(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
麹の培養等を自動的に行なう固体培養装置において、麹の培養状態を表す環境情報を収集するセンサと制御機構を個別又は連携して作動させるプログラマブルコントローラとを接続して一定の培養環境を最適に維持する監視系と、作業者によるデータの入出力が可能なコンピュータと前記プログラマブルコントローラとを接続して所定の培養環境を決定する設定系とで構成してなり、監視系と設定系とを区分することで、通常は監視系だけで培養環境を制御可能にしたことを特徴とする培養環境の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、固体培養装置、例えば回転円盤製麹装置において、麹基質の最適な培養環境を実現、維持するための培養環境の制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体培養装置を代表する装置としては、麹の培養を行なう回転円盤製麹装置がある。従来の回転円盤製麹装置における培養環境の制御システムには、麹の培養状態を表す環境情報を収集するセンサと制御機構を個別又は連携して作動させるコンピュータとを接続した制御システム（図６）、前記センサと製麹装置各部に設けた調節計とを接続又はセンサからの環境情報若しくは内部タイマーに従い作動するプログラマブルコントローラ（以下、ＰＣ）と制御機構とを接続した制御システム（図７）があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
センサとコンピュータとを接続した制御システムは、収集した環境情報の処理や制御機構の作動等をすべてコンピュータで行なうため、能力の高い高価なコンピュータが要求され、設備費の高騰を招く。また、センサと調節計とを接続した制御システムは、システム構築は安価になるが、調節計ごとに環境条件を設定しなければならないという問題があった。
【０００４】
培養状態は時々刻々と変化し、この変化に合わせて制御機構を逐次作動させなければ最適な培養状態は望めず、また培養環境の急変に対応させるためにも、制御システムにコンピュータは必要である。しかし、前述のとおり、コンピュータを用いた制御システムは高価であり、運用面、設置面においてシステムが硬直化する問題がある。そこで、リアルタイムに培養環境の制御ができ、しかも制御システムの機能面、設置面の柔軟性を実現する培養環境の制御システムを安価に実現するため、検討することとした。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
検討の結果、開発したものが、麹や酵母等の培養等を自動的に行なう固体培養装置において、麹の培養状態を表す環境情報を収集するセンサと制御機構を個別又は連携して作動させるPCとを接続して一定の培養環境を最適に維持する監視系と、作業者によるデータの入出力が可能なコンピュータと前記PCとを接続して所定の培養環境を決定する設定系とで構成してなり、監視系と設定系とを区分することで、通常は監視系だけで培養環境を制御可能にした培養環境の制御システムである。
【０００６】
PCは、センサからの環境情報を収集し、調節計を介して間接的に制御機構を作動させるようにしてもよい。この場合、PCと調節計との間は双方向でデータを送受する。PCは、センサから直接環境情報を得たり、制御機構を直接作動させるようにしてもよい。また、コンピュータとPCとの間も双方向でデータを送受する。
【０００７】
【作用】
本発明の培養環境の制御システムは、条件設定をしたコンピュータがＰＣを介してセンサによる監視、制御機構による制御を行なう、すなわち監視系と設定系とを区分することで、▲１▼コンピュータの負担を減らし、能力の低いコンピュータで必要十分な制御システムの構築を実現し、▲２▼通常はセンサ→（調節計→）ＰＣ→（調節計→）制御機構という閉鎖した制御系で運用をさせる、という柔軟な環境制御を可能にしている。このため、通常時にコンピュータが不具合を起こしても、閉鎖した制御系だけでの環境制御が可能である。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の培養環境の制御システムについて図を参照しながら説明する。図１は一組の閉鎖した制御系で構成した制御システムの基本単位を表した図、図２は具体的な制御システムとして回転円盤製麹装置１に本発明の培養環境制御方法を適用した制御システムの図であり、図３は図２における制御システムのブロック図である。
【０００９】
本発明の培養環境の制御システムは、図１及び図２に見られるように、製麹装置１の環境情報をＰＣ２がセンサから直接又は調節計３を介して収集し、ＰＣ２が直接又は調節計３を介して制御機構を作動させる。センサには、製麹装置１への送風に対する乾球温度センサ４、湿球温度センサ５や湿度センサ、風速センサ６や送風温センサ７、麹層に対する品温センサ８（図２参照）等がある。各センサが収集する環境情報は、個別又は複数の調節計へ随時送り、各調節計から環境情報をそれぞれに対応したＰＣへ送ってもよい。
【００１０】
ＰＣ２は、内蔵するマイクロプロセッサで送られてきた環境情報を処理し、定められた制御条件に従って制御信号を調節計３へ送り返す。前記制御条件は、コンピュータ９において作業者が設定し、ＰＣ２へ送られる。また、ＰＣ２は調節計３へ制御信号を送り返す一方、環境情報と前記制御信号とをコンピュータ９へ送り、現時点での製麹装置１における培養環境と制御状態とを記録する。
【００１１】
