JPS63167272A

JPS63167272A - 試料調製システム用制御システム

Info

Publication number: JPS63167272A
Application number: JP62318436A
Authority: JP
Inventors: ヴァンス　ジェイ．ナウ; キース　エイチ．グラント
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1986-12-16
Filing date: 1987-12-16
Publication date: 1988-07-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は試料調製システムの分野に関するものである。

特に本発明は自動化試料調製システム用の制御システム
の分野に関するものである。

（従来の技術）多くの工業生産施設及び実験室で分析試料の化学Ｔｈ質
を調製し、分析し、またはその他の処理を行う必要があ
る。このような試料は多くの異る形態て来る可能性があ
る０例えば、固体、液体、二相液体、または流動体のこ
とがあり、あるいは粘度が高かったり低かったりする。

多くの型の分析システムで、粘度と濃度が既知の液体試
料を必要とする。液体クロマトグラフィーシステムがそ
の一例である。

そのような機械での分析用に多くの異なる種類の試料を
調製できるシステムが必要なのは明らかである。このシ
ステムは自動化されていることが望ましい。ここでいう
自動化とは、使用者が必要な試料調製の種類を定めた後
、停止されるまで、または試料調製装置の試料がなくな
るまで、システムか自動的に試料の処理を実行するとい
う意味である− 各種の分析について多くの異なる種類の試料フォーマッ
トかあり、多くの異なる種類の試料調製処理かあるため
、自動化試料調製システム用の制御システムには柔軟性
とプログラム可能性が必要である。使用者には、処理し
ようとする特定の種類の試料を使用者の定める各段階及
び連続段階の処理工程中で調製てきる設備が供給されな
ければならない、このようにして使用者は、その特定の
使用者に特有の環境で使用するための自動化試料調製シ
ステムを調製することができる。

（発明が解決しようとする問題点）先行技術の自動化試料調製システムは、ロボットの形で
存在する。出願人が承知しているある具体的な種類のロ
ボットは、ザイマーク（Ｚｙｍａｒｋ）製のロボットで
ある。このロボットは、試料の調製処理を手作業で行う
際に人間は行うすべての動きをまねるようにプログラム
することができる。

残念ながら、このようなシステムは複雑かつ効果てあり
、機構的機械装置、制御コンピュータ及び必要なソフト
ウェアが複雑なために使用か困難である。従って、柔軟
で、プログラムか組め、使い安く、製造に比較的費用が
かからない、試料調製システム用制御システムに対する
必要か生じてきた。

（問題点を解決するための手段）本発明の教えるところに従えば、システムを完全自動化
し、使用者か自身の試料調製手順をプログラムしたり、
予めプログラムを組んだ手順を利用したりできる試料調
製システム用の制御システムが供給される。さらに、こ
の制御システムにより、使用者はシステムの管理者とし
て働き、出てきそうな各種の試料用の必要な試料調製手
順を定めることができる。そのあとシステム管理者の特
権を有さない使用者をしめ出して、手段を修正さセナい
ようにし、一方、当該使用者に、システム管理者により
プログラムされた手順を利用させる。

本発明の制御システムを用いれば、使用者は、３レベル
でシステムと対話できる。第１レベルでは、使用者は試
料名（バーコードリーダのない実施例の場合）、試料の
重量、ユーザーの頭文字、日時、実行ロット番号、及び
試料の調製に用いる方法を与えることしかできない、こ
の試料調製の方法は、制御システムが使用者により入手
される前に不揮発性メモリにプログラムされているが、
あるいはシステム管理者により事前にプログラムか組み
こまれている。

使用者の対話の次のレベルは高レベル言語レベルである
。このレベルでは使用者は、各種の高レベルの試料調製
システム制御コマンドを自由に使うことかできる。この
コマンドには、注入、混合、分離、流水、希釈、射出、
洗浄などが含まれている。このようなコマンドはそれぞ
れ、予め定められた事象のシーケンスを表していて、こ
れは、試料調整手順を行う間に特定のコマンドが実行さ
れるとき、試料調製システム中で制御システムにより生
じさせられる。このレベルの使用者は、一連の高レベル
の当該コマンドをつなぎ合せて試料調製手順の中に含め
、名付けることがてきる。高レベルのコマンドを選択す
る際、制御システムはプログラマに対し、溶剤の選択容
量、流速、混合時間など、必要な変数もしくはパラメー
タについて催促する。この後、使用者か実行しようとす
る特定の手順を指定することにより、本発明の試料調製
システムで、同一の事象の連続が発生させられる。高レ
ベルのコマンドの中には、使用者がアクセスできて、使
用者の特別な必要に合せて設定できるパラメータを有す
るものもある。

このパラメータにより使用者は１例えば、混合手順か行
われる時間の長さや、ホモジナイザーによって接伴機に
付勢されるエネルギーのレベルを制御することができる
。

試料調製手順を、所望の試料調製手順を完遂するために
使用者が必要とする便利な連続となるように連結または
再連結できる一連の標準調製段階に分割する秘訣は、ハ
ードウェアとソフトウェアの制御論理を、各標準調製段
階及びプログラムされた各々の連続もしくは標準調製段
階が、前後の段階もしくは段階の連続から完全に独立す
るように設計することである。例えば、希釈シーケンス
またはカップ洗浄サイクルを終えた際、前回の希釈また
はすすぎからの希釈剤または洗浄溶媒が、機構を接続す
るチューブまたはモジュールに残っていてはならない。

