(57)【要約】【課題】複数の実験機器を自動的に制御することで、所定の実験を自動的に行うことが可能な実験管理システム及び方法を提供する。【解決手段】実験機器（測定機）１００Ａ，１００Ｂ毎にそれぞれ設けられ、各実験機器の動作プログラムを格納するプログラム格納部１６Ａ、１６Ｂ及び無線通信部１４Ａ、１４Ｂを有する小型コンピュータ１０Ａ，１０Ｂと、通信装置７０を介して各小型コンピュータを管理する管理装置（管理ＰＣ）５０とを備えた実験管理システムであり、管理装置は、動作プログラムの起動命令を含む管理プログラム５４Ａを格納する記憶手段５４と、通信装置を介して各小型コンピュータへ起動命令を送信する制御手段５２とを備えた。【選択図】　　図１
2004117061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の実験に必要な複数の実験機器を自動的に制御する実験管理システムであって、
前記実験機器毎にそれぞれ設けられ、各実験機器の動作プログラムを格納するプログラム格納部及び通信部を有する小型コンピュータと、
所定の通信装置を介して前記各小型コンピュータを管理する管理装置とを備え、
前記管理装置は、前記動作プログラムの起動命令を含む管理プログラムを格納する記憶手段と、前記通信装置を介して前記各小型コンピュータへ前記起動命令を送信する制御手段とを備えたことを特徴とする実験管理システム。
【請求項２】
前記管理プログラムは、前記実験機器の動作結果の返答命令をさらに含み、
前記制御手段は、前記通信装置を介して前記各小型コンピュータへ前記返答命令を送信するとともに、返答結果を受信することを特徴とする請求項１に記載の実験管理システム。
【請求項３】
前記管理プログラムは、前記起動命令のスケジュール情報をさらに含み、
前記制御手段は、前記スケジュールに従って前記各小型コンピュータへ前記起動命令を送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の実験管理システム。
【請求項４】
前記小型コンピュータの通信部は、無線通信部であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の実験管理システム。
【請求項５】
前記動作プログラムは、それぞれ異なるプログラミング言語で記述されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の実験管理システム。
【請求項６】
所定の実験に必要な複数の実験機器を自動的に制御する実験管理方法であって、
前記実験機器の動作プログラムの起動命令を、該実験機器毎にそれぞれ設けられ各実験機器の動作プログラムを格納するプログラム格納部を有する小型コンピュータへ送信する
ことを特徴とする実験管理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の測定機や解析機等の実験機器を制御して実験を行うための実験管理システム及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
実験を行う際には、複数の測定や解析を繰り返したり、多数の実験機器（測定機や解析機）を使用する必要がある。従って、実験機器のＯＮ／ＯＦＦ動作や同期動作を自動的に制御し、作業者の手間の軽減を図ることが要望されている。例えば、ガス濃度測定を時間的に制御し、経時的に記録したガスの放出量等を収集して解析する測定解析システムが報告されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−７２０３４号公報（フロントページ）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記システムにおいては、測定機の動作プログラムの言語がそれぞれ異なる場合に対応ができないという問題がある。例えば、Ａ社とＢ社の測定機を順に動作させて実験を行う場合、Ａ社測定機の制御自体はそのプログラミング言語を用いて行うことができる。しかしながら、Ｂ社測定機の動作プログラムの言語がＡ社のものと異なっていると、Ａ社測定機の測定後に引き続いてＢ社測定機の測定を行う制御を自動的に行えない。従って、Ｂ社測定機の開始コマンドを作業員が手動で入力する必要があり、作業負担の軽減ができなかった。
【０００５】
