(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学的又は物理的分析を行うための１つの又は連係して動作する複数の分析ユニットと、該１乃至複数の分析ユニットを制御するべく通信線を介して接続された制御部とを具備する分析システムにおいて、
各分析ユニットはそれぞれ、
その分析ユニットの機種名又はそれに相当する情報を表示するための表示用情報と、前記制御部がその分析ユニットを制御する際に該ユニットを識別するため制御用識別情報と、さらにその分析ユニットが当該分析ユニットの供給当初に想定された標準的な基本機能以外に当該分析ユニットの供給当初に想定されていなかった付加・拡張機能を有する場合にはその付加・拡張機能を識別するための機能拡張識別情報をも加えて、前記表示用情報、前記制御用識別情報、及び前記機能拡張識別情報を一組として、前記通信線を介して前記制御部に送信する情報送信手段を備え、
前記制御部は、
各分析ユニットから送られてくる前記各種情報を受信して表示用情報、制御用識別情報、機能拡張識別情報をそれぞれ抽出する情報抽出手段と、
該情報抽出手段により得られた表示用情報に基づいて各分析ユニットの機種名を判断してこれを表示画面上に表示する表示制御手段と、
前記情報抽出手段により得られた制御用識別情報に基づいて制御対象としての前記分析ユニットを特定し、さらに前記情報抽出手段により機能拡張識別情報が得られている場合にはその情報も参照して、それに応じた制御プログラムに従ってその分析ユニットを制御する一方、前記情報抽出手段により受信した情報に機能拡張識別情報が無かった場合には、付加・拡張機能がないものと判断して制御用識別情報に基づいて特定されたものに応じた制御プログラムに従ってその分析ユニットを制御する分析制御手段と、
を備えることを特徴とする分析システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体クロマトグラフ、ガスクロマトグラフ、質量分析計等の各種の分析を行う装置とこの装置の動作を制御したり取得された分析データを収集したりするための制御装置とが通信路を介して相互に接続されてなる分析システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の液体クロマトグラフ分析システムは、例えば特許文献２に記載のように、分離用のカラムに移動相を供給する送液ユニット、カラムの手前で移動相中に液体試料を注入するインジェクタを含むオートサンプラ、カラムを内装しその温度を制御するカラムオーブン、カラムから溶出した試料液中の各成分を検出する検出器、これら各部を統括的に制御するシステムコントローラなど、複数の分析ユニットにより構成されている。このようにユニット化することの利点の１つは、分析目的等に応じて必要な分析ユニットのみを異なるタイプ（機種）のものに入れ替えるといった柔軟性があることである。
【０００３】
このような分析システムにおいて、送液ユニット、オートサンプラ、カラムオーブン、検出器などの各分析ユニットはそれぞれがマイクロコンピュータ（マイコン）や通信機能を備え、システムコントローラとそれぞれ通信を行うことで各種の制御指令を受け取って、所定の制御プログラムに従って所定の機能・動作を達成する。こうした制御プログラム（ファームウエア（Ｆ／Ｗ））は、例えば、バグの修正、性能向上のための新しい制御シーケンスの導入、新機能の追加等の際に書き換えが必要になるため、通信線を介してこうした制御プログラムの書き換えを容易に行えるようにした技術が従来より提案されている（例えば特許文献１、２など参照）。
【０００４】
何らかの理由で分析ユニットの制御プログラムが変更された場合には上記のような従来技術で対応が可能であるが、制御プログラムの書き換え自体は容易であってもそのプログラムを修正したり変更したりするためのエンジニアの作業量はかなり大きなものとなる。例えば分析システムでは、そのシステム中の或る分析ユニットだけを更新する又は交換するということがよくある。そのときに、新たに導入した分析ユニット側に新たな機能が追加されている場合には、システムコントロール側でもその機能に対応していることが必要である。何故なら、分析ユニットとシステムコントローラとで機能が一致していない場合、つまり、分析ユニットとシステムコントローラとで対応しているＦ／Ｗのバージョンが新旧混在していると、追加された機能が利用できないのみならず、追加された機能に対応した新しいパラメータを設定すると適切な制御が行えなくなって分析ユニットが誤動作したり暴走したりする場合があり得るからである。そのため、分析ユニットで機能追加等を行った場合には、システムコントローラ側でもそれに応じたＦ／Ｗの変更を強いられる。