このような残留物等がある場合、これは偶然に次の季釈
剤または洗浄を、誤った。もしくは望まない溶媒で汚染
してしまうことかあ、る、このような望まない溶媒が１
次の段階もしくは段階の連続に先立ってすべてのチュー
ブ及び接続部分から除去できない場合、次の段階では、
望まれない溶媒に適合すると思われる溶媒しか使用でき
ず、これにより次の段階に望まれない制限を行う。

最も詳細なレベルでは、本発明による制御システムによ
り、使用者は高レベルのコマンド各々を構成するシーケ
ンスに結合される種類の基本的操作を行い、プログラム
を組むことができる。当該の基本的操作は、特定のバル
ブの開閉、ホモジナイザーの始動、ホモジナイザーの動
力レベルの設定など、システムの中の個別の事象を制御
するものである。使用者はこのレベルではストリングの
名称よりシステムのプログラミングを行うことかてきる
。このようなシーケンスは使用者か定義できる高レベル
のコマンド、すなわち「マクロ」として考えることがで
きる。使用者はマクロをいくつでも一緒にしてストリン
グとし、手順を形成して、これにラベルづけし、その名
称を使用して実行することができる。

（実施例、発明の効果）第１図は、本発明の教示に従った制御システムの電子装
置のブロック図である。制御システムはＣＰＵ２０を中
心としていて、該ＣＰＵにはマイクロプロセッサ、パー
ソナルコンピュータ、ミニコンピユータ、またはメイン
フレームを用いることかできる。ＣＰＵブロウクの中に
は、コンピュータの実行中にプログラムおよびデータを
格納するＲＡＭメモリが含まれている。データ、プログ
ラムおよびデータベース、マクロ、使用者が定義するパ
ラメータ、使用者が定義する試料処理ルーチンなどのそ
の他の情報の大容量記憶は大容量記憶ユニット２２によ
り行われる。このユニットは、ディスクドライブ、テー
プ駆動機構、バルブ記憶装置、またはその他の関係する
特定の用法に関して充分なアクセス速度と記憶容量を備
えている大容量記憶装置とすることができる。使用者は
、キーボード２４となんらかの種類のディスプレイ装置
２６とから構成される端末を通じて、コンピュータ２０
を制御する。

コンピュータ２０は、バス２８により試料調製システム
の中の各種のオペレーティングユニットと連結されてい
る。このバス２８は、実際にはコンピュータ２０のアド
レス、データ、及び制御信号のラインから構成されてい
る。バスは各種の駆動装置およびインタフェース上のア
ドレス、データ、および、読出し／書込み、割込み、作
動可能などの制御信号をシステムの各種の機能的エレメ
ントへ送出するためのボートに連結される０本制御シス
テムが一緒に使用されることを意図している試料調製シ
ステムのさらに完全な説明は、下記の米国特許出願に示
されている。

Ｎａｕ、　ＭｅＬｚｇｅｒ、　Ｏｒｉ＠ｍ、　Ｎｏｈｌ
による。出願番号第９４２，１９７号、提出日１９８６
年１２月１６日の「分析用試料の調製システム」、なら
びにＮａｕ、　Ｍｅｔｚｇｅｒ。

Ｇｒｉ層ｓ、　ＡｎｄｒｅおよびＮｏｈｌによる、出願
番号第９４２．１９８号、提出日１９８６年１２月１６
日の「攪拌／粉砕機を具備している試料調製室及び試料
のアリコートの分離」、共に、ここに参考として示す。

試料調製システムは、バーコードのついたカップまたは
その他の容器でシステムに運びこまれるが、あるいは六
方バルブを通じてカップへ、ポンプで組み入れられるか
のいずれかの用法での使用が意図されているので、バー
コードリーダ３０が提供されている。これにより、ロッ
ト番号、バッチ番号、または受入れ試料に関連するその
他の種類の情報などの試料識別データを、試料の容器の
バーコードから読み取ることかてきる。この情報はこの
後、コンピュータ２０により読取られ、試料のそのグル
ープについての試験結果との相関を後で取るために大容
量記憶装置２２に格納される。バーコードリーダは既知
であり、また試料容器をバーコードリーダにより動かし
てバーコードが読取れるようにするシステムもすでに知
られている。

好ましい実施態様では、ネットワーク・インタフェース
・コントローラ３２が設けてあり、これにより、科学者
の事務所の端末など、使用者の施設の中のネットワーク
上にあるその他のコンピュータ及びユニットで、システ
ムのプログラムを組んだり、特定の試料調製ルーチンの
ステータスに関して訪ねたりすることを事務所に可能に
させる。さらに使用者は特定の試料の実行から結果とし
て得られるデータにアクセスできる。ネットワーク・イ
ンターフェースについては、この使用者は試料の特定ロ
フトの分析から結果として得られる試料データを、他の
コンピュータに甚くデータの中に直接伝達することがで
きる。