また、実験の内容が異なると、使用する測定機も異なるものとなるが、上記システムではこのような測定機の変更があると、それにあわせてシステム全体の設計変更をする必要があった。測定機を別のものに買い換えた場合も、同様なシステム変更が必要であった。
【０００６】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたもので、複数の実験機器を自動的に制御することで、所定の実験を自動的に行うことが可能な実験管理システム及び方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明の実験管理システムは、所定の実験に必要な複数の実験機器を自動的に制御する実験管理システムであって、前記実験機器毎にそれぞれ設けられ、各実験機器の動作プログラムを格納するプログラム格納部及び通信部を有する小型コンピュータと、所定の通信装置を介して前記各小型コンピュータを管理する管理装置とを備え、前記管理装置は、前記動作プログラムの起動命令を含む管理プログラムを格納する記憶手段と、前記通信装置を介して前記各小型コンピュータへ前記起動命令を送信する制御手段とを備えたことを特徴とする。
このようにすると、各小型コンピュータ側に接続先の実験機器の動作プログラムを搭載し、管理装置は動作プログラムの起動命令のみを各小型コンピュータに送信すればよいので、例えば新たに実験機器を追加した場合でも、管理プログラムを全面的に書き換える必要はなく、追加した実験機器に接続された小型コンピュータへの命令を管理プログラムに加えるだけでよく、システム変更等に容易に対応可能となる。
又、各実験機器の動作プログラムのプログラミング言語が異なっていても、管理プログラムには動作プログラムの起動命令のみを記述すればよいので、複数の実験機器を自動的に制御可能となる。
【０００８】
請求項２記載の実験管理システムにおいて、前記管理プログラムは、前記実験機器の動作結果の返答命令をさらに含み、前記制御手段は、前記通信装置を介して前記各小型コンピュータへ前記返答命令を送信するとともに、返答結果を受信することを特徴とする。
このようにすると、実験機器の動作結果を管理装置側で取得することができ、例えばその結果を次の実験機器に入力する等の種々の制御が可能となる。
【０００９】
請求項３記載の実験管理システムにおいて、前記管理プログラムは、前記起動命令のスケジュール情報をさらに含み、前記制御手段は、前記スケジュールに従って前記各小型コンピュータへ前記起動命令を送信することを特徴とする。
このようにすると、スケジュールに従って複数の実験機器を動作できるので、複数の実験機器を連携して動作させる等の種々の制御が可能となる。
【００１０】
請求項４記載の実験管理システムにおいて、前記小型コンピュータの通信部は、無線通信部であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の実験管理システムにおいて、前記動作プログラムは、それぞれ異なるプログラミング言語で記述されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の実験管理方法は、所定の実験に必要な複数の実験機器を自動的に制御する実験管理方法であって、前記実験機器の動作プログラムの起動命令を、該実験機器毎にそれぞれ設けられ各実験機器の動作プログラムを格納するプログラム格納部を有する小型コンピュータへ送信することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、各図を参照して説明する。図１は、本発明の実験管理システムの一実施形態を示す構成図である。この実験管理システムは、例えばパーソナルコンピュータから構成される管理装置（管理ＰＣ）５０と、複数の小型コンピュータ（ユビキタスコンピュータ）１０Ａ、１０Ｂとを備えている。
【００１４】
ユビキタスコンピュータ１０Ａは、ＣＰＵ（中央処理装置）１２Ａ、無線通信部１４Ａ、動作プログラム１の格納部である所定のメモリ（プログラム格納部）１６Ａとを備えるコンピュータであるが、ＣＰＵやメモリ（プログラム格納部）容量を小さくすることで、全体の小型化を図ったものである。又、ユビキタスコンピュータ１０Ａは測定機１００Ａと所定のインターフェースを介して接続され、動作プログラム１により測定機１００Ａの動作制御を行えるようになっている。
【００１５】
