Mikrochimica Acta [Wien] 1972, 939--954 @ by Springer-Verlag 1972
Aus dem Untersuchungslabor der Badischen Anilin- und Soda-Fabrik AG., Ludwigshafen/Rhein, BRD
Elektronische Datenverarbeitung in der organischen Elementaranalyse*
Von
Wolfgang Merz, Ernst Brodkorb und Manfred Kranz
Mit 6 Abbildungen
(Eingegangen am 21. Mdrz 1972)
In einem gr61~eren elementaranalytischen Laboratorium ist wegen des hohen Personalaufwandes die Automation der einzelnen Ana- lysenverfahren unerlfif~lich. Sie ersch6pft sich aber nicht im selbst- t~itigen Vorschub von Ofen, sondern umfa~t zur h6heren Rentabili- tat des Betriebes auch den weitestgehenden Ersatz menschlicher Tfitigkeit durch einen Rechner, einschlietglich der Kontrolle der Ana- lysenverfahren.
Die am h/iufigsten zu bestimmenden Elemente sind Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Sauerstoff. Ihre Bestimmung galt es vor- dringlich zu automatisieren. Dazu sind prinzipiell zwei M6glich- keiten gegeben:
1. die Erfassung mehrerer Elemente aus einer Einwaage und
2. spezielle Schnellverfahren fiir jedes einzelne Element.
Auf der ersten M6glichkeit beruht eine gr6/gere Anzahl bekann- ter Verfahren zur gleichzeitigen Bestimmung yon C, H und N. Dabei stehen fast ausschliet~lich teilautomatisierte Ger~ite in Gebrauch, der Analytiker bleibt w~ihrend der Analyse weiterhin an die Apparatur gebunden. Der Zeitgewinn ergibt sich aus der gemeinsamen Erfas- sung der drei Elemente. Nachteilig bei den meisten C, H, N-Analy-
* Herrn Prof. Dr. Hans Lieb zum 85. Geburtstag gewidmet.
Mikrochim. Acta 1972/6 60
940 W. Merz et al.: [Mikrochim. Acta
satoren ist ihre auf den Ultramikrobereich beschr~inkte Einsetzbar- keit sowie die Abh/ingigkeit der Ergebnisse von Substanzgruppen. Auch ist es bei der gemeinsamen Erfassung mehrerer Elemente nicht mSglich, die Verbrennung bzw. Verkrackung der Substanz unter optimalen Bedingungen durchzufiihren. Wit s&lugen daher im Un- tersuchungslabor der BASF den anderen Weg ein und entwickelten fiir C, H und N sowie O Schnellverfahren, die weitestgehend auto- matisierbar sind und digitale Werte fiir die Datenverarbeitung in einem Re&ner liefern. Diese Schnellverfahren haben si& trotz der Vielfalt der zu analysierenden Substanzklassen in 3j~ihrigem Routine- betrieb bewiihrt':.
Der n~chste Schritt auf dem Wege zur Vollautomation war der Anschlut~ yon Kleinst-Computern an die verschiedenen Analysen- geriite 1,2. Als Beispiel sei hier die Kohlenstoff-Wasserstoff-Bestim- mung ~ angefiihrt. Die Bestimmung der beiden Elemente erfolgt nach explosionsartiger Verbrennung a,~,5 in einem senkrecht angeordneten Verbrennungsrohr durch Colorostat-Titration nach Brodkorb und Scherer 6.