【０００５】
一方、製造メーカーが新しい分析ユニットを市場に投入する場合には、機能を追加したり性能の改善を図ることもあるが、機能や動作に関しては旧機種と同じで、例えば外観上の見栄えを改善したり電源回路等機能に直接関係しない部品を変更したりする等のいわゆるマイナーチェンジにより機種名を変更する場合もある。こうした場合には、シーケンスコントローラにおいて制御のためにはＦ／Ｗを変更する必要がないが、Ｆ／Ｗを更新しないとそのＦ／Ｗにより表示される機種名も旧来のままとなってしまう。そのため、従来の分析システムでは、分析ユニットで実質的に機種名のみの変更を行うような場合であっても、それに応じた正確な表示を行うにはシステムコントローラ側で大きなＦ／Ｗの変更を強いられる。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−３０６０６５号公報
【特許文献２】特開平９−１３３６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように従来の分析システムでは、分析ユニットで機能追加やモデルチェンジを行った場合にシステムコントロール側でのＦ／Ｗの変更の手間が非常に大きく、これが大きなコスト増加要因の一つとなるという問題があった。本発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、その主な目的は、分析装置を構成する各分析ユニットについて様々なレベルの機種の更新や機能の追加等の変更が行われた場合でも、こうした分析ユニットを統括的に制御するシステムコントローラ等制御部側での制御プログラムの変更をできるだけ少なく抑えながら各分析ユニットの変更に対応した適切な制御を遂行することができる分析システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために成された本発明は、化学的又は物理的分析を行うための１つの又は連係して動作する複数の分析ユニットと、該１乃至複数の分析ユニットを制御するべく通信線を介して接続された制御部とを具備する分析システムにおいて、
各分析ユニットはそれぞれ、
その分析ユニットの機種名又はそれに相当する情報を表示するための表示用情報と、前記制御部がその分析ユニットを制御する際に該ユニットを識別するため制御用識別情報と、さらにその分析ユニットが当該分析ユニットの供給当初に想定された標準的な基本機能以外に当該分析ユニットの供給当初に想定されていなかった付加・拡張機能を有する場合にはその付加・拡張機能を識別するための機能拡張識別情報をも加えて、前記表示用情報、前記制御用識別情報、及び前記機能拡張識別情報を一組として、前記通信線を介して前記制御部に送信する情報送信手段を備え、
前記制御部は、
各分析ユニットから送られてくる前記各種情報を受信して表示用情報、制御用識別情報、機能拡張識別情報をそれぞれ抽出する情報抽出手段と、
該情報抽出手段により得られた表示用情報に基づいて各分析ユニットの機種名を判断してこれを表示画面上に表示する表示制御手段と、
前記情報抽出手段により得られた制御用識別情報に基づいて制御対象としての前記分析ユニットを特定し、さらに前記情報抽出手段により機能拡張識別情報が得られている場合にはその情報も参照して、それに応じた制御プログラムに従ってその分析ユニットを制御する一方、前記情報抽出手段により受信した情報に機能拡張識別情報が無かった場合には、付加・拡張機能がないものと判断して制御用識別情報に基づいて特定されたものに応じた制御プログラムに従ってその分析ユニットを制御する分析制御手段と、