試料ローダ３４は、容器に入って到着する試料を機構的
にロートする機能を果たす、試料ローダの特定の設計は
、本発明に対して重大なものではない。ローダは、試験
チューブのトレイなと、使用者により持ちこまれる１つ
以上の容器からの試料を試料調製室に入れる。このよう
なシステムでは、各試験チューブからの試料は試料調製
室に入れられ、均一化され、季釈され、分析システムを
介してポンプ輸送される。処理中のどこかの時点で使用
者が識別データをキーボードから打ち込むが、あるいは
試験チューブ上のバーコードをバーコードリーダ３０に
読ませるかのいずれかを行い試料を同定する０分析から
の分析データは、このとき対応する識別データと共に大
量記憶装置２２に記憶される。試料ローダはこのあと次
の試験チューブからの試料を試料調製室に入れ、そして
次の試験チューブからの試料について処理が完了される
。このような試料ローダの設計は既知であり、この作業
を行うようにプログラムできる重版のユニットは、カリ
フナ１１３フ周エメリーヴイル（Ｅｓｅｒｙｖｉｌｌｅ
、　Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉａ）のシータス社（（：６ｔｕ
ｓ（：□ｒｐｏｒａｔｉｏｎ）が販売している、プロ／
グループ（ＰＲＯ／ＧＲＯＵＰ−登録商標）自動分析機
である。もう１つの実施態様では、試料ローダ３４は、
参考として上に示した特許出願で説明している試料調製
室で使用されているようなカップを取り、これをキャッ
プに取付けることができる機構システムであれば、どん
なものでもよい、参考として示した特許出願で説明して
いる、トレイ、コンベアベルトまたはカップの円形コン
ベアからの複製品を試料調製室のキャップと機構的に密
封するようにかみ合せることのできる機構配列で充分で
あろう、実施態様によっては、このユニットが全面的に
省略されていて、試料がプロセス流れからポンプで読入
れられるが、または試料槽と連結した六方バルブから射
出されるものがある０本発明のこの面を実施するのに充
分な、適切な試料ローダの設計は既知である。

好ましい実施態様では、電子スケール３６も設けである
。これにより固形試料、あるいは試料調製室にポンプで
入れるには粘度が高すぎて手で試料調製室に入れている
試料の重量を計る設備が供給される。前記試料を計量す
る目的は、使用者に試料調製室に入れられた試料の量を
示すことにある。試料は後で溶媒もしくは希釈剤を用い
て使用者の定める濃度に希釈するので、これは重要なこ
とである。これを適切に行うために、希釈剤を加える前
の試料調製室内の試料の重量を知らなければならないの
である。電子スケールは、バス２８を経由してコンピュ
ータ２０にＲ５２３２もしくは並列インタフェースをも
供給し、コンピュータ２０が直接、試料の重量を読取る
ことができるようにする。電子スケールは、実施態様に
よっては除去されている。電子スケールがない時、使用
者が固形試料を扱う場合は、試料調製室内に入れられる
試料の重量が使用者によりキーボード２４を介して打ち
込まれなければならない。適切な電子スケール３６は、
スイスのメトラー（Ｍｅｔｔｌｅｒ）社が販売している
Ｍｅｔｔ！ｅｒ　ＡＥ１６０であろう。

ポンプインタフェース３８により、試料調製室で用いら
れる可逆ポンプをコンピュータ２ｏで制御する便宜か与
えられる。ポンプのモータはステッパモータもしくはり
、Ｃ，サーボモータで、光学的、またはその他の種類の
エンコーダを備え、ポンプインタフェース３８回路がい
つでもモータシャフトの位置を決定できるようになって
いる。ポンプシャフトの位置を積極的に制御するが、ま
たはその他の方法でポンプで送出される正確な量を制御
するのに充分な動力とシステムを備えたモータであれば
、どんなものでも充分である。・ポンプインタフェース
は、選択されるポンプモータ及びポンプの特定の型と、
選択されるコンピュータ２０の特定の型との間でインタ
フェースとなるように設計される必要があるのは明らか
である。

第２図は、本発明の制御システムを一緒に使うことので
きる試料調製システムの１つの実施態様を示している。

試料調製システムのこの実施態様は、その構造と動作の
詳細が、参考として記した特許出願の中で説明されてい
るのだが、ここでは２つのマニホールド３９および４１
が、流体切替マルチプレクサにどのくらいの量を流すか
の中央端末として使われる。各マニホールドは、バルブ
４３及び４５かその典型である遠隔操作できる複数のバ
ルブにより、システム内の各種の材料源または各種仕向
先に連結されている。このようなバルブはコンピュータ
２０の制御のもとで、一般にソレノイドて操作されるが
、または空気により操作される。第１１］のバルブイン
タフェース４ｏの目的は、ハス２８上のアドレス、デー
タ、及び制御信号を、Ｍ切な電気信号もしくは空気制御
信号に翻訳し、システム内の適切なバルブを適切な状態
にさせることである。このようなインタフェース回路は
、ソレノイド操作バルブ、あるいは空気操作バルブのい
ずれについてもよく知られている。例えばソレノイド操
作弁の場合、モータのコントローラチップが機能してい
る書込み信号に沿って、バス２８上のアドレスとバルブ
を開くか閉じるかを示すデータ語とを解読することがで
きる。このような信号すべてが、特定のバルブについて
所望される動きを定義する。アドレスは、どのバルブを
操作すべきかを指定し、Ｊａ能している書込み信号は、
コンピュータ２０かいつ特定のバルブのアドレス指定を
行うかを示している。データ語は、バルブを開くか閉じ
るが、あるいは多重状態バルブの場合であれば、多様な
状態のうちいずれとするかを定める。

この時、モータ・コントローラ・チップはアドレス指定
されたバルブの状態に所望の変化を起すような形でリレ
ーまたはトライアックなどのソレノイド駆動装置に結合
された特定の出力信号ラインを起動する。