Apparatur
Der von uns entwickelte CH-Automat a (Abb. 1) besteht aus fol- genden Teilen:
1. dem Verbrennungsteil;
2. dem Trennsystem fi.ir Kohlendioxid und Wasser einschlie~- li& der Anlage zur Uberfiihrung des Wassers in Kohlen- dioxid;
3. dem Kohlendioxid-Titrator mit den beiden Titrierzellen, zwei Motorkolbenbiiretten und zentralen Vorratsgefiif~en fiir Absorptions- und TitrierlSsung sowie, im Geh~iuse eingebaut, dem zentralen Steuerteil;
4. einem Interface zur Angleichung der parallel im BCD-Code anstehenden Mef~werte in den seriellen Maschinencode des Rechners (Heraeus oder DieM);
5. der Elektrowaage: Sartorius, Modell 4125 oder Mettler, Me 22 (nicht abgebildet) und
6. dem Tischcomputer: Diehl Combitron S (nicht abgebildet).
* Die Automaten werden unter der Bezeichnung Rapid CH, Rapid N und Rapid O yon der Firma Heraeus, Hanau, hergestellt.
1972/6] Elektronische Datenverarbeitung 941
Der Verbrennungsteil der Apparatur besteht aus dem senkrecht angeordneten Verbrennungsrohr mit Zweizonenofen, dem waagrecht eingebauten, auf 700~ erhitzten Reduktionsrohr, der Probenein- gabevorrichtung (Einschleushahn oder Probenmagazin), den StrS- mungsmessern mit Feinregulierventilen, Magnetventilen, Tempera- turreglern sowie einem Ofen zum Vorreinigen der Gase.
Das System zum Trennen yon Kohlendioxid und Wasser be- steht aus zwei Silberspiralen, die wechselseitig geheizt und gekfihlt werden. Die Magnetventile schalten abwechselnd die gekfihlte Spiral- falle in den mit 80 ml/min v o n d e r Verbrennungsapparatur kom- menden Gasstrom ein, wfihrend gleichzeitig die aufgeheizte Falle
Abb. 1. Rapid CH, bestehend aus Verbrennungsteil, Trennsystem ffir Kohlen- dioxid und Wasser und Kohlendioxid-Titrator
von einem separaten Stickstoffstrom (90 ml/min) ausgespfilt und das ausgetriebene Wasser fiber Kohle bei 1120~ zu Kohlenmom oxid konvertiert wird. Dieses wird anschliet~end fiber Kupferoxid zu Kohlendioxid oxydiert und dieses in eine Titrierzelle eingeleitet. In der zweiten Titrierzelle wird das durch Kfihlung yon Wasser be- freite Kohlendioxid der laufenden Analyse titriert. Die Endbestim- mung der beiden Elemente Kohlenstoff und Wasserstoff ist phasen- vers&oben.
Auf Einzelheiten fiber Prinzip und Ausffihrung der Titration soll hier nicht eingegangen werden. Sie sind frfiheren Arbeiten 3, 7 zu ent- nehmen.
Die Motorkolbenbfiretten wurden zur Erfassung der Daten (Titriervolumina) mit induktiven Impulsgebern ausgerfistet. Die Im- pulszahl ist dabei der verbrauchten Menge TitrierlSsung proportio- nal. Gez~ihlt werden die Impulse in den elektronischen Zfihlern des Interface. Auch die Eingabe der Gewichte erfolgt fiber das Interface. Durch AuslSsen eines externen Kontaktes werden die Tara- bzw.
60*
vario
.bel
N
_~
.
..
. 3
0 [
0 N
A
tmos
phar
e
~ ~
Ven
tilst
euer
ung
O~ ~
i L
..
..
..
K~M
falte
n
Abb
. 2.
Blo
cksc
halt
bild
des
Ana
lyse
npro
gram
mes
. G
asle
itun
gen
sind
dur
ch
eine
n K
reis
(�9
F
liis
sigk
eits
leit
unge
n du
rch
eine
n P
unkt
(o
) sy
mbo
lisi
ert
Eie
ktro
woa
ge
t~ L~
I 1
I
Rec
hner
Jn
terf
oce
Com
bitr
on S
N
1972/6] Elektronische Datenverarbeitung 943
Bruttowerte als elektrische Gr6fgen vom Digitalvoltmeter der Waage iibernommen.
