Moderne Technologien netzwerkbasierter Laborautomatisierung

Abstract

Betrachtet man die Integration von analytischen Laborsystemen und die Entwicklung von Gerätesteuerungen, stößt man häufig auf einige generelle Probleme. Darunter fällt vor allem die fehlende Flexibilität in der Ablaufsteuerung, wenn Änderungen an den Messsystemen durchgeführt werden. Dies geschieht in Forschungslaboratorien relativ häufig. Damit verknüpft ist auch die beschränkte Übertragbarkeit von Modulen zwischen verschiedenen Ablaufsteuerungen, wodurch ähnliche Funktionalitäten wiederholt entwickelt werden müssen. Daraus resultiert ein hoher Zeit- bzw. Ressourcenbedarf und es wird versucht, diesen durch Einsparungen in Qualität und Funktionsumfang auszugleichen, außerdem durch Beschränkung auf lokale Administration und Steuerung. Bei Betrachtung verschiedener Systeme, konkret eines Fluoreszenzspektrometers, der spektralen Reflektometrischen Interferenzspektroskopie und einem komplexen Messsystem bestehend aus kombinierter optischer und elektrochemischer Detektion, konnten Gemeinsamkeiten bei der Entwicklung dieser Systeme entdeckt werden, vor allem hinsichtlich der Ablaufsteuerung. Dabei ist die Frage aufgekommen, warum trotz vieler Gemeinsamkeiten der Softwareentwicklungsprozess für jedes Messsystem individuell erfolgt. Auf der Suche nach kommerziellen Lösungen konnten keine allgemein nutzbaren Komponenten gefunden werden, um diese Entwicklung zu vereinfachen ohne gleichzeitig die Flexibilität einzuschränken. Bei den gefunden Lösungen wird immer ein fundiertes Wissen in Programmierung und Informatik benötigt oder die Lösung ist auf einen bestimmten Anwendungsfall zugeschnitten und nicht allgemein einsetzbar. Hier soll ein Konzept vorgestellt werden, um für Entwickler von analytischen Geräten die Implementierung von Ablaufsteuerungen zu vereinfachen. Dabei wird ein modulares Konzept sowohl für die Gerätekommunikation als auch die logische Abfolge von Steuerbefehlen und das Datenmanagement eingesetzt. Darüber hinaus agieren moderne Steuerungssysteme nicht ausschließlich auf lokalen Computersystemen, sondern bieten die Möglichkeit, die Administration über netzwerkbasierte Schnittstellen vorzunehmen. Aufgrund dieser Entwicklung ist damit zu rechnen, dass zukünftig die gesamte Kommunikation zwischen Geräten über Computernetzwerke abgewickelt wird.