空気バルブの場合、アドレス、データ及び制御信号が上
記と同様に解読されるが、モータ・コントローラ・チッ
プからの起動された出力信号は空気圧源の制御に用いら
れ、アドレス指定された特定のバルブに対し空気圧をか
けるが、またはこれを除去するかのいずれかを行う。

第３図は、本発明の教示に従った制御システムを使用す
る試料調製システムの好ましい実施態様を示している。

この試料調製システムと第２図の試料調製システムとの
相違は、マニホールド３９及び４１とバルブ４３及び４
５などの関連するバルブとが、回転する多重状態バルブ
４７及び４９に交換されていることである。システムの
構造と動作のその他すべての詳細は、参考として示した
特許出願に述べられている通りである。これらバルブは
それぞれ、中央流入パイプとペイプ５１及び５３を具備
していて、システム中の各種材料源または仕向先に結合
されている複数の流出ボートのうち、１つだけに接続さ
れる。光学エンコーダを備えたステッパモータもしくは
り、Ｃ。

サーボモータを使ってバルブを様々な状態に駆動する。

このような実施態様では、バルブ駆動装置４０はステッ
パモータもしくはＩＩ　Ｃ，サーボモータの制御に必要
なインタフェース回路である。

ステッパモータ制御用の集積回路は普通に入手できる。

この回路により、コンピュータ２ｏは適切なチップ選択
信号でチップを駆動してから、ステッパモータ・コント
ローラにアドレスとデータ語を送ることがてきる。アド
レス信号は２個の回転バルブのうちどちらがアドレス指
定されたかを示し、データ語は回転バルブが置かれる所
望の状態を示す。一般的にはこの集積ステッパモータ・
コントローラは、コマンドセットを有している。

代表的なコマンドには、制御されるモータを始動及び停
止させるコマンド、使用する加速及び減速のプロファイ
ルを制御するコマンド、制御されるモータのシャフトの
移動先のステップ番号を制御するコマンド、そして、制
御されるモータのシャフトか現在ある特定のステップを
読出すコマンドか含まれる。このようなチップは、回転
バルブ２７及び４９の駆動に使われるステッパモータの
制御に用いることができる。試料調製システムの好まし
い実施態様では、これらの回転バルブ４７及び４９は、
ネバダ州レノ（Ｒｅｎｏ、Ｎｅｖａｄａ）のハミルトン
社（Ｈａｍｉｌｔｏｎ　Ｃｏｇ＋ｐａｎｙ）製である。

回転バルブ４７及び４９の駆動に使うことができる代表
的なり、Ｃ，サーボモータは、カリフォルニア州マウン
テンビ、：Ｌ　−（Ｍｏｕｎｔａｉｎ　Ｖｉｅｗ。

Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉａ）の、ガリルモーションコントロ
ール社（Ｇａｌｉｌ　Ｍｏｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ、
　Ｉｎｃ、）製で、型名は、ＤＭＣＩ　ＯＯである。こ
のサーボモータは光学エンコーダを備えていて、シャフ
ト位置に関するフィードバックをガリル社のモータなら
びにシステム内の他の遠隔制御バルブ用モータ・コント
ローラ・チップのためのインタフェースポードに供給す
るのに用いられる。

Ｒ５２３２ボートインタフエース４２は、簡単な石版の
ＵＡＲＴでよい。アナライザ４８はＲ５２３２インタフ
ェース４２．またはネットワークインタフェース３２を
介してコンピュータ２０と結合されることができる。

第１図及び第２図の攪拌ａ５５はコネチヵット州ダンバ
リー（Ｄａｎｂｕｒｙ、Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）のソ
ニック・アンド・マテリアルズ（Ｓｏｎｉｃ　ａｎｄ　
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）がＶＩＢＲＡ　ＣＥＬＬという商
標て作っているような超音波攪拌機とすることができる
。別の実施態様では、ブリンクマン（Ｂｒ１ｎｋ■ａｎ
）が作っているような高速ホモジナイザー（２８，０Ｏ
ＯＲＰ　Ｍで回転し、液体中に硬度のせん段を作り出し
て粒子を分解する高速回転シャフトを側板が備えている
）を用いることかできる。これらのユニットは、攪拌機
のインタフェース４４に用いることのてきる、それ自体
のインタフェースに付属している。攪拌機の制御に必要
な基本的制御機能は、液体中に生じる乱れの量を制御す
る、攪拌時間及び動力レベルである。攪拌機インタフェ
ースは１選択された攪拌機用の攪拌機制御回路とのイン
タフェースを果たすのに必要な電子装置だろう、コンピ
ュータ２０から、攪拌機に付属するインタフェース回路
へのインタフェースを行う方法の詳細は、当業者には明
らかであろう、外部手段を制御するための、コンピュー
タ２０などのインタフェースコンピュータについて良い
参考となるのは、ライブス・アンド・ガレッッ（Ｌｉｂ
ｅｓ　ａｎｄＧａｒｅｔｚ）　　の　　”Ｉｎｔｅｒｆ
ａｃｉｎｇ　　Ｓ−１００／ＩＥＥＥ　　６９６Ｍｉｃ
ｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒｓＩ″（オズボーン／マグロウヒ
ル（Ｏｓｂｏｒｎｅ／Ｍｃ−Ｇｒａｗ　Ｈｉｌｌ）、　
１９８１年）で、ここに参考のため記しておく。補助的
インタフェース４６が設けてあって、コンピュータ２０
か試料調製システムの外のバルブ、ソレノイド等の外部
手段を制御できるようにしである。一般的にはこのイン
タフェースは集積回路の形で普通に入手できるデジタル
式のプロブラマブルボートであり、ボートの特性は使用
者が設定することができる。