Alle Zeitvorg~inge werden fiber ein Programmschrittschaltwerk gesteuert. Nach Vorbereitung der beiden Titrierzellen erfolgt selbst- t~itig der Start zum eigentlichen Analysenprogramm (Abb. 2). Nach Ablauf einer variablen zeitlichen Verz6gerung, die eine entsprechend hohe Anreicherung yon Sauerstoff in der Verbrennungskammer er- m6glicht, f~illt die Probe aus der automatischen Einschleusvorrich- tung in das Verbrennungsrohr. Gleichzeitig mit dem Start werden auch die Magnetventile fiir das Trennsystem von Wasser und Koh- lendioxid umgeschaltet und die beiden Kiihlfallen wechselseitig ge- hoben und gesenkt, giber Endabschalter wird eine Kiihlfalle als elek- trischer Widerstand geschaltet. Mit einem separaten Stickstoffstrom wird das Wasser der vorangegangenen Analyse ausgetrieben, fiber Kohle und Kupferoxid in Kohlendioxid iibergefiihrt und dieses schliet~lich in der vorbereiteten Titrierzelle bestimmt.
Programmablauf
Der Programmablauf ist in der Abb. 3 angegeben. Das fiir die CH-Bestimmung erstellte Rechenprogramm wird als Zifferncode in den Rechner eingegeben. Zus~itzlich werden Datum, Nummer des Analytikers, Faktoren ftir die Titrierl6sung und eventuelle Blind- wertvolumina als Konstanten gespeichert. Um die zeitliche Verschie- bung der aus einer Probe anfallenden Wasser- und Kohlendioxid- gehalte innerhalb des Programmes berticksichtigen zu k6nnen, ist es notwendig, die erste Einwaage zu simulieren. Die Probennummer wird eingegeben, das Taragewicht des Schiffchens bzw. der Kapillare ermittelt und dutch Tastendruck im on-line-Betrieb in den Rechner iibertragen. Die Eingabe des Bruttogewichtes erfolgt entsprechend.
Wird der Vorteil der automatischen Mehrkammerschleuse* auch fiir Analysen auf~erhalb der regul~iren Arbeitszeit genutzt, miissen die Einwaage-Daten auf Lochstreifen zwischengespeichert werden. Nach Eingabe der Nummer der niichsten Probe wird die Einwaage ausgefiihrt und die Werte werden gespeichert. Die Schleife, der sich stets wiederholende Operationszyklus des sequentiellen Programmes wird bei Arbeitsende dutch eine simulierte Einwaage wieder verlas- sen. Dies ist zur Erfassung des Wasserstoffwertes der letzten Analyse notwendig.
* Die Mehrkammerschleuse einschliet~lich Steuerelektronik wird von der Firma Heraeus, Hanau, hergestellt und vertrieben.
944 W. Merz et al.: [Mikrochim, Acta
Nach Ablauf der Spiilzeit gibt das Programmschrittschaltwerk dem Rechner den Befehl, das Volumen der ,,Wasserstoff-Biirette" abzufragen. Der Wasserstoffgehalt, Probennummer der letzten Ver-
STARI )
I
[ BERECHNE ]
C7 EINTA TEN PROBE
BERECHNE NE1]'O (N)
[
I i
VOL H N~21-BLH
L BERECHNE
G h ? I . F H [ NEHO (N-2)
i
I VOL K (N-l)= IVOL.C(Nq}-BE C t
~ OLKC(N-I~ FC NETTO[N-11
Abb, 3. Programmablaufplan des Tischrechners bei der CH-Bestimmung
brennung einschlief~lich der Einwaage werden vor der Abfragung der ,,Kohlenstoff-Biirette" ausgedruckt. Bach Ausdruck des berech- neten Kohlenstoffwertes ist die Schleife und damit ein kompletter Analysenzyklus durchlaufen.
