Mai 1998 - n°28
Un logiciel de laboratoire sous Windows
Un système évolutif destiné à faciliter l'interconnexion
des appareils de laboratoire
Par Martin Knopf, Kai Linde
Le logiciel d'appareils de laboratoire labworldsoft permet de piloter un ensemble d'installations de laboratoire à partir d'un poste central, même si les divers éléments constitutifs de ces installations sont de marques différentes. L'utilisateur peut dès lors intégrer rapidement de nouveaux appareils à son dispositif de mesure et d'essai et traiter toutes les données sous un seul et même format.
Pour l'utilisateur d'un logiciel de laboratoire, l'objectif prioritaire est de résoudre une tâche industrielle (GMP par exemple) ou scientifique. A ce titre, il importe que le temps consacré à la préparation des mesures, en particulier au raccordement des différents appareils et au paramétrage des interfaces RS 232, soit aussi réduit que possible. Il est également essentiel de pouvoir adapter le logiciel à de multiples données ou configurations d'appareils nouvelles de façon à garantir l'obtention rapide des résultats de mesure. Il faut par ailleurs que le logiciel soit apte à traiter des valeurs de mesure analogiques. Face à l'augmentation sensible du nombre d'appareils équipés d'une interface RS 232, il apparaît nécessaire de disposer d'un logiciel unifié qui puisse aussi contrôler ce type d'appareils.
Le logiciel labworldsoft a été précisément conçu pour répondre aux exigences de cette application. Développé pour des systèmes d'exploitation Windows à partir de la version 3.1, il offre une extrême simplicité d'apprentissage et de mise en oeuvre. Toutes les fonctions et opérations sont représentées par des pictogrammes (icônes). L'utilisateur peut à son gré définir la position des icônes sur l'interface graphique du labworldsoft et spécifier les liaisons entre ces icônes, comme l'indique l'exemple de la figure 1. Les flèches de liaison indiquent les connexions établies entre les appareils et les fonctions du logiciel (icônes) décrites ci-après.
Les icônes de couleur bleue symbolisent les appareils de mesure. Les icônes de couleur jaune illustrent les possibilités de traitement des valeurs de mesure et les fonctions arithmétiques, tandis que les icônes de couleur rouge commandent le pilotage avec l'interface RS 232. Quant aux icônes de couleur verte, elles correspondent à la saisie et à la visualisation des données de mesure.
Les fonctions représentées sur la partie gauche de l'écran principal sont également accessibles dans une barre de menus. C'est le cas notamment de l'option du menu destinée à la sélection des appareils de mesure, qui permet à l'utilisateur de visualiser la liste complète des appareils de mesure disponibles.
Depuis son lancement sur le marché, le logiciel labworldsoft n'a cessé de s'enrichir de nouveaux fabricants d'appareils. A ce jour, y sont déjà intégrés une vingtaine de fabricants (Ahlborn, Christ, GFL, Haake, Hermle, Huber, Infors, IKA, Ismatec, Julabo, Kern, Knick, Lauda, Mettler, Sartorius, Sigma, Scaltec), une trentaine d'autres devraient s'y ajouter prochainement.
Traitement documentaire des données d'essai dans le cadre des normes ISO 9000 et GMP
La possibilité de saisir jusqu'à quatre valeurs de mesure analogiques par le biais de l'enregistreur Data-Control DC2 constitue un avantage considérable. L'utilisateur peut de ce fait visualiser sur un PC équipé d'un logiciel labworldsoft les données fournies par des appareils, même lorsque celles-ci sont délivrées sous forme de tension. L'installation d'une carte PC contrôlée, immédiatement prête à l'emploi et largement distribuée permet de raccorder jusqu'à huit enregistreurs de mesure Data-Control-DC2, ce qui confère au PC une capacité maximale de traitement qui peut atteindre 32 valeurs de mesure ; Dans les laboratoires qui utilisent un nombre relativement élevé d'appareils de mesure, le logiciel labworldsoft apparaît donc comme un outil extrêmement utile pour faire face à la diversité des tâches. Outre le pilotage des appareils de laboratoire, il facilite aussi l'intégration des machines dans le processus. L'utilisateur peut de façon très simple programmer des liaisons entre des valeurs de mesure et des fonctions numériques. Pour des applications de scale-up, il est par exemple possible de calculer la puissance de malaxage d'un agitateur à hélice à partir de la vitesse et de couple de rotation. Un lissage des valeurs de mesure peut par ailleurs être effectué au cours de la mesure en sélectionnant les fonctions mathématiques appropriées. Le pilotage des appareils par le logiciel labworldsoft repose sur l'emploi de fonctions rampes et d'un circuit à relais. La multiplication excessive des interconnexions entre les paramètres de mesure a été volontairement supprimée. Ainsi est préservé l'objectif essentiel, à savoir la capacité d'exécuter rapidement une tâche nouvelle grâce au logiciel labworldsoft. Une autre particularité de ce logiciel réside dans le calibrage d'un ensemble combiné balance - pompe doseuse de manière à obtenir un débit constant dans le temps (Figure 2).
Le logiciel permet de programmer des montages expérimentaux et de les mettre en mémoire dans des fichiers de configuration de manière à pouvoir les rappeler ultérieurement s'il s'avérait nécessaire de répéter les séquences de mesure ainsi définies. La reproductibilité des essais est par conséquent garantie dans le cadre des normes ISO 9000 et GMP. De plus, toutes les données sont disponibles sous format TXT et peuvent par conséquent être exportées vers d'autres programmes de traitement.
La sortie des résultats peut être obtenue sous forme graphique ou imprimée aux fins du traitement documentaire. En mode graphique, il est notamment possible de représenter des valeurs de mesure dépendantes entre elles.
Une autre possibilité consiste à extraire de la mémoire une mesure relative à un paramètre et à l'utiliser sous forme de courbe de référence pour une mesure ultérieure. Au cours de la mesure, l'utilisateur peut de nouveau introduire d'autres instructions d'appel, ce qui constitue une évolution importante du point de vue des normes GMP et ISO 9000.
Exemple d'application
Le montage expérimental destiné à la préparation d'un mélange eau/PEG (figure 1) était composé d'un thermostat de laboratoire LT5 control, d'un réacteur de laboratoire LR 2000, d'un thermomètre DTM 11, d'un disperseur T25 Ultra Turrax et d'une pompe de dosage PA-B1. Le bloc agitateur employé était de type Eurostar power control visc, couplé à un système Viscoklick VK 600. Tous ces appareils étaient raccordés au labworldsoft par une carte Multiserial-8. On a dans un premier temps procédé à la fusion d'environ 700 g de PEG dans le réacteur, puis on a progressivement ajouté de l'eau distillée tout en agitant le mélange afin d'obtenir une émulsion. On a ensuite réalisé la dispersion du mélange dans le réacteur pendant trois minutes environ à l'aide du disperseur T25 Ultra Turrax. Le procédé a été mis en mémoire dans le logiciel. Le contrôle du thermostat et de la pompe était assuré par une fonction rampe. La figure 3 illustre le comportement du produit final en fonction de la température.