第４図は、コンピュータ２０内制御プロブラムの高レベ
ル機能流れ図である。このプログラムにより使用者は、
本発明の制御システムの制御下の試料調製システムの中
で行われる事象について。

使用者自身のシーケンスをプログラミングして実行する
ことができる。制御プログラムは適切な制御信号を発生
させ、前記試料調製システム内で所望の事象のシーケン
スが起こるようにさせることにより、使用者が定義した
シーケンスを実行する。

実施態様によっては能力が高くなっていて、システムが
自己テストを行い、システムの完全性を確認してから動
作を行うものもある。これはブロック５０で象徴される
０次にシステムは、使用者識別要請／試料識別要請画面
を表示する。これはブロック５２で象徴される。（以下
、ブロックを参照する場合は、制御プログラムの中でル
ーチン及びサブルーチンとして編成され、参照されたブ
ロック内に示された機能を果たす、ソースコードのコン
ピュータ命令についての参照として理解されるものとす
る。）ブロック５２の目的は、端末すなわちディスプレ
イ装置２６に、要請されるデータをキーボードから入力
することにより使用者が応答する照会フィールドを供給
することである。要請されるデータは、使用者を識別す
るため、試料に関して種々のデータ項目を与えるため、
日時を与えるため、及び使用者が実行しようとするシー
ケンスを識別するためのものである。

入力が必要な試料に関するデータ項目は、試料のＩＤ、
試料重量、及び試料を取ったロットの番号を含むことが
ある。使用者の識別番号は制御システムにより、その使
用者が有するアクセス特権の決定に使用される。

制御システムには３つのアクセスレベルがある。単純レ
ベルでは、使用者は、システム管理者により予めプログ
ラムされたシーケンスを実行することしかできない。高
レベルでは、このレベルのアクセス特権を有する使用者
は、高レベル言、Ｊのコマンドセットからのコマンドを
用いて、自分自身の事象のシーケンスをプログラムする
ことかできる。これらのコマンドは、試料調製を行うの
に必要な予め決めであるブロック作成機能を表している
。このようなブロック作成機能が含んでいるのは、既知
量の試料の攪拌、分離、試料調製室からの残存液体の排
水、試料の分離した量の放出、使用者が同定した溶媒を
、使用者が定義した分量だけ用いての試料の量の希釈、
希釈された試料のアナライザへのポンプ輸送などである
。熟練者レベルでは、このレベルにアクセスできる使用
者は、上に説明した高レベルコマンドよりさらに詳しい
レベルのシステムコマンドを用いて、「マクロ」をプロ
グラムすることができる。このような詳細なコマンドに
より、使用者はシステムをより細かい分解能のレベルで
制御することかできる０例えば代表的なコマンドは、”
ｏｐｅｎ　ｖａｌｒｅｌ（バルブ１を開け）″、または
Ｒｏｔａｔｅ　５ｕｌｔｉｐｏｒｔｖａｌｖｅ健２　ｔ
ｏ　５ｔａｔｅ霧３（多重ボートバルブ２を回転させ、
３の状態にせよ）Ｗなどである。高レベルのコマンドは
それぞれ熟練者レベルのコマンドの、予め定められたシ
ーケンスから構成されている。

使用者によりキーボード２４からブロック５２に入力さ
れる識別データは、ブロック５４の大容量記憶装置２２
に格納される０次にシステムは、ブロック５６で使用者
のＩＤを、各アクセス特権るについてシステム管理者に
より供給されるＩＤ番号のリストと照合することにより
、使用者のアクセス特権を決定する。

ブロック５８は、オプションメニューを表示する段階を
表している。使用者はこのオプションメニューでオプシ
ョンを選択することにより、使用者がシステムに何をさ
せたいが、または使用者がシステムを用いて何をしたい
かに関しての要請を表現できる。一般的なオプションメ
ニューが含んでいるのは、開始、ステータス、方法、デ
ィレクトリ、レポート、ロード、プリント、システム制
御、デフォールト、機能、及びオプションである。これ
らのオプションの意味は、以下でさらに説明する。

使用者がキーボード２４を介して要望を入力した後、制
御システムは、ブロック６０で要望された機能を行うの
に必要なアクセス特権をその使用者が有していることを
確認する。特権が確認された場合、制御システムはブロ
ック６２で所望の機能を行うが、または使用者により要
望された便宜を与えるルーチンに分岐する。使用者が要
望されたアクセス特権を有していない場合、その旨のメ
ツセージがブロック６４で表示され、処理はブロック５
８に進む。

第５図を参照すると、第４図のステップ５８で使用者が
選択できる種々のルーチンの流れ図が示されている。最
初のルーチンはブロック６４により象徴されていて、使
用者がオペレーションシーケンスを作成、修正または削
除できるようにするルーチンである。オペレーションシ
ーケンスとは、中央処理装置がシステム中の電気・機械
装置を制御する制御信号を生成するために実行するコマ
ンドの集合である。制御信号により物理的な事象シーケ
ンスか行われて試料を処理し、ここでシーケンスはプロ
グラム内の特定のコマンドシーケンスにより定義される
。ブロック６４のルーチンにより使用者は、複雑な２つ
のレベルのいずれかで、自分のコマンドシーケンスをプ
ログラムすることかできる。複雑な第１のレベルでは、
使用者はコマンドのセットにアクセスすることができ、
その各コマンドは、システムが行うことのできる特定の
機能を表し、各々が予め定められた事象シーケンスを適
切な順序で発生させ、そのコマンドにより象徴される物
理的事象をひき起す、複雑な第２のレベルでは、使用者
はきわめて詳細なコマンドのセットにアクセスすること
ができる。