調節計３は、送られてきた制御信号又は内部設定された制御信号に従って制御機構を作動させ、培養環境の維持や調整を行なう。この制御機構には、例えば、空気調和装置１０における培養環境の温度管理を行なう排気ダンパ１７、中間ダンパ１８、吸気ダンパ１９やフィンクーラ２０、湿度管理を行なう水、加圧エアーの弁１１や空気調和装置１０のファンのモータ１２（図２参照）等がある。なお、こうした制御機構の作動については、ＰＣが直接行なってもよい。
【００１２】
本発明の制御システムでは、設定系であるコンピュータ９において環境条件の設定を行なう。この場合、モニタによるリアルタイムな培養環境をビジュアル的に確認しながら行なえるので、製麹装置１の状態を把握しやすく、また条件設定も容易に行なえる利点がある。また、従来の調節計だけを用いた制御システムに比べて、コンピュータ９上で一括して条件設定できるので、便利である。
【００１３】
以上のような培養環境の制御システムを回転円盤製麹装置に適用すると、図２のようになる。製麹装置１は、上室１３と下室１４とに挾まれた製麹多孔円盤１５からなり、前記各室を連通するダクト１６に空気調和装置１０を設けている。この制御システムでは１体のコンピュータ９に１体のＰＣ２を接続し、このＰＣ２に調節計３、センサ、そして制御機構である空気調和装置のモータ１２、ダクト１６の排気ダンパ１７、中間ダンパ１８、吸気ダンパ１９やフィンクーラ２０等を接続している。なお、各センサはセンサ信号を変換器２１でＰＣ２の処理に適した信号に変換している。
【００１４】
この制御システムは、図３のブロック図に見られるように、ＰＣ２を挾んで製麹装置１側に培養環境の監視系があり、コンピュータ９側は環境条件の設定系となる。設定条件には、▲１▼個々の制御機構の作動条件を定めるもの（これを特に設定条件と呼ぶ）と、製麹装置の手入パターン、円盤回転パターン、風量切換パターン、加湿パターン、風温パターン、品温パターン等、ＰＣ２を介して制御機構（又は製麹装置自体）を作動させる制御手順がある。また、コンピュータ９はＰＣ２を介して環境情報を逐次入手し、モニタに表示させるほか、プリンタ出力や磁気記録等を可能にしている。
【００１５】
この制御システムの運用フローを図４に示す。この運用フローは、制御システムに含まれる閉鎖された各制御系に対応している。主に「ＳＴＡＲＴ」から「制御スタート？」に至るまでのフローが設定系の作業で、主に「制御スタート？」から「ＥＮＤ」に至るまでのフローが監視系が機能するが、コンピュータは制御システム全体を監視する役割を有するため、運用フロー全体にわたって機能する。通常は、制御システム起動時に設定系で条件設定を終えれば、以後「制御終了？」が確認されるまで監視系により培養環境が制御され、コンピュータは環境情報の収集を行なう。そして、異常が発生した場合のみ、コンピュータがその異常を外部へ警告するようにしている。システム稼動中の条件変更は、コンピュータから行なう。
【００１６】
手入れパターンを例に挙げると、まずコンピュータ９からＰＣ２へ制御条件を送り、ＰＣ２は前記条件に従って内部タイマーに基づく手入れ作業時間に至れば手入れ機２２の作動開始の制御信号を出力して、手入れ工程（図５参照）に従った手入れを実施する。また、風温パターンを例に挙げれば、コンピュータ９はＰＣ２を介してプログラム温度調節計３へ風温パターンを送り、送風温センサ７からの環境情報に基づいて、ＰＩＤ制御による各ダンパ１７，１８，１９の開度を調整したり、フィンクーラ２０の冷水制御を行なう。このように、本発明の制御システムは、各制御系が個別に機能することから、分散型の制御システムであると言える。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の固体培養装置における培養環境の制御システムは、例えばパソコン等の安価なコンピュータを中核に据え、様々な培養環境に即時対応できる柔軟な制御システムとして構築できる。制御システム全体が、設定系と監視系とに区分されているので、培養装置の変更に合わせて制御システムの改変が容易であり、制御システムの設置に関しても柔軟性を発揮することができる。これらは、より高度な分散型の制御システムへ移行しやすいことを意味している。
【００１８】
また、個々の制御はＰＣが行ない、環境条件のみをコンピュータで扱うようにしたので、▲１▼複雑な制御も容易に行なうことができ、また条件設定も簡易であり、▲２▼培養環境の変化に対し、コンピュータによる直接制御に比べて反応速度を上げられるほか、▲３▼コンピュータの不具合においても、制御システム自体の停止が回避できる利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】一組の閉鎖した制御系で構成した制御システムの基本単位を表した図である。
【図２】回転円盤製麹装置に培養環境制御方法を適用した制御システムの図である。
【図３】図２における制御システムのブロック図である。
【図４】図２における制御システムの運用フローの図である。
【図５】手入機による麹層表面の均しについての運用フローの図である。
【図６】センサとコンピュータとを接続した従来の制御システムの図である。
【図７】センサと調節計又はＰＣとを接続した制御システムの図である。
【符号の説明】
１  回転円盤製麹装置
２  プログラマブルコントローラ（ＰＣ）
３  調節計
９  コンピュータ
【図１】
0003582875.tif 000002
【図２】
0003582875.tif 000003
【図３】
0003582875.tif 000004
【図４】
0003582875.tif 000005
【図５】
0003582875.tif 000006
【図６】
0003582875.tif 000007
【図７】
0003582875.tif 000008