Datenerfassung und Verarbeitung
Die beschriebene Anordnung unter Verwendung eines Kleinst- rechners ist aber nur f~r Meinere Laboratorien mit nur wenigen
1972/6] Elektronische Datenverarbeitung 945
Apparaturen fiir die einzelnen Elemente optimal. Sie ist andererseits in USA die bevorzugte Ausfiihrung. Ihr Vorteil ist die einfache Pro- grammierung sowie die Tatsache, daf~ die Ergebnisse in allen F/illen sofort greifbar sind. Der grol~e Nachteil der heute sehr preiswert angebotenen Tischcomputer ist jedoch ihre geringe Speicherkapazi- t/it und die relativ lange Rechenzeit, weshalb sie nicht simultan fiir mehrere Analysenautomaten eingesetzt werden k6nnen. Wir ent- schieden uns ffir das Versuchsstadium dennoch fiir die ,,kleine" L6sung und w~ihlten als Kleinstcomputer die Diehl Combitron S. Nachdem sich aber andererseits die yon uns entwickelten Automaten zur N- und O-Bestimmung im Routinebetrieb bewfihrt haben und mit dem Kohlenstoff-Wasserstoff-Automaten ein weiteres Ger~t zur Schnellanalyse zur Verfiigung steht, ist schon aus organisatorischen Griinden die Verwendung eines Tischrechners nicht mehr rationell. Auch ist ffir eine weitere Personaleinsparung eine Reduzierung der Schreibarbeiten und der damit verbundenen Labororganisation not- wendig.
Zweck der Automation ist nicht nur die Datenerfassung, sondern auch die Kontrolle der Ger/ite w~hrend der Erfassung sowie die Ver- arbeitung der Daten zu einem Analysenprotokoll bzw. direkt der Analysenerledigung. Die hierffir erforderliche Speicher- und Arbeits- kapazit~it bietet in einer wirtschaftlichen L6sung nur die anteilm~if~ige Benutzung eines gr6f~eren Rechners, beispielsweise eines Prozef~rech- ners IBM 1800 oder eines Grof~rechners aus dem IBM 360-System mit Teleprocessing-AnschlufL
Den Komplex ,,Automatisierung der Elementaranalyse" haben wir in zwei Stufen eingeteilt:
1. Umstellung der internen Labororganisation (Probeneingang und Arbeitsverteilung);
2. on-line-Anschluf~ der Analysen-Automaten an das Rechner- system.
Der erste Teilschritt ist bereits verwirklicht und erfolgt fiber Datenfernverarbeitung mit dem werkseigenen Rechenzentrum (Tele- processing). Im Untersuchungslaboratorium der BASF wurde dazu eine IBM-Datenstation 2740 installiert. Dieses Terminal ist eine Kugelkopfschreibmaschine mit Tabulator, die fiber ein Modem an eine durchgeschaltete Fernsprechleitung angeschlossen ist.
Die Verarbeitung der Daten im Rechenzentrum erfolgt in der Betriebsweise Stapelfernverarbeitung (Remote batch entry). Die Pro- gramme wurden yon uns selbst erstellt. Aus der Kenntnis des Not-
946 W. Merz et al.: [Mikrochim. Acta
wendigen heraus konnte damit eine m6glichst grotge Flexibilit~it er- reicht werden.
