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TwinCAT MTP

针对流程工业的 TwinCAT 软件

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。

来自流程工业行业部门的 Laurids Beckhoff 解释了 MTP 方案及其在模块化过程装置中的应用。
来自流程工业行业部门的 Laurids Beckhoff 解释了 MTP 方案及其在模块化过程装置中的应用。

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

Schematic representation of a modular plant using TwinCAT MTP
Schematic representation of a modular plant using TwinCAT MTP

One of the emerging challenges for many sectors in the process industry, such as the pharmaceutical sector, is increasing fluctuation across sales markets. This is accompanied by the need for a shorter time-to-market due to accelerated development cycles. Product life cycles are shortened accordingly, and these in particular require economically profitable and simultaneously individualized production of small batches.

An increasingly popular solution is designing plants to be modular, which provides the option to reuse the modules for different purposes. This involves breaking down the plant’s entire process into individual sub-processes and mapping them using modules. Full plant modularity can then be achieved with a separate, decentralized controller for each module. The entire process can be remapped by subsequently integrating the individual modules into a higher-level control system (e.g., a DCS). As a result, the development work shifts from plant engineering to module engineering, enabling the plant to be flexibly modified with little effort, depending on current requirements. Additional modules can be added to the plant and modules that have already been integrated can be rearranged or removed. Complete reprogramming is not required, as most of the logic is in the individual modules. The higher-level controller only handles the orchestration of the modules and the services they offer, and is therefore referred to as the process orchestration layer (POL).

In practice, the concept is implemented by means of a manufacturer-independent standard for the description of process modules: the NAMUR Module Type Package (MTP). The MTP, which is defined in accordance with VDI/VDE/NAMUR 2658, contains all the information necessary to integrate a process module into a modular plant, including functions in the form of services, communication, and an HMI template. Interfaces defined in the MTP guideline enable plug-and-produce behavior, eliminating the work and costs associated with restructuring a plant. This means modules are only developed once and can then be integrated into plants independently of the controller manufacturer and POL.

This video series shows how the Module Type Package (MTP) can be used to achieve an integrated workflow for all engineering tools from different manufacturers. With this MTP tool chain, modular automation in the process industry can be planned, developed, integrated, and optimized even more efficiently. The tool experts from EPLAN, Semodia, COPA-DATA, and Beckhoff will guide you through practical examples and provide valuable tips on how to use the tool chain in industrial automation.

What is MTP and what advantages does the MTP tool chain offer for modular systems? Laurids Beckhoff introduces his guests and gives an overview of the most important concepts discussed in this series.

An insight into P&ID engineering: Klaus Lechtenbörger from EPLAN shows how P&ID flow diagrams can be created efficiently in the MTP tool chain and exported as MTP.

The basics of module engineering in the MTP tool chain: Laurids Beckhoff guides you through the process of module definition and development along with automatic PLC and human-machine interface generation, which is part of it.

Managing modules on the MTPlatform: Lukas Grahl from Semodia gives practical tips for validating, commissioning, and managing modules along the MTP tool chain.

Integrating the MTP modules into the process management layer: Bernhard Korten from COPA-DATA describes how the intelligent MTP modules can be integrated into the superordinate process orchestration layer (POL) with minimal effort.

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。

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新建项目和已有项目中的 MTP 应用场景

本段视频重点介绍了 MTP 方案在过程装置层的应用。
本段视频重点介绍了 MTP 方案在过程装置层的应用。

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。

本段视频重点介绍了 MTP 方案在新建项目模块层中的应用。
本段视频重点介绍了 MTP 方案在新建项目模块层中的应用。

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。

本段视频重点介绍了 MTP 方案在已有项目模块层中的应用。
本段视频重点介绍了 MTP 方案在已有项目模块层中的应用。

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

系统自动化在工业系统中的应用:Ajinomoto Onichem 配备 MTP 方案
系统自动化在工业系统中的应用:Ajinomoto Onichem 配备 MTP 方案

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

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

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

TE1120 | TwinCAT 3 XCAD Interface

TwinCAT 3 XCAD Interface 是 ECAD 工具与 TwinCAT 3 之间的接口的最新版本。它基于标准化的 AutomationML(AML)格式,使得在 ECAD 工具中创建的 I/O 拓扑结构能够轻松导入到 TwinCAT 中并实现自动创建。这样减少了手动传输至 TwinCAT 所需的工作量,有效避免了潜在的错误风险,进而提升了开发过程的整体效率。

TF6100 | TwinCAT 3 OPC UA

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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.

防爆面板型 PC

防爆面板型 PC

CPX27xx 和 CPX37xx 系列面板型 PC 采用多点触控技术,并搭载多核处理,适合用于危险区 2/22 区。

防爆控制面板

防爆控制面板

CPX29xx 和 CPX39xx 系列控制面板采用多点触控技术,与 PC 之间的最远距离为 100 米,适用于危险区 2/22 区。

CX5100 系列嵌入式控制器

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CX5100 系列 DIN 导轨安装式无风扇嵌入式控制器搭载 Intel Atom® 多核处理器。

ELXxxxx | 防爆(Ex i)

ELXxxxx | 防爆(Ex i)

带本质安全型输入/输出的 ELX 系列 EtherCAT 端子模块能够直接连接位于危险区 0/20 区中的现场设备。