これらのコマンドはそれぞれ、電気・機械装置１個、ま
たはそのきわめて小さなまとまりが行う、単一の動作も
しくはきわめて小さな動作のまとまりを表している０本
質的にこの第２レベルのコマンドは部品コマンドであっ
て、予め定められたシーケンスにまとめられ、第１レベ
ルのコマンドのうちの１つを実行する。そこで本質的に
は、第１レベルのコマンドは第２レベルのコマンドを集
めたマクロであるが、第１レベルの特定のコマンドそれ
ぞれについて、予め定められたシーケンスで配列されて
いる。

ブロック６６は、使用者がプログラムしたシーケンスの
ハードコピーを、使用者がプリントできるようにするル
ーチンである。

ブロック６８は、使用者が、予め定められたシーケンス
、すなわちシステム管理者により事前にプログラムされ
た試料調製方法をロードできるようにするルーチンであ
る。システム管理者とは、システムの全機能にアクセス
できる使用者である。つまり、システム管理者はシステ
ムでの他のすべての使用者のアクセス特権を定義するこ
とができ、自分自身のシーケンスのプログラミングを許
されていない使用者が利用できる、事前にプログラムす
るシーケンスのプログラミングを行うことかある。ブロ
ック６８は、このような事前にプログラムされたシーケ
ンスのひとつをロートしようとする時、使用者が呼び出
すルーチンである。ブロック７０は、システム中に格納
されていて実行可能な、すべての方法またはシーケンス
のディレクトリを、使用者がプリントできるようにする
ルーチンである。ブロック７２は、使用者が選択された
試料調製ルーチンを開始できるようにしＣＰＵに物理的
動作を発生させる、制御信号の生成を開始させるルーチ
ンを表している。

ブロック７４は、システムのステータスを表示するルー
チンを表す、ブロック７６は、使用者がブロック７４の
ルーチンで表示されたシステムステータスをプリントて
きるようにするルーチンである。

ブロック７８は、使用者がシステムのデフォールトのパ
ラメータを変更てきるようにするルーチンである。一般
に、第１または第２のどちらかのプログラミングレベル
の各コマンドには、関連するパラメータまたは変数があ
る。これらの変数は可変の値であり、コマンドが行われ
る具体的な方法を定義する０例えば攪拌コマンドでは、
変数として、攪拌が行われる動力レベルと、Ｗｌ伴の継
続時間、纜伴機が使用する毎分回転数がある。

ブロック８０により表されているルーチンを使えば、使
用者は各種のバルブ及び継電器の制御にアクセスでき、
使用者がバルブ、リレー、またはその他の電気・機械的
装置を適切に動作させる適切なコマンドなＣＰＵに発信
させることにより、手動で特定のバルブを開いたり、特
定のリレーを閉じたりすることができる。

ブロック８４は、使用者がレポートをプリントする際に
用いるルーチンである。前記レポートは、使用者の活動
、実行されたシーケンス、特定シーケンスについての活
動量等々のレポートから構成される。ブロック８６は、
使用者がプリントのパラメータを変更できるようにする
ルーチンである。このルーチンにより、余白、字や行の
間隔、ヘッダー、及びその他の種類のフォーマットコマ
ンドでデータベースレポートルーチンに普通にあるもの
など、レポートのフォーマットを設定することができる
。

ブロック８８は、選択された、実施可俺なシステムのオ
プションを使用者に呈示するルーチンである。

ブロック９０は、使用者が、各種の機悌についてシステ
ムのプリントモートを使えるようにするルーチンである
。

ブロック９２は、システム管理者が特定のシステム機能
にアクセスできるようにするルーチンである。

第６図を参照すると、第５図のブロック６７の、作成、
修正及び削除のルーチンについてのさらに詳しい流れ図
が示されている。使用者が自分のシーケンスのプログラ
ミングを選択するときの第１ステツプは、使用者がプロ
グラミングしようとするのが上述の第１レベルでなのか
第２レベルでなのかを訪ねることである。第１レベルは
、ここでは高レベルと呼ばれ、このレベルにより使用者
かマクロのコマンドにアクセスすることかできる。第２
レベルは、熟練者レベルと呼ばれ、使用者が詳細なコマ
ンドにアクセスできるようにする。この詳細なコマンド
を使えば、実質的に各々のバルブの開閉、各モータまた
はその他の電気・機械的な個別の装置のそれぞれの動作
を使用者か定義することかできる。前記２レベルを高レ
ベル及び熟練者レベルと呼ぶのは、これらのレベルでプ
ログラムを組む際に、必要な技能の程度を相対的に示す
ためである。高レベルでのプログラミングは、コンピュ
ータでサブルーチンまたはマクロを呼び出すのに似てい
る。熟練者レベルてのプログラミングは、ソースコート
でのプログラミングに似ていて、ある程度のプログラミ
ング技能と、プログラムを組むシステムのハードウェア
の面に関しての多くの知識とを必要とする。