を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る分析システムでは、各分析ユニットにおける情報送信手段が、その分析ユニットの機種名に対応した表示用情報を制御用識別情報とは異なる情報として送信する。したがって、制御用識別情報は同一であっても表示用情報は相違する２つの同種の分析ユニットが存在し得る。また、付加・拡張機能を有する場合に送信される拡張機能情報も、制御用識別情報とは異なる情報として送信される。
【００１０】
これに対し制御部では、情報抽出手段が通信線を介して受け取った情報をそれぞれ識別して抽出する。そして、表示制御手段は表示用情報に基づいて各分析ユニットの機種名を判断してこれをモニタ等の表示画面上に表示する。また、分析制御手段はその表示とは独立して、制御用識別情報に基づいて分析ユニットを特定し、さらに機能拡張識別情報が得られている場合にはその情報も参照して、それに応じた制御プログラムに従ってその分析ユニットを制御するべく制御信号を送出する。逆に、表示制御手段による表示制御も分析制御の影響を受けない。
【００１１】
したがって、本発明に係る分析システムによれば、或る種の分析ユニットにおいて、上述したように分析制御プログラムに影響を与えるような機能や動作に変更がなく、そうした機能・動作と関係のない部分の変更などによる機種名の変更が行われた場合に、制御部の分析制御手段を達成するためのプログラムを全く変更せずに表示制御手段を達成するためのプログラムだけを変更すればよい。また、分析ユニット側において基本機能に対し付加・拡張機能が追加された場合には、制御部の分析制御手段を達成するためのプログラムの中で付加・拡張機能に対応してプログラムを追加したり変更したりすればよい。これにより、従来のように制御部においてプログラム全体を変更する必要がなく、エンジニアの手間が大幅に軽減でき、これに要するコストも抑制することができる。
【００１２】
また、分析ユニット側において基本機能に対し付加・拡張機能が追加されていて制御部の分析制御手段を達成するためのプログラムの中で付加・拡張機能に対応したプログラムの追加や変更がなされていない場合、或いは逆に、分析ユニット側において付加・拡張機能が追加されていないにも拘わらず制御部の分析制御手段を達成するためのプログラムの中に付加・拡張機能に対応したプログラムの追加や変更がなされている場合でも、最低限の基本機能に相当する動作を遂行することができ、誤動作や暴走などの発生を回避することができる。
【００１４】
また本発明に係る分析システムでは、機能拡張識別情報を送らないことで付加・拡張機能が存在しないと判断されるので、もともと拡張機能を追加することを想定していなかったような分析ユニットについても対応が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る分析システムの一実施例として液体クロマトグラフ（ＬＣ）分析システムを例に挙げて説明する。
【００１６】
図１は本実施例によるＬＣ分析システム全体の構成図の一例である。このＬＣ分析システムにおいて、分析装置１は、溶離液をカラムに送るポンプを含む送液ユニット２と、試料成分の分離を行うカラムを内装するカラムオーブン４と、送液ユニット２からカラムに送られる溶離液中に試料液を注入するオートサンプラ３と、カラムから溶出した試料成分を順次検出する検出器５と、設定された分析条件等に従って上記各部の動作を統括的に制御するためのシステムコントローラ６とを含む。この例では、送液ユニット２、オートサンプラ３、カラムオーブン４及び検出器５が本発明における分析ユニットに相当し、システムコントローラ６が本発明における制御部に相当する。
【００１７】
上記分析装置１内で、システムコントローラ６と分析ユニットとはそれぞれ個別に通信線で相互に接続されており、またシステムコントローラ６はＬＡＮ等のネットワーク回線７を介して制御／データ収集用のコンピュータ８と接続されている。コンピュータ８には分析装置１を制御したり分析装置１で得られたデータを処理するための専用の制御／処理ソフトウエアがインストールされている。このコンピュータ８を使用せずにシステムコントローラ６だけでも分析装置１における基本的な操作は可能であるが、コンピュータ８に搭載されている制御／処理ソフトウエアを用いることで、自動分析等のより高度な分析が簡単な操作により行うことができる。
