MTP

MTP

Die Modularisierung revolutioniert die Prozessindustrie, indem sie erhebliche Vorteile bietet, insbesondere durch die Integration von Package Units mittels Module Type Package (MTP). Dieser Ansatz ist bereits in Branchen wie der Pharma-, Biotech- und Lebensmittelindustrie verbreitet und setzt sich zunehmend auch in der klassischen chemischen Produktion durch.

Modulare Automation stärkt Ihr Unternehmen

Das sogenannten Module Type Package (MTP), beschreibt die Prozessmodulfunktionen herstellerunabhängig. Da es aus dem Automatisierungs-Engineering eines Moduls gewonnen werden kann, sind Modulhersteller in der Lage, es ohne großen Aufwand zu erzeugen. Den Betreibern wiederum gelingt es durch den Import der MTPs in eine übergeordnete Automatisierungsebene die Modulfunktionen mit geringem Aufwand zu nutzen.

Mit MTP lässt sich die Vorstellung von flexiblen Anlagen nach dem Plug & Produce-Konzept realisieren.

Es muss neben der physischen Zusammenschaltung vor allem die Integration der Daten- und Automationsstrukturen geklärt werden. Zudem besteht die Notwendigkeit, die Module einer Anlage in eine übergreifende Orchestrierungsebene zu integrieren. Die Kunden der Modulhersteller definieren die gewünschten Funktionalitäten und Dienste, die Modulbauer kümmern sich um die Umsetzung und erzeugen dazu auch das für die einfache Integration notwendige MTP-Datei.

Bestandsanlagen oder Großanlagen wie in der Petrochemie können ohne großen Aufwand von MTP profitieren, wenn die etablierten Prozessleitsysteme „MTP ready“ werden. Denn mit dem MTP-Konzept wandert die Intelligenz mehr denn je ins Feld.

Die modulare Produktion hat großen Nutzen für Betreiber von Prozessanlagen weltweit. Das MTP-Konzept wird daher international standardisiert werden.

Durch die modulare Produktion können sich Markteinführungszeiten verkürzen, die Flexibilität der Produktion erhöhen und Investitionsrisiken reduzieren.

Standardisierte automatisierungs-technische Schnittstellen der Prozessmodule erlauben es, diese schnell in Anlagen zu integrieren. MTP bietet eine herstellerneutrale Beschreibung des Prozessmoduls mit verschiedenen Facetten wie HMI, Prozesssteuerung, Wartung und Diagnose, Safety- und Security sowie Alarmmanagement. Dies bietet Vorteile für Modulhersteller und Anwender!

Hauptvorteile der modularen Produktion mit MTP

Hier sind einige der wichtigsten Vorteile in Bezug auf die Flexibilität und Effizienz von Produktionssystemen:

1. Beschleunigung des Entwicklungsprozesses und des Übergangs zur industriellen Produktion

Durch den Einsatz modularer Prozesseinheiten können Entwicklungsprozesse schneller skaliert und industrialisiert werden. So können Unternehmen ihre Produktionslinien schnell an neue Produkte oder Verfahren anpassen. Dies ist besonders wichtig in Branchen, die sich schnell verändern, wie z. B. die Pharma- oder Lebensmittelindustrie.

Die Modularisierung erleichtert die Qualifizierung von Prozessen, da standardisierte und vorqualifizierte Module verwendet werden. Unternehmen können ihre Produktionskapazitäten durch das Hinzufügen zusätzlicher Module leicht erweitern, ohne dass umfangreiche Umbauten erforderlich sind.

2. Erweiterbarkeit und Wiederverwendbarkeit

Bestehende Systeme können durch das Hinzufügen von Modulen schnell erweitert werden. Durch die Verwendung von standardisierten Modulen können neue Systeme oder Änderungen schneller geplant und umgesetzt werden. Dadurch werden Stillstandszeiten reduziert und die Produktivität erhöht.

Bereits im Einsatz befindliche Module können für neue Prozesse wiederverwendet werden, was besonders in Branchen mit sinkenden Losgrößen, steigender Produktvielfalt und kürzeren Produktlebenszyklen von Vorteil ist.

