TwinCAT MTP
TwinCAT MTP：模块类型包助力实现模块化自动化
借助模块化自动化方案，可以轻松灵活地实施和调整过程装置。那些多年来一成不变、缺乏灵活性的自动化系统在流程工业中正逐步被淘汰，退出历史舞台，定制化和柔性生产才是未来流程工业大势所趋。MTP 是一个可以充分利用过程装置（从规划到运行）的全面优化潜力的方案。因此，MTP 是开发面向未来的自动化系统的关键组成部分。
在流程工业的许多领域，例如制药业，正面临着一个新的挑战，即市场的波动性越来越大。产品研发周期越来越短，新产品上市速度越来越快。伴随而来的是产品生命周期的相应缩短，这就要求企业具备小批量经济地进行定制化生产的能力。
模块化过程装置设计解决方案变得越来越流行，这样就可以根据不同的应用需求重复使用模块。这涉及到将装置的整个过程分解为各个子过程，并使用模块进行映射。通过为每个模块配备独立的分布式控制器，实现完全的模块化设计。随后可以通过将各个模块集成到更高级别的控制系统（如 DCS）中，重新映射整个流程。因此，开发工作的重点可以从以过程装置为中心转移到以模块为中心，从而可以根据当前的应用需求轻松、灵活地对装置进行调整。也可以在过程装置中添加新的模块，并根据需要重新分配或删除现有模块。在进行类似修改时，不再需要完全重新编程设备，因为大部分逻辑都存在于各个模块中。上一级控制器只是协调模块及它们所提供的服务，因此被称为流程编制层 (POL)。
在实际应用中，这个模型是按照一个独立于厂商的过程模块描述标准实现的：NAMUR 模块类型包 (MTP)。根据 VDI/VDE/NAMUR 2658 中的定义，MTP 包含了将特定过程模块集成到模块化过程装置中所需的所有信息，包括其功能（以服务形式）、通信规范和 HMI 模板。MTP 标准中定义的接口可以实现即插即用操作，最大限度地减少了因重构过程装置而产生的工作量和成本。因此模块只需开发一次，就可以并入不同的过程装置中，并且忽略控制器厂商与 POL 的影响。
模块类型包 (MTP) 的优势
- 最小化的过程装置工程设计意味着能够更快上市
- 通过统一的模块接口缩短维修时间
- 由于模块可重复使用，可进行小批量定制化生产
- 用“数增放大“代替传统的尺度放大方式
- 统一的可视化界面外观
TwinCAT MTP 的优势和功能特点
- 无缝集成到 TwinCAT Engineering 中
- 界面驱动的 MTP 开发
- 可选择在编程前导入和导出 MTP 文件
- 通过导入 P&ID 信息实现一体化工程设计
- 根据模块定义自动生成 PLC 代码
- 自动生成本地 HMI
TwinCAT MTP 功能详解
模块类型包（MTP）方案被嵌入在 TwinCAT 软件平台的 TwinCAT MTP Runtime 和 TwinCAT MTP Engineering 产品中。TwinCAT 开发环境包括一个项目管理库，其中 TwinCAT MTP 开发被作为其自身的项目类型集成在库中。项目类型支持模块的通用定义，在此基础上可以在编程之前生成 MTP 文件。现有信息可以通过一个开放的 API、MTP 导入或 DEXPI 导入进行处理。此外，这些信息还可用于自动生成 PLC 和 HMI。
MTP 项目管理中的后续修改将通过项目自动同步的方式高效集成。只需在预配置好的状态机中对所提供功能的实际过程逻辑进行编程即可。
最后，项目会被激活，进而通过 OPC UA 将已定义接口的变量自动提供给 POL 系统。
以下交互式图形解释了从使用 TwinCAT MTP 开发模块到将其逐步集成到过程装置中的完整流程。接下来，我们将通过一系列精心制作的短视频展示 TwinCAT MTP 在过程控制系统各个层级中的应用场景。
新建项目和已有项目中的 MTP 应用场景
MTP 实现了过程控制系统的模块化设计，极大地减轻了初始工程设计阶段的负担，并简化了系统重新配置过程。
本段视频展示了 MTP 方案在过程装置层的工作原理。它介绍了 MTP 如何应用于新建和已有项目。
本段视频展示了 MTP 方案在模块层的工作原理。模块层也可以区分为新建和已有项目。
具体来说，本段视频介绍了在新建项目中，如何在模块内部通过集成功能单元实现模块化设计。这些功能单元都采样动态设计，确保了高度的集成灵活性，使得模块能够根据当前的应用需求轻松定制。
本段视频展示了 MTP 方案在模块层的工作原理。模块层也可以区分为新建和已有项目。
具体来说，本段视频介绍了如何通过 MTP 网关基于现有装置构建已有项目的模块。如果需要在一个控制单元上部署多个模块，MTP 中枢将是一个既经济又高效的理想选择。
实际应用：模块类型包 (MTP) 在 Ajinomoto Omnichem 工业系统中的应用
在本应用案例中，味之素集团旗下的 Ajinomoto Omnichem 公司和倍福成功展示了如何使用模块类型包解决方案实现工业设备的自动化。