【００１８】
図２は、分析ユニットの１つである送液ユニット２とシステムコントローラ６とについて本発明に特徴的な動作のための要部の機能構成図である。即ち、送液ユニット２（及び他のユニットも同様）にあっては、ファームウエア（Ｆ／Ｗ）のバージョン情報（ver.No.）、装置ＩＤ、機種名ＩＤ、機能拡張ＩＤといった情報を情報保持部２１に保持しており、システムコントローラ６との間での双方向通信を行う通信制御部（本発明における情報送信手段に相当）２０を通して、これら情報が所定のヘッダに引き続いて所定形式で以てシステムコントローラ６に送出される。一方、システムコントローラ６では、送液ユニット２との間での双方向通信を行う通信制御部（本発明における情報抽出手段に相当）６０を介して上記情報を受信し、上述した各情報をそれぞれ抽出してメモリ６１の変数領域内の所定領域に格納する。これらメモリ６１の変数領域内に格納された情報は適宜読み出されて、制御機能部（本発明における分析制御手段に相当）６２又は表示機能部（本発明における表示制御手段に相当）６３に送られる。なお、実際には、この制御機能部６２や表示機能部６３はシステムコントローラ６に予め搭載されているファームウエア（Ｆ／Ｗ）をＣＰＵで実行することにより達成される機能である。
【００１９】
ここで、Ｆ／Ｗのバージョン情報、装置ＩＤ、機種名ＩＤ、機能拡張ＩＤ等について具体例を挙げて説明する。図３はＮｏ．１〜Ｎｏ．４なる４つの異なる送液ユニットについてその仕様の一部を示したものである。最も基本となる機種はＮｏ．１であり、機種名は「Ｐｕｍｐ−１Ａ」であり、Ｆ／Ｗのバージョン情報は１．００である。装置ＩＤはこのユニットを制御するために当該ユニットの種別を特定するためのコードであり、この装置ＩＤが異なれば基本的な制御プログラムが全く相違する。ここでは、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４の全てに同一の装置ＩＤ「１０」が付与されている。一方、機種名ＩＤは機種名に対応して付与されたコードであるが、基本機種については機種名ＩＤは存在しない。また、機能拡張ＩＤは拡張機能があるときのみ、その拡張機能の種類に応じて付与されるコードであり、Ｎｏ．１では拡張機能はないので機能拡張ＩＤも存在しない。
【００２０】
Ｎｏ．２の機種名はＮｏ．１と同じ「Ｐｕｍｐ−１Ａ」であり、機種名ＩＤ、機能拡張ＩＤが存在しない点もＮｏ．１と同じである。但し、Ｆ／Ｗはその一部が変更されており、それによってバージョン番号も２．００に変更されている。Ｎｏ．３は機能的にはＮｏ．１と変わらないが、例えば外形が変更されていたり、例えば電源部が変更されていたりというように分析に直接影響を与えない部分がマイナーチェンジされていて、それに伴い機種名が「Ｐｕｍｐ−１Ｂ」と変更されている。この場合には、機種名ＩＤ「０１」が付与されており、拡張機能がないことを示す機能拡張ＩＤ「００」が付与されている。一方、Ｎｏ．４は機種名はＮｏ．１と変わらないが、拡張機能が追加されており、その拡張機能に対応した機能拡張ＩＤ「０２」が付与されている。ここで言う拡張機能とは、例えば送液ポンプの流量の設定可能範囲が標準では０．１０〜１０．００[mL]であるものが、拡張機能によって０．０１〜１０．００[mL]に拡大されているものなどのことである。こうした機能の拡張に伴ってＦ／Ｗも変更する必要があるから、Ｆ／Ｗのバージョンも３．００に変更されている。
【００２１】
図４は上記例における実際のＦ／Ｗの変更とバージョン番号の変更との関係を示す概念図である。バージョン番号が１．００であるときの基本となるＦ／Ｗに対し、その一部が変更された（書き換えられた）ものが、バージョン番号２．００となったＦ／Ｗである。これにさらに、上述したような拡張機能に対応して追加された部分を有するＦ／Ｗがバージョン番号３．００のものである。
【００２２】
次に、図２に示した機能ブロックにより達成される特徴的な動作について図５〜図７を参照して説明する。図５は図２中に示すシステムコントローラ６の通信制御部６０で行われる受信処理のフローチャート、図６は同じくシステムコントローラ６の制御機能部６２で行われる制御動作のフローチャート、図７は同じくシステムコントローラ６の表示機能部６３で行われる表示動作のフローチャートである。