ユビキタスコンピュータ１０Ｂも、上記ユビキタスコンピュータ１０Ａと同様なＣＰＵ１２Ｂ、無線通信部１４Ｂ、動作プログラム２の格納部（プログラム格納部）１６Ｂとを備えるのでこれらの説明を省略する。又、ユビキタスコンピュータ１０Ｂは測定機１００Ｂと接続され、動作プログラム２により測定機１００Ｂの動作制御を行える。ここで、ユビキタスコンピュータ１０Ａ、１０Ｂが備える動作プログラム１、２は言語が異なる、つまり、測定機１００Ａ、１００Ｂはそれぞれ別のプログラミング言語で動作する。
【００１６】
管理ＰＣ５０は、ＣＰＵ等からなる制御手段５２、記憶手段５４、入出力制御手段（インターフェース）５６、所定のモニタ５８を備え、記憶手段５４は後述する管理プログラム５４Ａを格納する。又、管理ＰＣ５０は、有線網８０を介して無線アクセスポイント（通信装置）７０に接続され、無線アクセスポイント７０を介してユビキタスコンピュータ１０Ａ、１０Ｂと無線通信可能になっている。
【００１７】
次に、管理ＰＣ５０による各測定機１００Ａ、１００Ｂの制御について図２、図３を参照して説明する。
【００１８】
図２は、各測定機１００Ａ、１００Ｂの制御の概要を示す。この図において、管理ＰＣ５０による制御がスタートすると、まず測定機１００Ａが動作プログラム１に従って自動測定を行って測定結果を出力する。測定機１００Ｂは、この測定結果を入力データとし、動作プログラム２に従って自動測定を行って測定結果を出力するようになっている。このようにして、複数の測定機の制御が自動的に行われ、実験が終了する。
【００１９】
図３は、図２の制御を行うための管理プログラム５４Ａの構成（プログラムダイヤグラム）を示す。管理プログラム５４Ａは、ユビキタスコンピュータ１０Ａ、１０Ｂを介して各測定機１００Ａ、１００Ｂの制御を行うものであり、以下の手続き（ステップＳ２〜Ｓ８）を含んでいる。
【００２０】
まず、ステップＳ２では、動作プログラム１の起動命令と、測定機１００Ａの測定結果の返答命令とをユビキタスコンピュータ１０Ａへ送信する。ユビキタスコンピュータ１０Ａ（のＣＰＵ１２Ａ）は起動命令を受信すると、動作プログラム１を実行して測定機１００Ａに測定動作をさせ、測定機１００Ａは測定結果をＣＰＵ１２Ａへ出力する。ＣＰＵ１２Ａは、上記返答命令に基づき、測定結果を管理ＰＣ５０へ送信する。
【００２１】
ステップＳ４では、ユビキタスコンピュータ１０Ａから測定結果を受信したか否かを判断し、「Ｙｅｓ」であれば、そのタイミングでステップＳ６を実行し、「Ｎｏ」であればＳ４へ戻る。
【００２２】
ステップＳ６では、測定機１００Ａの測定結果、動作プログラム２の起動命令、測定機１００Ｂの測定結果の返答命令をユビキタスコンピュータ１０Ｂへ送信する。ユビキタスコンピュータ１０Ｂ（のＣＰＵ１２Ｂ）は起動命令を受信すると、測定機１００Ｂの測定結果を入力値とし、動作プログラム２を実行して測定機１００Ｂに測定動作をさせ、測定機１００Ｂは測定結果をＣＰＵ１２Ｂへ出力する。ＣＰＵ１２Ｂは、上記返答命令に基づき、測定結果を管理ＰＣ５０へ送信する。
【００２３】
ステップＳ８では、ユビキタスコンピュータ１０Ｂから測定結果を受信したか否かを判断し、「Ｙｅｓ」であれば、実験を終了し、「Ｎｏ」であればＳ８へ戻る。
【００２４】
以上述べたように、本実施形態の実験管理システムによれば、それぞれ動作プログラムの言語が異なる複数の測定機１００Ａ、１００Ｂを連携させて自動測定させることができるので、測定機１００Ａ、１００Ｂを用いた実験を自動的に行うことができ、作業負担が軽減される。又、管理プログラムには、各測定機の動作プログラムの起動命令のスケジュール情報、つまり、測定機１００Ａの測定が終了すると、測定機１００Ｂの測定を行うことが記述されているので、測定機１００Ａ、１００Ｂを順次連携させて動作させることができる。
【００２５】
次に、具体的な実施例として、大気拡散を予測する風洞実験装置２００を実験管理システムにより制御する場合について、図４、図５を参照して説明する。
図４において、実験管理システムは、後述する所定の実験機器１００Ｃ〜１００Ｇにそれぞれ接続されたユビキタスコンピュータ１０Ｃ〜１０Ｇと、管理装置（風洞実験制御装置）５０Ａとを備える。風洞実験制御装置５０Ａは、図示しない無線アクセスポイントを介してユビキタスコンピュータ１０Ｃ〜１０Ｇと送受信が可能であり、風洞実験装置２００を制御する管理プログラムを格納する記憶手段、及び制御手段を備える。
【００２６】