Eine ~_nderung der praxisgerechten Labororganisation, die den Probeneingang, die Probenidentifizierung und die Probenverteilung, sowie die Kennzeichnung der Eilanalysen und der vordringlichen Analysen for Arbeitsgruppen innerhalb des Untersuchungslaborato- riums betrifft, war im Hinblick auf die Verarbeitung der Daten un- umg~inglich. Abb. 4 zeigt den Datenfluf~ des Laborsystems. Die mit einem Punkt versehenen Fl~ichen zeigen die Ansatzpunkte innerhalb des Laborsystems, die mit der Stufe 1 automatisiert worden sind. Bestellschein und Probe erhalten aus einem Z/ihlstempel eine Num- mer, die die Substanz innerhalb der drei Abteilungen des Untersu-
Abb. 4. Datenfluf~plan des Laborsystems
chungslabors identifiziert. Sollen aut~er der organischen Elementar- analyse noch andere Bestimmungen durchgefiihrt werden, wird die Probe entsprechend geteilt. Die Journalisierung der Informationen des Bestellscheines erfolgt mit der erw~ihnten IBM-Schreibmaschine, die mit einem Vermittlungsrechner IBM 360/50 im 1 km entfernten
1972/6] Elektronische Datenverarbeitung 947
Rechenzentrum in Verbindung steht. Nach Beendigung der Analy- sendateneingabe wird durch den Befehl Rechnen (EXEC) die Aus- wertung in die Warteschlange des Arbeitsrechners 360/65 eingereiht. Das Verarbeitungsprogramm ist auf Platte gespeichert. Nach Been- digung des Jobs werden die Ausgabedaten durch einen Startbefehl fiber das Terminal aus der Ausgabequeue des Vermittlungsrechners 360/50 abgerufen.
Programm
Tab. 1 zeigt das Format eines Eingabesatzes. Die einzelnen Fel- der enthalten Probennummer, Korrektur- oder L6schzeichen, Priori- t/it der Analyse, Name des Bestellers, Telefon-Nummer, Proben- bezeichnung, auszuffihrende Bestimmungen, Doppel- oder Einfach- Bestimmung und eventuell notwendige Unterbestellungen fiir andere Abteilungen. Das letzte Feld enth~ilt abgekfirzt Hinweise fiber physi- kalische Eigenschaften der Substanz und kann ebenso wie die voran-
Tab. 1. Eingabesatz von Analysenproben
10101 wohl~emuth 21800 dest7 F r t I 8 c h o n c l t p r Im . , sek . , t e r t . , am lne - bestlmmen
10102 e mayer 7685 rueckst 35 c32h16nScu3~ 11003 schml d t 1~79 v635/3 a r
t oano rz : su l fB t - asche orT:moIKew. , in benzol l oes I I ch 1010~ # # # ~ b o 2 6 2 1 c h
1010S hartmann 3885 ex t r . 13 /71 el ah 10102k # # # c32h16nScule, 1 0 1 0 S f i s c h e r b ~ n ~ 17 a e t h p 10106 . f r l ed r l ch 28589 f r ~k t . 36 /1g c h s 101061 10106 ~raefen 8016 lu 7 /3 /c16 c h n brom 10107 f roeh l Ich ~078 10914/2~ n o~ 1010~kt # or~:molgew., In ~Iox~n
o a b z u ~
yak.80 ao
ao
exoT o2 I v #
$DU Fer l
gegangenen Felder mit dem Tabulator angew~ihlt werden. Gibt der Besteller noch weitere Informationen, wie L6slichkeit der Substanz ffir Molgewichtsbestimmungen, S/iulenbedingungen fiir gaschroma- tographische Trennungen usw., so werden diese variablen Angaben in eine Zusatzzeile eingegeben. Die Einffihrungen mnemotechnischer Ausdriicke ist nicht praxisgerecht, da der Schlfissel zu umfangreich wiirde.
Der vereinfachte Programmablaufplan ist in Schema I darge- stellt. Vom Programm wird zun/ichst die eingegebene laufende Pro- bennummer auf Reihenfolge und Wiederholung gepriift, wobei of- fensichtliche Tipfehler automatisch korrigiert werden, ffir andere Fehler wird ein Fehlercode gesetzt, der die Korrektur der Ausgabe- listen wesentlich erleichtert. Durch Eingabe yon einem ,,K" oder ,,L" k6nnen einzelne Zeilen korrigiert oder ganz gel6scht werden.