【００２３】
システムコントローラ６と送液ユニット２とで電源が投入された場合、或いはシステムコントローラ６と送液ユニット２とを繋ぐケーブル（通信線）が接続された場合に、例えばシステムコントローラ６の通信制御部６０は通信要求コマンドを送液ユニット２側に送り、送液ユニット２側の通信制御部２０が通信要求を了承したことを確認することにより通信を確立する。その後、システムコントローラ６からの要求に応じて送液ユニット２の通信制御部２０は情報保持部２１に格納されている情報に基づいたデータ、つまりはＦ／Ｗバージョン番号、装置ＩＤを送出し、さらに機種名ＩＤや機能拡張ＩＤがある場合にはこれらも引き続いて送出する。なお、両者の間の通信の確立方法や通信の手順（シーケンス）は上記記載に限るものでないことは言うまでもない。
【００２４】
システムコントローラ６の通信制御部６０では、上記データを受信し、その受信データの中からＦＷバージョン番号と装置ＩＤとを抽出し、これをメモリ６１の変数領域のＦＷバージョン番号領域と装置ＩＤ領域とに格納する（ステップＳ１）。次に、機種名ＩＤと機能拡張ＩＤを受信できたか否かを判定し（ステップＳ２）、もし受信していなければこれらＩＤは伝送されてこなかったものと判断し、メモリ６１の変数領域の機種名ＩＤ領域と機能拡張ＩＤ領域の双方に全て「０」を格納する（ステップＳ４）。一方、機種名ＩＤと機能拡張ＩＤとを受信できていれば、これらをそれぞれメモリ６１の変数領域の機種名ＩＤ領域と機能拡張ＩＤ領域とに格納する（ステップＳ３）。これで受信処理は終了する。
【００２５】
なお、メモリ６１の変数領域を最初に全てクリア（「０」にセット）しておき、その代わりにステップＳ４の処理を省略してもよい。これによっても、機種名ＩＤと機能拡張ＩＤとが伝送されないときに、メモリ６１の変数領域の機種名ＩＤ領域と機能拡張ＩＤ領域とを全て０にすることができる。
【００２６】
図３の例で言えば、Ｎｏ．１及びＮｏ．２では、装置ＩＤ領域には「１０」が格納され、機種名ＩＤと機能拡張ＩＤとは伝送されないので、機種名ＩＤ領域と機能拡張ＩＤ領域には「００」が格納される。Ｎｏ．３では、装置ＩＤ領域には「１０」が格納され、機種名ＩＤ領域には「０１」が格納され、機能拡張ＩＤ領域には「００」が格納される。Ｎｏ．４では、装置ＩＤ領域には「１０」が格納され、機種名ＩＤ領域には「００」が格納され、機能拡張ＩＤ領域には「０２」が格納される。
【００２７】
次に、制御機能部６２による処理動作を説明する。制御機能部６２はメモリ６１の変数領域の装置ＩＤ領域からデータを読み出し、これが“１０”であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。もし、“１０”でなければ他の処理に移行する。一方、“１０”であれば次にメモリ６１の変数領域の機能拡張ＩＤ領域からデータを読み出し、これが“００”であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。“００”であればステップＳ１２へと進んで、予め決められた機能[００]の制御を実行する。一方、“００”でなければステップＳ１３へと進んで、予め決められた機能[０２]の制御を実行する。
【００２８】
上記例では、Ｎｏ．４の送液ユニットがシステムコントローラに接続されたときに機能拡張ＩＤ領域から読み出されたデータは“０２”であるから、機能[０２]の制御を実行する。それ以外のＮｏ．１〜Ｎｏ．３の送液ユニットがシステムコントローラに接続されたときには機能拡張ＩＤ領域から読み出されたデータは“００”であるから、機能[００]の制御を実行する。例えば、機能[００]の場合には０．１０〜１０．００[mL]の流量範囲のチェックを行い、機能[０２]の場合には０．０１〜１０．００[mL]の流量範囲のチェックを行うというように、システムコントローラ６での制御内容を変更する。
【００２９】