使用者がどのレベルにアクセスしたいのかを決める過程
はステップ９４で象徴される。このステップは使用者の
識別コードを点検して、システム管理者により定義され
る表またはその他のデータベースと照合することにより
、使用者のアクセス特権の決定も行う、前記の表または
データベースには、どの使用者が高レベルのコマンドセ
ットにアクセスでき、どの使用者が熟練者レベルのプロ
グラミングコマンドセットにアクセスできるのかが示さ
れている。使用者が高レベルでのプログラミングを選択
した場合１次のステップはブロック１００により表され
る。このステップでは、使用者はプログラムしようとす
るシーケンスの名称の入力を促される。シーケンスが名
付けられてからステップ１０２が行われ、ここで使用者
はシーケンスの中で実行される最初の高レベルコマンド
を選択する。実施態様によっては、使用者が選択できる
高レベルのコマンドのリストが表示され、カーソルを適
切なコマンドの所に位置させて選択キーを押すことによ
り、使用者が簡単にコマンドを選択できるものもある。

他の実施態様では使用者か高レベルコマンドを知ってい
て、頭字語により所望の特定のコマンドを選択する必要
かある。

上記の通り、コマンドのほとんどに一定のパラメータま
たは変数がある。ステップ１０４は、ステップ１０２で
選択されたコマンドについて、使用者にバマレータ値の
入力を促す過程を表している。各コマンドには、第５図
のステップ７８で使用者により設定されたデフォールト
のパラメータかある。使用者がデフォールトのパラメー
タを使いたい場合は、ステップ１０４では何もしなくて
よい、しかし、使用者は、特定のコマンドが実行される
具体的な方法を定義したいと考える場合、そのコマンド
についてのパラメータはステップ１０４で調製すること
ができる。

ステップ１０４が行われた後、制御ソフトウェアか中央
処理装置に、直前に定義されたコマンドがシーケンスの
最後のコマンドかどうか決定するよう、使用者に対して
催促させる。このステップは、第６図でプロワク１０６
によって表わされている。使用者がコマンドの選択を終
えたら、処理はステップｌＯ８に進み、ここでその方法
がフロッピーディスクもしくはハードディスクなどの永
久記憶装置に格納される。この後、処理作業は、第４図
のブロック５８て表されるメインメニューに戻る。

使用者がプログラミングを終えていない場合、処理作業
はブロック１０６からブロック１１０へ進み、ここて使
用者は、シーケンス中の次の高レベルコマンドの選択を
促される。処理作業は次にブロック１１２に進み、ここ
ではブロック１１０て選択されたコマンドについてのパ
ラメータが表示され、使用者はこれらのパラメータにつ
いて新しい数値を入力するよう促される。使用者が新し
い数値て応じれば、これらはプログラミング中のシーケ
ンスの永久部分としてコマンドと共に記憶される。スッ
テプ１１２が行われた後、ステップ１１４が行われ、プ
ログラミングの完了を再度試験する。ステップ１１４は
、使用者かプログラミングを終了したかどうかの決定を
使用者に促す過程を表している。プログラミングを終了
したのであれば、処理作業は上に述べたようにステップ
１０Ｂで続き、この方法を記憶する。ステップ１１４の
決定で、使用者がプログラミングを終了していない場合
、処理作業はステップ１１０へ戻り、ここて使用者は、
シーケンスの次のコマンドの選択を促される。

第６［２１のステップ９４に少し戻って、使用者が高レ
ベルもしくは熟練者レベルのプログラミンタコマントセ
ットのどちらにもアクセスてきないと決定された場合、
ステップ９４は処理作業をステップ９６に移動させ、そ
こで「選択されたレベルに対するアクセス特権がありま
せん」というメツセージか端末に表示される。この後ス
テップ９８で、処理作業は第４図ステップ５８のメイン
メニューに戻る。

使用者がプログラミング用に熟練者レベルを選択した場
合、ステップ１１６から始めて同様の事象の連続が起こ
る。そこでは使用者は定義しようとするシーケンスに名
前をつけることを促される。次ステツプ１１８では、使
用者はシーケンスの中で実行される熟練者レベルの最初
のコマンドを選択するよう促される。そしてステップ１
２０て使用者は、ステップ１１Ｂで選択された熟練者レ
ベルのコマンドについて、新しいパラメータの選択を促
される。この場合も熟練者レベルのコマンドにはデフォ
ールトの値があり、ステップ１２０て使用者かこれを修
正することができる。

ステップ１２２は、プログラミングが完了したかどうか
を決定する試験を表している。完了していれば、丘に述
べたようにステップ１０８が行われる。プログラミング
が、完了していなければ、処理作業はステップ１２４に
進む。ここで使用者は熟練者レベルの次のコマンドを選
択し、そのコマンドについてパラメータを定義するよう
促される。

ステップ１２６は、使用者がプログラミングを終えたか
どうかを決定する試験を表す、プログラミング完了の場
合は、ステップ１０８が行われ、制御はメインメニュー
に戻される。使用者がプログラミングを終えていない場
合、制御はステップ１２４に戻り、ここで使用者はつぎ
の熟練者レベルコマンドを選択するよう促される。

