TwinCAT MTP: modulare Automation mit Module Type Package

Mit modularer Automation lassen sich prozesstechnische Anlagen mit geringem Aufwand flexibel realisieren und anpassen. Starre Automatisierungssysteme, die jahrelang unverändert betrieben werden, gehören damit zunehmend der Vergangenheit an: Individualität und Flexibilität sind die Zukunft der Prozessindustrie. Das Module Type Package (MTP) bildet ein Konzept, welches in allen Phasen von der Planung bis zum Betrieb einer prozesstechnischen Anlage zur Ausschöpfung von Optimierungspotentialen beitragen kann. Somit stellt MTP einen entscheidenden Baustein für die Entwicklung modularer Automatisierungslösungen der Zukunft dar.

Vorteile Module Type Package (MTP)

• kurze Time-to-Market durch minimiertes Anlagen-Engineering
• kurze Time-to-Repair durch einheitliche Modulschnittstellen
• individuelle Produktion kleiner Chargen durch Wiederverwendbarkeit der Module
• Numbering-Up ersetzt aufwendiges Scale-Up
• einheitliches Look-and-feel des Visualisierungssystems

Vorteile und Features von TwinCAT MTP

• nahtlose Integration in TwinCAT Engineering​
• ​schnittstellengetriebenes MTP Engineering​
• ​Möglichkeit zum Import und Export von MTP-Dateien vor Programmierung​
• ​durchgängiges Engineering durch Import von P&ID-Informationen ​
• ​automatische PLC-Codegenerierung auf Basis der Moduldefinition​
• ​automatische Generierung der lokalen HMI​

Das Module Type Package (MTP)-Konzept ist in TwinCAT durch die Produkte TwinCAT MTP Runtime und TwinCAT MTP Engineering integriert. Das TwinCAT Engineering enthält eine Projektverwaltung, in die sich das TwinCAT MTP Engineering als eigener Projekttyp integriert. Der Projekttyp ermöglicht die generische Definition eines Moduls, auf dessen Basis die MTP-Datei bereits vor der Programmierung erzeugt werden kann. Bereits bestehende Informationen können über eine offene API, einen MTP- oder DEXPI-Import verarbeitet werden. Zusätzlich können die Informationen zur automatisierten SPS- und HMI-Generierung verwendet werden.

Nachträgliche Änderungen in der MTP-Projektverwaltung werden durch einen automatischen Projektabgleich integriert. Lediglich die eigentliche Prozesslogik der anzubietenden Funktionalitäten muss im vorbereiteten Zustandsautomat programmiert werden.

Abschließend kann das Projekt aktiviert werden, wodurch die Variablen der definierten Schnittstellen automatisch über OPC UA der POL zur Verfügung gestellt werden.

Die folgende interaktive Grafike erläutert den Prozess von der Entwicklung des Moduls mit TwinCAT MTP bis zur Integration in die Anlage in einzelnen Schritten:

Wie das Module Type Package-Konzept zur Automatisierung einer industriellen Anlage eingesetzt werden kann, haben Ajinomoto Omnichem, ein Unternehmen der Ajinomoto-Gruppe, und Beckhoff in diesem Use Case erfolgreich demonstriert.

Eine Besonderheit bei der gezeigten Anlage ist die Anwendung des MTP-Hubs. In diesem Anwendungsfall wurden alle Module der Anlage auf einer zentralen Beckhoff Steuerung implementiert. Die PC-basierte Steuerungstechnik ermöglicht es, die Module in unabhängigen SPS-Programmen zu implementieren und sie der POL separat zur Verfügung zu stellen. Aufgrund dieser Architektur kann die Anlagenstruktur verändert werden, ohne dass die Steuerung angepasst werden muss – sie erkennt automatisch, welche Module momentan angeschlossen sind. Das Plug-and-produce-Verhalten des MTP-Konzeptes ermöglicht eine einfache Neukonfiguration in der POL, wodurch die Umrüstzeit um ein Vielfaches reduziert werden konnte.