Modulare Systeme erleichtern die Wartung und den Austausch von Komponenten, was zu einer höheren Anlagenverfügbarkeit führt.

3. Verkürzte Produkteinführungszeit und Inbetriebnahme

Geprüfte und vorqualifizierte Module können schnell zu einem Gesamtsystem kombiniert und in Betrieb genommen werden. Die Verwendung von vorgefertigten Modulen kann die Kosten für Planung und Bau senken, da weniger Anpassungen erforderlich sind.

Dadurch verkürzt sich die Zeit bis zur Markteinführung neuer Produkte, was die Wettbewerbsfähigkeit sichern.

MTP fördert die Integration neuer Technologien und Verfahren, was den Unternehmen hilft, sich auf künftige Anforderungen und Marktveränderungen vorzubereiten.

Industrieübergreifende Anwendung:

Der modulare Aufbau ist nicht mehr nur auf die Pharma-, Biotech- und Lebensmittelindustrie beschränkt. Auch andere Industriezweige profitieren von der Flexibilität und Effizienz, die modulare Anlagen bieten.

Zusammenfassung:

Die Modularisierung in der Prozessindustrie ermöglicht eine schnellere, flexiblere und kosteneffizientere Produktion. Durch die Integration von MTP und die Nutzung vorqualifizierter Module wird die Time-to-Market verkürzt, die Produktionsprozesse werden effizienter, und die Wettbewerbsfähigkeit wird gesteigert. Diese Entwicklung führt zu einer signifikanten Optimierung der gesamten Wertschöpfungskette in der Prozessindustrie.

Wer sollte MTP nutzen?

MTP zeichnet sich durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Maschinenherstellern, Anlagenbauern und Systemlieferanten aus. Das ist der Schlüssel zum Erfolg!

In gemeinsamen Arbeitsgruppen arbeiten alle Zielgruppen auf ein gemeinsames Ziel hin:

Modulhersteller	Anlagenbetreiber	Engineering-tool Hersteller
Steuerungshersteler	Feldgeräte-Hersteller	Anlagenbauer

In der Vergangenheit mussten bei den Anwendern die vorautomatisierten Module verschiedener Hersteller zusammengeführt und in ein übergeordnetes System integriert werden. Umgekehrt belieferten die Modulhersteller weltweit viele Kunden, die ihrerseits unterschiedliche Schnittstellen verlangten. Sich auf standardisierte, service-orientierte Kommunikationsschnittstelle zu einigen, darin, so meinten beide Seiten, stecke großes Potenzial. Es sollte möglich werden, die durch den Hersteller automatisierten Module unmittelbar, per Plug and Produce, einsetzen zu können – mit einem möglichst geringen Engineering- und Implementierungsaufwand.

In Zukunft können sich die Modulbauer durch klar spezifizierte Leistungen ihrer Skids, Package-Units und Module differenzieren. In einer wertschöpfenden Zusammenarbeit zwischen Modullieferanten und Anlagenbetreiber, wird geklärt, welche Funktionen das Modul haben soll, welche Performance und Verfügbarkeit gefordert sind etc.

Was dem Endanwender eine schnellere Inbetriebnahme beschert, bedeutet für den Modullieferanten einen größeren Schutz seines Know-hows. Durch Standardisierung der Module könnte der Modulbauer zudem Kostenvorteile durch Economies of Scale erzielen, wovon der Anlagenbetreiber nur profitieren kann.

Die Automatisierungsabteilung des Modulherstellers wird durch die Konzentration auf einen Standard deutlich entlastet.

Entscheidend für den Erfolg des MTP-Konzepts ist u.a. die nötige Nachfrage der Anwender, die bei ihren Modul- und Package-Unit-Lieferanten die Lieferung eines MTPs ins Lastenheft schreiben sollten.

Ein erfolgreicher, internationaler Industriestandard

Dies geht aus den ersten Veröffentlichungen der Richtlinie VDI/VDE/NAMUR 2658 hervor: Sie beschreiben das MTP-Konzept, definieren die Modellierung von Bedienbildern und Moduldiensten sowie die Schnittstellen für die auszutauschenden Daten.