图中所示过程装置的一个特点是使用了 MTP 中枢。在该应用中，过程装置的所有模块都在倍福中央控制系统上实施。基于 PC 的控制技术支持在独立的 PLC 程序中实施这些模块，并将它们分别提供给 POL。借助这种架构设计，无需调整控制系统即可改变过程装置的结构，系统会自动识别当前所连接的模块。MTP 方案的即插即操作特性简化了 POL 的重新配置，从而显著缩短了转换时间。
常见问题解答，更多信息和联系方式
TwinCAT 允许直接进行 MTP 编程，不需要专业指导：即首先定义 MTP 接口，然后生成 MTP 文件。然后，这些代码将用于自动生成 PLC 和 HMI 代码，从而让开发人员能够将主要精力集中在实际过程逻辑上，并将大部分编程工作留给 TwinCAT 完成。
不需要，有了基于 PC 的控制技术，就不再需要有自己的控制器。用户还可以在我们的高性能工业 PC 上同时运行多个 MTP 模块。所生成的 MTP 中枢使得各个模块能够独立地提供给控制层。
可以，因为 TwinCAT 中集成了开发功能。除了导入 MTP 外，还可以将 DEXPI 格式或专有数据源读入到 TwinCAT 中。即上游工艺设计步骤中的信息可直接用于开发环境，并传输给控制层。
产品
TF8400 | TwinCAT 3 MTP Runtime
An MTP (Module Type Package) is a communication interface between a higher-level control system (e.g. process control system) and a modular plant. The MTP describes the interface of visualization, provided services and other features of a module, so that a simple orchestration of the modules to form a complete plant can be done easily and quickly in the higher-level control system.
TF8401 | TwinCAT 3 MTP Engineering
An MTP (Module Type Package) is a communication interface between a higher-level control system (e.g. process control system) and a modular plant. The MTP describes the interface of visualization, provided services and other features of a module, so that a simple orchestration of the modules to form a complete plant can be done easily and quickly in the higher-level control system.
TE1120 | TwinCAT 3 XCAD Interface
TwinCAT 3 XCAD Interface is the latest version of the interface between ECAD tools and TwinCAT 3. Based on the standardized AutomationML (AML) format, I/O topologies created in ECAD tools can easily be imported into TwinCAT and created automatically. This saves the effort required for manual transfer to TwinCAT and avoids the associated possible sources of error and therefore increases the efficiency in the engineering process.
TF6100 | TwinCAT 3 OPC UA
OPC UA is a platform-independent, service-oriented communication architecture for reliable, secure and multisupplier data transport from the production level to the production planning and ERP system or to the cloud.