Weiterhin werden Terminanalysen und hausinterne Proben, die eine h6here Priorit/it haben, vorrangig aufgelistet. Anschliet~end wird
948 W. Merz et al.: [Mikrochim. Acta
die Spalte ,,zu bestimmende Elemente" auf Elementsymbole und Zif- fern gepriift. Bei Fehlern wird ein Anzeiger gesetzt. Enth~ilt diese Spalte das Sonderzeichen ,,&", so werden die Ziffern als Indices der Summenformel verstanden und die theoretischen Gehalte berech- net. Fehlt dieses Sonderzeichen, so interpretiert der Rechner die Zif- fern als Angabe tiber die zu erwartende Gr6fgenordnung der zu be- stimmenden Elemente. Beispiel: C6H6 & bedeutet Ausdruck der theoretischen Werte ftir Benzol; C6 H6 ohne Sonderzeichen l~if~t etwa 6O/o C und ebensoviel H erwarten. Ein Schr~igstrich innerhalb dieses Feldes trennt die Bestellerwtinsche yon der zus~itzlichen Infor- mation tiber weitere in der Probe vorhandene Elemente. Ftir alle zu
RUNG -
L~ ZUSATZTEXT ~ ~ ABSPEICHERN
PRUFUNG DER PROBEN-NR
JA SCHLEIFE WIEDERHOLUNG DER PROBEN-NR.
JA = JA
FEHLERCODE MEHf A~.~
- - DIJRCH FEHLERCODE RECHNER
Schema 1, (a + b) Programmablaufplan des realisierten Teilschrittes der Labor- automation
bestimmenden Elemente, deren Analysen nicht im mikroanalytischen Labor ausgeftihrt werden, wird ein neues Ausgabefeld ftir den Aus- druck der Unterbestellscheine ftir das anorganische Labor vorbe- reitet. Enth~ilt die Rubrik ,,Unterbestellung" des eingelesenen Pro- bensatzes ein A (= anorganisch) oder O (= organisch), werden fiir diese Laboratorien jeweils Unterbestellscheine mit Zusatzinforma-
1972/6] Elektronische Datenverarbeitung 949
•.• SCHLEIFE A U ~ - N G DER ANALYSEN- BESTELLUNG
I ZEICHENWEISE
TRENNUNG DES FELDES.ANALVSEN
FEHLERCODE I
r~ ~ ~ N JA FEHLERCODE
I llIEORIE - I ERRECHNEN
" I
SYNBOLE IDENT, UND
DERARBEIISUSTEN VORBEREITEN
PROBEN NACH PRIORIT~T SORT[EREN
BES"
NEIN
JA ]
FELD FUR UN'CERBESTELL- SCH~NAJFI~,,UEN
J
Schema 1 b
950 W. Merz et al.: [Mikrochim. Acta
tionen ausgedruckt, die dem Analytiker Hinweise fiber Analysen- wiinsche geben. Auch in diesem Programmteil werden Fehlerpriifun- gen durchgefiihrt. Vor Verarbeitung des n~ichsten Probensatzes er- folgt die Berechnung der Analysenkosten.
In der Verarbeitungsphase wird bei Erstellung von Arbeitslisten der Analysenanfall - - augenblicklich pro Tag 3 real - - f/ir die ein- zelnen Elemente ermittelt, wodurch eine optimale Koordinierung des Personaleinsatzes an den einzelnen Automaten m6glich ist.