Komplettiert wird die Modularisierung in der Prozessindustrie durch die Richtlinie VDI 2776, welche Vorgaben und Hinweise zur prozesstechnischen Gestaltung und dem Betrieb von modularen Anlagen gibt.

„MTP-Host“ ist die PROFIBUS Nutzerorganisation (PNO/PI), die sich künftig um die weitere Standardisierung, auch auf internationaler Ebene, kümmert. Zudem besteht das Ziel, das MTP-Konzept als internationalen Standard IEC 63280 zu etablieren. Der PNO/PI fällt zudem die Aufgabe zu, die Rechte an MTP zu managen, MTP-Produkte zu zertifizieren und das Konzept zu vermarkten. NAMUR, ZVEI und PNO/PI werden das MTP-Konzept ergänzen und partnerschaftlich in die Welt tragen.

MTP ermöglicht eine offene und modulare Prozessautomatisierung. Erleben Sie Plug & Produce von seiner besten Seite mit der modularen Produktion auf Basis der NAMUR NE 148.

Wichtige Begriffe rund um MTP kurz erklärt

Functional Equipment Assembly (FEA)

Der Begriff Functional Equipment Assembly (FEA) stammt aus der Automatisierungstechnik und wird im Maschinenbau verwendet wird. Es bezieht sich auf die Zusammenstellung von verschiedenen Komponenten, die gemeinsam eine spezifische Funktion oder einen bestimmten Prozess innerhalb eines Systems erfüllen.

Ein wichtiges Merkmal von FEAs ist, dass sie oft über eigene Automatisierungsintelligenz verfügen können. Das bedeutet, dass sie in der Lage sind, bestimmte Prozesse autonom zu steuern oder zu überwachen. Ein Beispiel dafür sind intelligente Massendurchflussregler, die nicht nur den Durchfluss messen, sondern auch Anpassungen vornehmen können, um optimale Betriebsbedingungen zu gewährleisten.

FEAs sind besonders nützlich in komplexen industriellen Anwendungen, da sie es ermöglichen, verschiedene Funktionen modular zu integrieren und so die Effizienz und Flexibilität von Produktionsprozessen zu erhöhen.

Process Equipment Assembly (PEA)

Eine PEA (Process Equipment Assembly) kommt in der Verfahrenstechnik zum Einsatz, welche sich auf die Integration und Automatisierung von Prozessanlagen konzentriert. Sie stellt eine modulare Einheit dar, die in der Lage ist, spezifische verfahrenstechnische Aufgaben autonom auszuführen.

Eine PEA besteht aus mindestens einer FEA (Functional Equipment Assembly) und kann durch den Austausch oder die Kombination verschiedener FEAs an unterschiedliche Prozessanforderungen angepasst werden. Sie verfügt über eigene Automatisierungsintelligenz, was bedeutet, dass sie in der Lage ist, ihre Funktionen selbstständig zu steuern und zu überwachen. PEAs können verschiedene verfahrenstechnische Funktionen abdecken, wie z.B. das Zuführen von Materialien, chemische Reaktionen oder das Entleeren von Behältern. Diese Funktionen sind oft miteinander verknüpft und ermöglichen einen reibungslosen Ablauf des gesamten Prozesses. Der Datenaustausch zwischen verschiedenen PEAs erfolgt über herstellerunabhängige, standardisierte Schnittstellen. Durch ihre eigene Automatisierungsintelligenz können PEAs unabhängig von zentralen Steuerungssystemen arbeiten, was die Flexibilität und Robustheit der gesamten Anlage erhöhen.

Process Orchestration Layer (POL)

Der Process Orchestration Layer (POL) ist ein zentraler Bestandteil moderner Automatisierungssysteme, insbesondere in der Prozessindustrie. Er fungiert als übergeordnete Steuerungseinheit, die verschiedene Produktions- und Automatisierungsmodule (PEAs - Process Execution Agents) koordiniert und synchronisiert.