次に、表示機能部６３による処理動作を説明する。表示機能部６３はメモリ６１の変数領域の装置ＩＤ領域からデータを読み出し、これが“１０”であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。もし、“１０”でなければ他の処理に移行する。一方、“１０”であれば次にメモリ６１の変数領域の機種名ＩＤ領域からデータを読み出し、これが“００”であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。“００”であればステップＳ２２へと進んで、“００”に対応した文字情報として「Ｐｕｍｐ−１Ａ」を選択して表示部６４の機種名表示欄に表示する。一方、“００”でなければステップＳ２３へと進んで、“００”以外に対応した文字情報として「Ｐｕｍｐ−１Ｂ」を選択して表示部６４の機種名表示欄に表示する。
【００３０】
上記例では、Ｎｏ．３の送液ユニットがシステムコントローラに接続されたときに機種名ＩＤ領域から読み出されたデータは“０１”であって“００”以外であるから、「Ｐｕｍｐ−１Ｂ」を表示する。それ以外のＮｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．４の送液ユニットがシステムコントローラに接続されたときには機種名ＩＤ領域から読み出されたデータは“００”であるから、「Ｐｕｍｐ−１Ａ」を表示する。
【００３１】
以上のように、この実施例によるＬＣ分析システムにおけるシステムコントローラ６では、制御機能部６２は装置ＩＤ及び機能拡張ＩＤに基づいて制御を決定し、表示機能部６３は機種名ＩＤに基づいて表示を決定する。即ち、制御機能部６２と表示機能部６３の機能は独立しており、例えばＮｏ．３のように機種名ＩＤのみが変更された送液ユニットが新たに市場に投入された場合には、システムコントローラ６側のＦ／Ｗは制御機能部６２に関する部分を全く変更することなく、表示機能部６３に関する部分のみを変更しさえすれば対応することができる。また、例えばＮｏ．４のように機種名は変わらずに拡張機能が追加された送液ユニットが新たに市場に投入された場合には、システムコントローラ６側のＦ／Ｗは表示機能部６３に関する部分を全く変更することなく、制御機能部６２に関する部分のみを変更しさえすれば対応することができる。
【００３２】
一方、上述したように表示機能部６３や制御機能部６２に関するＦ／Ｗの変更が行われていないシステムコントローラ６とＮｏ．３又はＮｏ．４の送液ユニットとが接続された場合でも、少なくともＮｏ．１の送液ユニットが接続されたときと同等の表示や制御は保証されるので、装置の誤動作や暴走を起こすことなく最低限の機能を達成することができる。
【００３３】
なお、上記実施例では送液ユニット２とシステムコントローラ６との間での処理について説明したが、システムコントローラ６と他の分析ユニットについても同様の手法を採用して同様の効果が得られることは当然である。また、各分析ユニットとシステムコントローラ６との間ではなく、例えばシステムコントローラ６を介して各分析ユニットとコンピュータ８との間で同様の処理を行うようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施例であるＬＣ分析システムの全体構成図。
【図２】図１のＬＣ分析システムにおける送液ユニットとシステムコントローラとについての要部の機能構成図。
【図３】４つの異なる送液ユニットについての仕様の一部を示す図。
【図４】図３の例における実際のＦ／Ｗの変更とバージョン番号の変更との関係を示す概念図。
【図５】図２中に示すシステムコントローラの通信制御部で行われる受信処理のフローチャート。
【図６】同じくシステムコントローラの制御機能部で行われる制御動作のフローチャート。
【図７】同じくシステムコントローラの表示機能部で行われる表示動作のフローチャート。
【符号の説明】
【００３５】
１…分析装置
２…送液ユニット
３…オートサンプラ
４…カラムオーブン
５…検出器
６…システムコントローラ
７…ネットワーク回線
８…コンピュータ
２０、６０…通信制御部
２１…情報保持部
６１…メモリ
６２…制御機能部
６３…表示機能部
６４…表示部
【図１】
0004661416.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004661416.tif 000008