Tab. 2. Vom Rechner korrigiertes, um theoretische Werte und Analysenkosten erweitertes Probenjournal
SEITE 1 15.12.1971 dOURNAL
1010i WOHLGEMUTM 21809 DEST7 FRT/8 8 H 0 N eL 60 0 ABZUO PRIM.,SEK.,TERT.,ANINE - BESTIMHEN
10102 E MAYER 7685 RUECKST 30 C)2H16N08UIA 20 1 VAK.00 C667H2ONIgBCU110 10105 SCHMIDT 1579 V035/3 A C717H61N10~/0118 A D
ANORG:SULFAT-ASCHE ORG:MOLGEM.,IN BENZOL LOESLICM I0106 SCNHIOT 1370 V635/h B 0262/C H 30 A 0
ANORO:SULFAT-ASCHE DRO:NOLGEW., IN OIOXAN 10105 H HARTHANN 5005 EXTR.10/71 CL AB 15 EXPLOSIV
10105A FISCHER BAND 17AETH P 18 SPUREN 10106 GRAEFEN 8016 LU 7/3/C16 N C O NAN DROM hS 10107 FROEHLICH ~978 1091h/2~ 25 1
0
0 0
18
1 i0
108
Tab. 3. Arbeitsliste f/Jr die Arbeitsgruppe C, H.
SEITE 1 10.12.1071
ARBEITSLISTE ZUR 8ESTIMMUNG VON CH h PROBEN
10102 E MAYER RUECKST 35 832H16N88U1& 1 VAK.E0 67 3 N 18101 WOHLGEMUTH DEST7 FRT/6 C H O N CL * + N O HALOGEN 10103 SCHMIDT V635/3 A C717HBINIO~]OI18 72 6 N 10106 GRAEFEN LU 7/3/816 O H N OROM + + N
Tab. 4. Unterbestellschein fiir organische oder anorganische Abteilung
UNTERBESTELLSEHEIN
FUER: ORG.-ABTEILUMG 1 PROB,(N) DATUM:IS.12.1971
MUMMER NAME TEL~FON ~Z~ICHNUM~ ZU BESTIMMEN/CNTHAELT RFMERK.
I0101 WOHLDEHUTH 21809 9FST7 FRT/8 O P O N CL ABZUR
PRIM.,SEK.,TERT.,AMfN~ - BESTIMNEN
ERmEBNIS:
ERLEDIRT AM: VON: PUNKTE :
Das Endlosformular entMlt nach Beendigung des Jobs folgende Listen:
1. Korrigiertes, um theoretische Werte und Analysenkosten er- weitertes Probenjournal (Tabelle 2);
2. Probenzahl;
1972/6] Elektronische Datenverarbeitung 951
3. Arbeitslisten ftir die einzelnen Arbeitsgruppen (Tabelle3) und
4. Unterbestellscheine fiir die anorganische und organische Ab- teilung (Tabelle 4).
Endl6sung
Die skizzierte erste Teilstufe der Automatisierung hat sich bereits im Routinebetrieb bew~ihrt. Als Endl6sung soll in einer zweiten Stufe der on-line-Anschluf~ sfimtlicher Analysengerfite einschlief~lich der Elektrowaagen an das Rechnersystem folgen. Dieser Eingriff in das Laborsystem ist in Abb. 4 mit zwei Punkten gekennzeichnet und
Abb. 5. Geplante Labororganisation mit einem im Labor installierten Satel- litenrechner
stellt den kostenintensivsten Schritt der Automation dar. Alle Gerfite miissen fiir den Automatikbetrieb ausgebaut und an ein Datenerfas- sungssystem angeschlossen werden. Ein Problem ist noch die Pro- benidentifizierung. Die auf dem Markt befindlichen Systeme sind fiir unsere Zwecke weniger geeignet und auch finanziell zu aufwendig.
952 W. Merz et al.: [Mikrochim. Acta
Der erste Schritt dieser zweiten Teilstufe wird daher die Entwick- lung eines Identifizierungslesers sein.