Der POL arbeitet mit MTPs (Modular Type Packages). Ähnlich wie ein Dirigent, der ein Orchester leitet, orchestriert der POL die verschiedenen PEAs, um sicherzustellen, dass sie harmonisch zusammenarbeiten. Dies umfasst das zeitliche Abarbeiten von Befehlen und das Management von Abläufen. Der POL kann nicht nur in MTP-fähigen Prozessleitsystemen implementiert werden, sondern auch in anderen Softwaresystemen wie Manufacturing Execution Systems (MES). Dies ermöglicht eine flexible Integration in bestehende Systeme. Durch die zentrale Steuerung und Koordination kann der POL dazu beitragen, Prozesse zu optimieren, Stillstandszeiten zu minimieren und die Effizienz der Produktion zu steigern.

Auswahl relevanter PI-Pressemitteilungen

Mit MTP wird Plug & Operate greifbar (2024)
Modulare Anlagen sind der Schlüssel, um schneller und flexibler auf sich ändernde Anforderungen des Marktes zu reagieren. Eine wichtige Rolle dabei spielen MTPs (Module Type Packages), mit deren Hilfe sich verfahrenstechnische Module, Maschinen oder Package Units effizienter orchestrieren lassen. „Mit MTP und der daraus folgenden Modularisierung wird sich die Flexibilität in Produktionsanlagen erheblich erhöhen, auch spätere Änderungen lassen sich viel schneller umsetzen als bisher“, nennt Dr. Mathias Maurmaier, Committee Leader MTP der gemeinsamen Arbeitsgruppen von NAMUR, ZVEI und PI, den großen Vorteil. [mehr]

Die MTP-Aktivitäten haben Fahrt aufgenommen (2023)

PI (PROFIBUS & PROFINET International) wurde von der NAMUR und dem ZVEI als Host für die MTP-Technologie gewählt. Mittlerweile wurden die Arbeiten im Rahmen der Kooperation in den Joint Working Groups (JWG) gestartet. Nächstes Ziel ist die Überarbeitung und kurzfristige Bereitstellung der bereits verfügbaren Versionen von Spezifikationsdokumenten zu den Themen Modellierung, HMI-Integration und Prozesssteuerung. [mehr]

Erste MTP-Live Demo auf der Hannover Messe (2023)

Auf der Hannover-Messe zeigt PROFIBUS & PROFINET International (PI) an einer neuen Demo-Wand in Halle 9, Stand D68, wie mittels Module Type Packages (MTP) sogenannte Process Equipment Assemblies (PEA) innerhalb von Minuten in ein übergeordnetes Leit- oder SCADA-System des Process Orchestration Layers (POL) integriert werden können. Dies erhöht die Effizienz im Engineering. Mit Module Type Packages (MTP) können Automatisierungssysteme herstellerübergreifend modularisiert werden. Dadurch ist es möglich, die Flexibilität der Produktionsanlagen zu steigern. [mehr]

Aufnahme von MTP in das Technologie-Portfolio von PI (2021)

Die Produktion von modernen Gütern erfordert zunehmend komplexe Produktionsanlagen. Der Aufwand für die Planung, Konfiguration und die Inbetriebnahme steigt und dementsprechend auch die Kosten. Hier setzt die Technologie Module Type Package (MTP) an. Durch Modularisierung einer Produktionsanlage wird der Einsatz von standardisierten Anlagenteilen möglich. Auch lässt sich so die Flexibilität erhöhen. Änderungen an Produktionsanlagen lassen sich leichter durchführen. NAMUR und ZVEI haben MTP ins Leben gerufen. Mit PROFIBUS & PROFINET International (PI) haben die beiden Organisationen nun für die Fortentwicklung, Qualitätssicherung und internationale Verbreitung von MTP einen starken Partner gefunden. [mehr]

Präsentationen, Specs, Interviews & mehr - Kostenlose Downloads

Module Type Package - Plug and Operate for Process Industries

Status und Plan

Erfahren Sie in den Folien alles über die flexible Produktion und die Integration von Verpackungseinheiten. Informieren Sie sich über die Motivation und Anwendungsfälle sowie die ersten Produkte und Lösungen für POL und PEA.

Laden Sie jetzt das PDF herunter und sehen Sie, wie NAMUR, ZVEI und PI ihr Potenzial in der gemeinsamen Technologieentwicklung bündeln, um MTP zu einem erfolgreichen, internationalen Industriestandard zu machen.