本発明は、ここに詳細を記した好ましい実施態様、及び
それに代わる実施態様について説明したが、当業者には
多くの修正か行えることか理解されるだろう。そのよう
な修正はすべて、ここに記載した特許請求の範囲の中に
含まれることか意図されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は制御システムにより読まれ制御される制御シス
テムのハードウェアとシステムの電気・機械的装置を示
すブロック図、第２図は本発明の制御システムにより制御される代表的
な試料調製システムの略図、第３図は本発明の制御システムを用いて制御される試料
調製システムの別の実施態様の略図、第４図は制御シス
テムのソフトウェアの全体的な制御の流れを示す流れ図
、第５図は本発明の制御システムの種々のルーチンの流れ
図、：ｔＳ６図は詳細及び複雑さの２つのレベルのいずれか
て使用者かコマンドの新しいシーケンスを作ることので
きる本発明の制御システムの作成・修正・削除のルーチ
ンの流れ図である。特許出願人　チハーガイギー　アクチェンゲゼルシャフ
ト

Claims

【特許請求の範囲】

（１）制御システムであって、該制御システムにより制
御される複数の電気・機械的装置を備える機器に用いら
れ、前記制御システムがＣＰＵ（２０）を具備し、使用
者がコンピュータに複数の固定コマンドシーケンスのど
れかを実行させたり、複数の複雑さレベルのいずれかの
コマンドを使って１つ以上の新しいシーケンスをプログ
ラミングしたりすることができるようにするソフトウェ
ア手段（第４図、第５図、第６図）からなる改良がなさ
れていて、複雑さレベルのうち少なくとも１つは、それ
ぞれが前記の複雑さレベルのうち他の一つ以上のレベル
からのコマンドの結合であるという意味でマクロコマン
ドであるコマンドが入っていることを特徴とする制御シ
ステム。
（２）前記ソフトウェア手段が、マクロコマンドを使っ
て使用者が第１レベルでシーケンスプログラムできるよ
うにうする手段（第６図）を含んでいて、各マクロコマ
ンドにより前記の電気・機械的装置が予め定められた事
象の連続を行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のシステム。
（３）前記ソフトウェア手段により、前記使用者が、各
コマンドのパラメータをデフォールトのパラメータから
変更することもでき、ここで前記パラメータは、前記Ｃ
ＰＵによる前記コマンドの実行によって起こる物理的な
事象の順序の物理的特性を特徴づけている特許請求の範
囲第２項記載のシステム。
（４）前記ソフトウェア手段は、前記使用者が新しいコ
マンドシーケンスをプロブラムして前記の電気・機械的
装置に１つ以上の物理的事象を行わせることのできる手
段を含んでいて、ここでの使用者が使用できるコマンド
は、前記第１レベルのコマンドにより生じる予め定めら
れた事象の連続よりも複雑でない予め定められた事象の
連続を、各コマンドが表しているという意味で前記第１
レベルのコマンドよりも原始的であることを特徴とする
特許請求の範囲第３項記載のシステム。
（５）前記ソフトウェア手段が、各使用者のコードによ
る識別手段を含み、１名以上の使用者にその他の全使用
者のアクセス特権を定めさせ、このアクセス特権のデー
タを記号化して、前記のソフトウェア手段が前記使用者
識別コードから該使用者各々のアクセス特権を決定でき
るようにさせる手段を更に含むことを特徴とする特許請
求の範囲第４項記載のシステム。
（６）前記ソフトウェア手段が、第１グループの使用者
には前記の固定コマンドシーケンスだけにアクセスさせ
、これだけを実行させて、第２グループの使用者には前
記固定コマンドシーケンスを実行させるかまたは前記第
１レベルのコマンドだけを使って新しいシーケンスをプ
ロブラムさせ、あるいは第３グループの使用者には前記
第１レベルもしくは前記第２レベルのいずれかのコマン
ドを使って新しいシーケンスをプログラムし、または前
記固定シーケンスを実行することのできる能力を与える
手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載
のシステム。
（７）制御システムであって、使用者がコマンドの固定シーケンス、または使用者が自
分でプログラムしたコマンドのシーケンスを実行できる
ようにし、これらのシーケンスの実行中に、前記の電気
・機械的装置と結合されて、実行されているシーケンス
により定義される物理的動作の連続をこれらの装置に行
わせる制御信号を発生させるコンピュータ手段と、前記使用者が動作の固定シーケンスの１つ以上を選択・
実行したり、複雑さの２つのレベルのいずれかで新しい
シーケンスをプログラムしたりできるようにする前記コ
ンピュータ手段用の制御手段とから構成される複数の電
気・機械的装置を有するシステム用の制御システム。
（８）前記制御手段は、使用者が前記電気・機械的装置
１台以上の１つ以上の物理的動作に関わるシステムの特
定の機能をそれぞれ表している第１レベルのコマンドを
用いて新しいシーケンスをプログラムしたり、あるいは
、それぞれが単一の電気・機械的装置による単一の動作
を表しているコマンドを用いて、第２レベルの新しいシ
ーケンスをプログラムしたりすることができるようにす
る手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第７項記
載の制御システム。
（９）前記制御手段が、いずれかの第１レベルのコマン
ドまたは第２レベルのコマンドを使って動作の新しいシ
ーケンスをプログラムする手段を含んでいて、ここでの
前記第１レベルのコマンドがそれぞれ１台の電気・機械
的装置による１つの物理的動作を表していて、前記第２
レベルのコマンドはそれぞれ前記第１レベルの前記コマ
ンドの予め定められたシーケンスを表していることを特
徴とする特許請求の範囲第７項記載の制御システム。
（１０）前記制御手段が、特定の使用者による前記第１
もしくは第２レベルのいずれか、または両方でのプログ
ラミング用コマンドへのアクセスを妨げる手段を含むこ
とを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の制御システ
ム。