風洞実験装置２００は、風洞本体２００Ａ、風洞内に気流を与えるブロワ（ブロワ制御盤）１００Ｃ、気流の風速を測定する風速計（と風速指示計）１００Ｄ、風洞内の大気拡散を模したトレーサガスを風洞内に導入するトレーサガス流量調整器１００Ｅ、サンプリング管を把持して風洞内を移動するトラバース装置（トラバース装置制御盤）１００Ｆ、サンプリング管により風洞内各所のトレーサガス濃度を測定する濃度測定装置１００Ｇとを備える。
【００２７】
各ユビキタスコンピュータ１０Ｃ〜１０Ｇは、それぞれ実験機器１００Ｃ〜１００Ｇの動作プログラムとして以下のプログラム格納部を有する。つまり、ユビキタスコンピュータ１０Ｃは、ブロワの回転制御プログラム格納部を有し、ユビキタスコンピュータ１０Ｄは、風速測定プログラム格納部を有し、ユビキタスコンピュータ１０Ｅは、トレーサガスの流量調節プログラム格納部を有し、ユビキタスコンピュータ１０Ｆは、トラバース装置制御プログラム格納部を有し、ユビキタスコンピュータ１０Ｇは、ガス濃度測定プログラム格納部を有している。これらの動作プログラムは、それぞれプログラミング言語が異なっていてもよく、又同一の言語であってもよい。
【００２８】
この風洞実験装置２００は、図５に示す管理プログラム（プログラムダイヤグラム）に従い、風洞実験制御装置５０Ａにより制御される。
【００２９】
この図において、まずステップＳ１０では、ブロワの回転制御プログラムの起動命令をユビキタスコンピュータ１０Ｃへ送信し、ブロワの回転を指示する。ユビキタスコンピュータ１０Ｃ（のＣＰＵ）は起動命令を受信すると、ブロワの回転制御プログラムを実行してブロワ１００Ｃを回転させ、ブロワ制御盤１００Ｃは回転が開始された旨をＣＰＵへ出力する。ＣＰＵは、ブロワが回転した旨を風洞実験制御装置５０Ａへ送信する。
【００３０】
ステップＳ１２では、ブロワが回転した旨を受信したか否かを判断し、「Ｙｅｓ」であればステップＳ１４へ移行し、「Ｎｏ」であればステップＳ１２へ戻る。
【００３１】
ステップＳ１４では、風速測定プログラムの起動命令をユビキタスコンピュータ１０Ｄへ送信し、風速測定と測定結果の返答を指示する。ユビキタスコンピュータ１０Ｄ（のＣＰＵ）は起動命令を受信すると、風速測定プログラムを実行して風速計（風速指示計）１００Ｄに風速測定させ、風速指示計１００Ｄは風速をＣＰＵへ出力する。ＣＰＵは、風速値を風洞実験制御装置５０Ａへ送信する。
ステップＳ１６では、受信した風速値が所定の値か否かを判断し、「Ｙｅｓ」であればステップＳ１８へ移行し、「Ｎｏ」であればステップＳ３０へ移行する。
【００３２】
ステップＳ３０では、ステップＳ１６の受信値に基づいて、ブロワ１００Ｃの回転数の調整命令をユビキタスコンピュータ１０Ｃへ送信し、調整指示をする。ユビキタスコンピュータ１０Ｃ（のＣＰＵ）は調整命令を受信すると、ブロワ制御盤１００Ｃを制御してブロワの回転数を調整する。ブロワの回転数が変化すると風速も変化するので、ステップＳ１６にフィードバックされて風速が所定値に調整され、ステップＳ１８に移行する。
【００３３】
ステップＳ１８では、トレーサガスの流量調節プログラムの起動命令をユビキタスコンピュータ１０Ｅへ送信し、トレーサガスの流動指示をする。ユビキタスコンピュータ１０Ｅ（のＣＰＵ）は起動命令を受信すると、流量調節プログラムを実行して流量調節器１００Ｅにトレーサガスを流動させ、流量調節器１００Ｅ風速指示計１００Ｅはガス流量をＣＰＵへ出力する。ＣＰＵは、ガス流量値を風洞実験制御装置５０Ａへ送信する。
【００３４】
ステップＳ２０では、受信したガス流量値が規定値か否かを判断し、「Ｙｅｓ」であればステップＳ２２へ移行し、「Ｎｏ」であればステップＳ３２へ移行する。
【００３５】
ステップＳ３２では、ステップＳ２０の受信値に基づいて、流量調節器１００Ｅの調整命令をユビキタスコンピュータ１０Ｅへ送信し、調整指示をする。ユビキタスコンピュータ１０Ｅ（のＣＰＵ）は調整命令を受信すると、流量調節器１００Ｅを制御してガス流量を調整する。ガス流量の変化はステップＳ２０にフィードバックされて流量が規定値に調整され、ステップＳ２２に移行する。
【００３６】
ステップＳ２２では、トラバース装置制御プログラムの起動命令をユビキタスコンピュータ１０Ｆへ送信し、トラバース駆動指示をする。ユビキタスコンピュータ１０Ｆ（のＣＰＵ）は起動命令を受信すると、トラバース装置制御プログラムを実行してトラバース装置１００Ｆを駆動させ、トラバース装置制御盤１００Ｆは駆動した旨をＣＰＵへ出力する。ＣＰＵは、駆動した旨を風洞実験制御装置５０Ａへ送信する。
【００３７】
