そのデータが自分
に対するものであると認識したマイクロプロセッサ２２
は、タイマ２３に動作開始時刻を設定する。また、ＲＡ
Ｍ２４上のプログラムを起動し、受信した動作パラメー
タをステッピングモータ制御回路２６のコマンドに変換
し、ステッピングモータ制御回路２６に転送する。

【００１３】分析ユニット３４の動作開始時刻になった
とき、マイクロプロセッサ２２はセンサ２９のステータ
ス情報を確認し、ステッピングモータ制御回路２６を起
動する。ステッピングモータ制御回路２６の出力信号は
ステッピングモータ駆動回路２５で増幅され、ステッピ
ングモータ３０を駆動する。ステッピングモータ３０の
動作中、マイクロプロセッサ２２はステッピングモータ
制御回路２６のビジーフラグを監視し、動作終了時にセ
ンサ２９のステータス情報を確認することにより、ステ
ッピングモータ３０の動作の正常終了を確認する。

【００１４】また、ステッピングモータ３０の動作中に
障害が発生した場合、その情報はステッピングモータ制
御回路２６からマイクロプロセッサ２２へと転送され、
マイクロプロセッサ２２はネットワーク制御装置１２を
介し、中央処理装置１１に対して異常報告を行う。異常
報告を受信した中央処理装置１１は、どの分析ユニット
３４で障害が発生したかということを認識すると共に、
各分析ユニット３４ａ〜３４ｎに対してタイマ停止命令
を送信する。タイマ停止命令を受信した各分析部制御ユ
ニット１３ａ〜１３ｎ内部のマイクロプロセッサ２２は
タイマ２３にアクセスし、停止させる。障害が発生した
分析ユニット３４ではマイクロプロセッサ２２が分析部
１４を一度ニュートラル状態に戻した後、動作のリトラ
イを数回行い、リトライが成功した場合には中央処理装
置１１に報告を行い、中央処理装置１１は制御ユニット
１３に対し、タイマの動作再開の命令を送信する。これ
により、各制御ユニット１３は正規の処理スケジュール
での動作に復帰する。

【００１５】また、動作のリトライが失敗した場合には
中央処理装置１１に対して報告を行い、中央処理装置１
１はシステム全体を停止させる。以上の動作フローチャ
ートを図４，図５，図６に示す。

【００１６】上述した方式で分析装置内部のステッピン
グモータを制御し、分析処理部２８に検体を搬入・搬出
することで分析処理を連続的に行い、分析結果を中央処
理装置１１に報告する。

【００１７】以上の動作により、各分析部制御ユニット
１３ａ〜１３ｎ単位での分散処理を行い、中央処理装置
１１の負荷状態に依存することなく動作可能とし、ま
た、障害発生時にも装置全体としての処理スケジュール
を変更することなく動作可能とした。

【００１８】この例ではネットワークを僅か数ビットで
実現可能であり、分析部制御ユニット１３をある適当な
単位で構成することにより、コアユニット３３と各分析
部制御ユニット１３ａ〜１３ｎの間を最適な形で接続で
きるだけでなく、省配線化，ユニット設置の自由度の向
上，故障ユニット特定の容易化を実現できる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば中央処理装置と制御装置
間に物理的な自由度が増すので装置のレイアウトの自由
度が大きくなり、それに伴い小形化，低コストによる拡
張性の向上が図れる。更に制御装置への１チップ・マイ
コン採用，ネットワーク・インタフェースまでをも含め
たゲートアレイ化等により制御装置の共通化，最少化・
低コスト化が図れる。また本ネットワーク・インタフェ
ースを持った各種周辺機器を揃えることにより、システ
ムの拡張を図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図。

【図２】従来の方式のブロック図。

【図３】本発明の一実施例のブロック図

【図４】本発明の一実施例の動作フローチャート。

【図５】本発明の第二実施例の動作フローチャート。

【図６】本発明の第三実施例の動作フローチャート。

【符号の説明】

１１…中央処理装置、１２…ネットワーク制御装置、１
３ａ〜１３ｄ…分析部制御ユニット、１４…分析部、１
５…ネットワーク、１６…分析部制御回路、２１…ネッ
トワーク・インタフェース、３３…コア・ユニット、３
４…分析ユニット。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各種センサよりデータを取得して、その演
   算結果よりアクチュエータを制御するような機構を持つ
   分析装置において、前記分析装置の中心となって演算・
   制御を行う中央処理装置と、前記センサ、及び前記アク
   チュエータで構成された分析部と、前記中央処理装置か
   らの小規模な制御情報により前記分析部を動作可能とす
   る制御ユニットで構成され、これらの機器間を制御情報
   を伝達するようなネットワークで結びつけ、制御ユニッ
   ト単位での独立した分析処理を行うことにより、前記制
   御ユニットの設置箇所選定の最適化を実現し、前記制御
   ユニットの個数追加などに代表されるシステムの拡張性
   を向上したことを特徴とする分析装置。
2. 【請求項２】請求項１において、同報通信で前記中央処
   理装置から各前記制御ユニットに対し時間告知を行った
   後、前記各制御ユニットに対し各々の動作開始時間を予
   告し、前記中央処理装置を前記各制御ユニットの動作タ
   イムスケジュール管理から開放することにより、前記中
   央処理装置の負荷を減らし、各制御装置が前記中央処理
   装置の負荷状態に依存することなく動作可能とした分析
   装置。
3. 【請求項３】請求項２において、前記制御装置が前記分
   析部を制御中に、分析処理の続行可能な異常を検知した
   場合、前記中央処理装置に異常報告を行い、前記中央処
   理装置は異常発生後に動作開始となる前記各制御装置に
   対し、再度時間告知を行うことにより、装置の処理スケ
   ジュールを変更することなく動作可能とした分析装置。