Der yon uns geplante on-line-Betrieb kann mit zwei Systemen realisiert werden. Die in Abb. 5 skizzierte L6sung zeigt einen in das Labor installierten zweckgebundenen Satellitenrechner zur Daten- erfassung, der die Daten vor der blockweisen I]bertragung zur Ver-
Abb. 6. Geplante Labororganisation mit anteilm~if~iger Benutzung eines Prozefl- rechners
arbeitung im werksinternen Rechenzentrum sammelt (Tele-proces- sing). Dieser Kleinrechner w~ire aber nur damit besch~iftigt, auf an- kommende Mef~werte zu warren. Ein Grotgteil seiner Zeit bliebe so- mit ungenutzt. Ein besseres Preis-Leistungsverh~iltnis erh~ilt man mit einer anteilmiif~igen Benutzung eines Prozeigrechners (Abb. 6). Da der Datenanfall in der organischen Elementaranalyse, verglichen etwa mit der Massenspektrographie, sehr gering ist, kann die Aus- wertung der Daten als ,,Hintergrundprogramm" (Background) er- folgen.
1972/6] Elektronische Datenverarbeitung 953
Der Effekt einer in das Laborsystem integrierten Datenverarbei- tung wird sein:
1. fehlerfreie Erfassung der Daten;
2. die Daten stehen rechtzeitig for Informationen zur Verftigung;
3. eine Anzeige yon Ausnahmesituationen und die damit ver- bundene M6glichkeit, sofort einzugreifen;
4. die Analysenerledigungen k6nnen schneller erfolgen - - bes- seres Kundenservice;
5. eine Steigerung der Gesamtproduktividit durch Verkiirzung der Durchlaufzeit der Proben und
6. als letzter und wichtigster Punkt eine Personaleinsparung, die die Investitionskosten sehr schnell amortisieren wird.
Eine solche Universall6sung ist fiir das Mikroanalytische Labo- ratorium der BASF vorgesehen.
FOr wertvolle Anregungen sei auch an dieser Stelle Herrn Dr. Weithamp, Firma Farbenfabriken Bayer AG, Werk Elberfeld, herz- lich gedankt.
Zusammenfassung
ldber den Einsatz eines Tischrechners an einem CH-Automaten wird berichtet. Die organisatorischen Nachteile dieser L6sung in einem gr6tgeren elementaranalytischen Labor gegeniiber dem Ein- satz einer EDV-Anlage werden diskutiert. Mit einem im Labor in- stallierten Terminal werden Daten ftir die Labororganisation mit einem IBM-Rechner 360/65 MP verarbeitet. M6glichkeiten und Vor- aussetzungen fiir den on-line-Betrieb werden aufgezeigt.
Summary
EDP in Organic Elemental Analysis
The use of a desk computer with an automatic C-H analyser is described. The disadvantages of this arrangement compared with the use of an EDP centre are discussed in relation to the repuirements of a large laboratory for elemental analysis. Data relating to the organisation and execution of all analyses are handled by a terminal in the laboratory linked to an IBM 360/65 MP computer system in the EDP centre. The possibilities of and conditions for on-line working are reviewed.
954 W. Merz et al.: Elektronische Datenverarbeitung
Literatur
1 W. Merz, Analyt. Chim. Acta 53, 429 (1971). W. Merz, Mikrochim. Acta (Wien) 1971, 71.
8 W. Merz, Analyt. Chim. Acta 48, 381 (1969). 4 W. Merz, Z. analyt. Chem. 237, 272 (1969).
W. Merz, G-I-T 14, 617 (1970). E. Brodlaorb und H. Scherer, Ind. chim. Belge, Nr. Spez. I 32, 137
(1967); DBP 1279384; DBP 1291981. 7 W. Merz, Analyt. Chim. Acta 50, 305 (1970).
Herausgeber, Eigentiimer und Verleger: Springer-Verlag, M61kerbastei 5, A-1010 Wien. - - Fiir den Textteil verantwortl ich: Prof. Dr. Michael Karl Zacherl, Chimanistrafge 2I, A-1190 Wien. - - Fiir den Anzeigenteil verantwortl ich: Bruno Schweder, Schweizertalstratge 8--10, A-1130 Wien. - - Druck:
Buchdruckerei Herbert Hieflberger, A-2563 Pottenstein.