ステップＳ２４では、駆動した旨を受信したか否かを判断し、「Ｙｅｓ」であればステップＳ２６へ移行し、「Ｎｏ」であればステップＳ２４へ戻る。
【００３８】
ステップＳ２６では、ガス濃度測定プログラムの起動命令をユビキタスコンピュータ１０Ｇへ送信し、濃度測定及と測定結果の返答を指示する。ユビキタスコンピュータ１０Ｇ（のＣＰＵ）は起動命令を受信すると、ガス濃度測定プログラムを実行して濃度測定装置１００Ｇを動作させ、濃度測定装置１００Ｇは測定結果をＣＰＵへ出力する。ＣＰＵは、測定結果を風洞実験制御装置５０Ａへ送信する。
【００３９】
ステップＳ２８では、ステップＳ２６の測定結果を受信して実験を終了する。
この管理プログラムにおいても、各実験機器１００Ｃ〜１００Ｇの動作プログラムの起動命令のスケジュール情報が記述されているので、各実験機器１００Ｃ〜１００Ｇをそれぞれ適切なタイミングで動作させて風洞実験装置２００を自動的に制御することができる。
【００４０】
本発明は上記した実施形態に限定されない。例えば、実験機器としては、測定機だけでなく、実験を行う際に用いるものであればよい。又、小型コンピュータと管理装置とのデータ送受信は有線で行ってもよく、無線で行う場合も、無線ＬＡＮ、赤外線や例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ規格等の近距離無線通信等を用いることができる。
【００４１】
さらに、各ユビキタスコンピュータは、それぞれ異なる言語の動作プログラムを備えた場合に限らず、同一言語の動作プログラムを備えていてもよい。後者の場合であっても、各ユビキタスコンピュータは接続先の実験機器の動作プログラムを搭載し、管理装置はプログラムの起動命令のみを各ユビキタスコンピュータに送信するようになっている。従って、例えばこの実験管理システムに新たに実験機器を追加した場合でも、管理装置の管理プログラムを全面的に書き換える必要はなく、追加した実験機器に接続されたユビキタスコンピュータへの命令を管理プログラムに加えるだけでよく、システム変更等に容易に対応可能となる。
【００４２】
本発明の実験管理システムは、コンピューターと、通信装置等の各種周辺機器と、コンピューターによって動作するソフトウェアプログラムによって実現可能である。このソフトウェアプログラムは、コンピューター読み取り可能な記憶媒体や通信回線を介して配布可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の実験管理システム及び方法によれば、各小型コンピュータ側に接続先の実験機器の動作プログラムを搭載し、管理装置は動作プログラムの起動命令のみを各小型コンピュータに送信すればよいので、例えば新たに実験機器を追加した場合でも、管理プログラムを全面的に書き換える必要はなく、追加した実験機器に接続された小型コンピュータへの命令を管理プログラムに加えるだけでよく、システム変更等に容易に対応可能となる。
又、各実験機器の動作プログラムのプログラミング言語が異なっていても、管理プログラムには動作プログラムの起動命令のみを記述すればよいので、複数の実験機器を自動的に制御可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実験管理システムの構成を示すブロック図である。
【図２】各測定機１００Ａ、１００Ｂの制御の概要を示す図である。
【図３】管理プログラムの構成（プログラムダイヤグラム）を示す図である。
【図４】風洞実験装置と実験管理システムの構成を示す図である。
【図５】管理プログラムの構成（プログラムダイヤグラム）を示す別の図である。
【符号の説明】
１０Ａ〜１０Ｇ　　　　　　　　小型コンピュータ
１４Ａ、１４Ｂ　　　　　　　　（無線）通信部
１６Ａ、１６Ｂ　　　　　　　　プログラム格納部
５０、５０Ａ　　　　　　　　　管理装置（管理ＰＣ，風洞実験制御装置）
５２　　　　　　　　　　　　　制御手段
５４　　　　　　　　　　　　　記憶手段
５４Ａ　　　　　　　　　　　　管理プログラム
７０　　　　　　　　　　　　　通信装置
１００Ａ〜１００Ｇ　　　　　　実験機器（測定機）
【図１】
2004117061.tif 000003
【図２】
2004117061.tif 000004
【図３】
2004117061.tif 000005
【図４】
2004117061.tif 000006
【図５】
2004117061.tif 000007