Сетевой хроматограф - что это значит и как его сделать.

Введение

Эта статья предназначена для тех, кто интересуется способами построения сетевой аналитической инфраструктуры и путями автоматизации лаборатории.

Назовём вещи своми именами

Во первых, договоримся о терминологии:

• Сетевой Хроматограф (Network Connected)- хроматографический аналитический инструмент, который взаимодействует с аналитическим программным обеспечением через локальную / глобальную сеть.
• Сеть - любая среда, передающая TCP/IP пакеты. Например - обычный IEEE 802.x Ethernet.

Для упрощения предположим, что сетевой хроматограф (NC) - это устройство с разъёмом RJ-45, который присоединён с помощью UTP кабеля к локальной сети или прямо к компьютеру. В статье рассматриваются преимущественно ГХ приборы, но для ЖХ приборов нет никаких исключений из рассмотренных положений.

Достоинства

Какие преимущества может дать соединение Ethernet перед традиционными RS-232, HPIB, USB, INET...?

• Технические выводы по поводу, почему Ethernet+TCP/IP лучше других способов передачи даных лежат вне темы данной статьи.
• Ethernet и TCP/IP являются международными стандартами de jure et de facto
• Вам не надо изучать экзотику как HPIB схема адресации или RS-232 скорости и сигналы квитирования. Вам только надо подойти к администратору вашей сети и сказать ему (ей) - "Я получил новый прибор. Пожалуйста, присоедини(те) его к нашей сети."
• Появятся решения для проблем типа:
  • "Куда подключить ещё один прибор?". Ответ прост -"В локальную сеть!".
  • "Мой компьютер не имеет свободных (или вообще не имеет) RS-232 портов".
  • "Я только что установил Windows XP или Windows 10, почему моя HPIB/GPIB плата не поддерживается этой ОС?"
  • "Я устал от моего старого PS/2 компьютера, но мой замечательный ВЭЖХ прибор работает только через специально разработанный интерфейс для шины MCA". Это особый случай и должен рассматриваться отдельно.
• Проблема разводки кабелей лежит ПОЛНОСТЬЮ на вашем КОМПЬЮТЕРНОМ ДЕПАРТАМЕНТЕ а не НА ВАС.
• Кабель RS-232 от Shimadzu Corp. некоторые дилеры продают за $100 !? Не весело, если ваш техник случайно порвёт его.
  Витая пара (UTP) стоит $0,25 за метр + 2 розетки за $0,25.
• NC приборы могут быть размещены не только в ближайшем здании, но и на другой стороне планеты.
• Когда ваш прибор обрабатывает большую последовательность образцов (sequence), не будет ли лучше сидеть в тихом офисе, разглядывая экран с результатами, чем слушать в течении часов визг дозирующей машины и вдыхать испарения разложившихся химикатов, сидя рядом с прибором.

Настоящие NC приборы

Сейчас NC приборы стали появлятся на рынке. Исторически первым NC прибором был Agilent / HP-6890 Plus с установленной платой HP JetDirect MIO. Современной версией приборов семейства Agilent-6890 эявляется Agilent 6890N (6850), которые имеют встроенный сетевой адаптер. Есть и другие ГХ приборы, имеющие сетевой интерфейс - Varian CP3800,3900 и ... всё.

Как построить NC прибор

Что же делать с другими типами инструментов? Присоединить по компьютеру к каждой паре приборов!? Возможно есть более элегантное решение. Слышали ли аналитики когда-нибудь о терминальных (порт-) серверах? Звучит как что-то из мира UNIX. Обычно это маленькая коробочка с несколькими разъёмами RS-232 и одним соединителем Ethernet. Это устройство имеет ту же функциональность, что и плата HP JetDirect, упомянутая выше. Идея состоит в том, что если производитель вашего оборудования не включил поддержку локальной сети внутрь прибора, то мы можем добавить её снаружи прямо на RS-232 порт. Сейчас 8-портовый терминальный сервер стоит около $1000 - не очень хорошая идея, компьютеры стоят столько-же. Но порт-серверы бывают разные, например 1-портовый Digi One port server (www.digi.com) стоит $200 (может даже меньше, если вы закажете несколько их). Таким образом, присоединение RS-232 приборов в сеть TCP/IP состоит из:

• Подключения вашего ГХ/ЖХ прибора в порт-сервер
• Присоединения вашего порт-сервера к сети

Использование аппаратных средств для подключения аналитического прибора к TCP/IP сети - не единственный способ. Пограммные коммутаторы портов (например PortSwitch) могут решить эту задачу примерно за 0$.

Почему это важно

Когда лаборатория имеет один аналитический прибор, подобные проблемы могут никогда не встать перед вами. Но абсолютно конкретные примеры из жизни, приводят к решениям, только что описааным выше.
Например, одна из лабораторий Гродненского АО "Азот" имеет следующий аналитический парк:

• Кристалл-2000М - 3 шт.
• Цвет-800 - 2 шт.
• Цвет-500 - 2 шт.
• Цвет-100 - 2 шт.

Получается для всего этого хозяйства использовано 6 последовательных портов - 3 на Кристалл-2000М, 2 на Цвет-800 и один на LabNet магистраль. Общая длина проводов - около 100м. Видимо следовало каждый из приборов подключить к локальной сети!

Еще пример - HP-6890, подключенный через 82335 HPIB к компьютеру. Плата 82335 поддерживается только под Windows 9x и Linux (:o)). Прибор был модернизирован HP JetDirect MIO board и превратился в Agilent / HP-6890 Plus, который по сети управляется с любого компьютера, как из UniChrom, так и из ChemStation.

Выводы