Download MTP PDF

MTP Specification, Part 1: General Concept, Interfaces and Models

Das Hauptziel dieser Version der MTP-Spezifikation ist es, einen konsistenten Satz von Dokumenten als Nachfolger der VDI/VDE/NAMUR 2658 zu veröffentlichen. Diese Version der MTP-Spezifikation ist strukturiert und verwendet den genauen Wortlaut wie IEC-Dokumente. Die neue Struktur, die präzisen Begriffe sowie viele Detailänderungen im Wortlaut und in den Abbildungen führen zu einer Klarstellung der Anforderungen an PEA-Automatisierungslösungen und POL-Systeme.

Das Release wird die folgenden Teile enthalten:

Teil 1: Allgemeines Konzept, Schnittstellen und Modelle
Teil 2: Prozessbilder
Teil 3: Basisschnittstellen
Teil 4: Automatisierungsdienste, Prozesswerte, Textdefinitionen
Teil 5: Laufzeit und Kommunikation
Teil 5.1: Laufzeit und Kommunikation - Offene Plattformkommunikation - Einheitliche Architektur
Teil 6: Ereignisse und Alarme

Neben der neuen Dokumentenstruktur und vielen kleineren Änderungen und Klarstellungen enthält die MTP-Spezifikation Teil 1 folgende Änderungen gegenüber der VDI/VDE/NAMUR 2658-1

Angleichung der Begriffe an andere IEC-Normen
Spezifikation von grundlegenden Konventionen wurde hinzugefügt.
Einführung eines allgemeinen Konzepts von Profilen und Versionierung auf der Grundlage von Profilen.
TextSet wurde von VDI/VDE/NAMUR 2658-4 in diesen Teil verschoben.

Details:

Version: d0.9
Bestellnr.: 30.002
Sprache: English

Download MTP Specification, Part 1

Module Type Package - MTP-Lösungen sind in der Prozessindustrie angekommen

Interview im Rahmen der ACHEMA 2024

Im Rahmen der ACHEMA 2024 fand ein Interview von prozesstechnikTV statt über "Module Type Package - MTP-Lösungen sind in der Prozessindustrie angekommen". Schauen Sie doch einmal rein!

Seit 2013 treiben Namur, VDE und VDI die Entwicklung der Modulautomation (MTP) voran, die eine Plug-and-Produce-Fertigung in der Prozessindustrie ermöglicht.

Dr. Mathias Maurmaier, Committee Leiter für MTP bei PROFIBUS & PROFINET International (PI), NAMUR und ZVEI, berichtet über den Status der MTP-Standardisierung sowie darüber, wie viele MTP-Lösungen aus der Box es heute bereits zu kaufen gibt und was die nächsten Schritte sein werden. Aktuell wird am sogenannten Standard-Set 2.0 gearbeitet. Im Herbst sollen die Core Specifications für MTP in der Version 2.0 verabschiedet werden.

Und Sebastian Härtner, Process Development – Principal Project Lead, Electronics | Integrated Supply Chain bei Merck, einem der Early Adopters von MTP, erzählt über den aktuellen Stand der Implementierung sowie über die Erfahrungen seines Unternehmens in der Praxis.

Interessiert an MTP? - Werden Sie PI-Mitglied!

Profitieren Sie von der modularen Produktion mit Module Type Package (MTP) und passen Sie Ihre Anlage schnell und effizient an neue Prozesse und zukünftige Anforderungen an.

Stärken Sie Ihr Unternehmen mit modularer Automation. Verpassen Sie also nicht die Chance, den Standard mitzugestalten und an der steigenden Bedeutung von MTP teilzuhaben, denn autarke, systemgeprüfte Module bieten Unternehmen zahlreiche Vorteile. Sie ermöglichen es, wesentlich flexibler und schneller zu agieren und auf individuelle Kundenwünsche einzugehen.

Kooperationsprinzipien der gemeinsamen Technologieentwicklung:

Alle Mitglieder von NAMUR, ZVEI und PI können sich im Gremium engagieren und haben Zugang zu Dokumenten
PI ist im Besitz aller Dokumente und Review-Kommentare der VDI/VDE/NAMUR 2658
IP-Rechte an der MTP-Norm, die einem Partner gehören, müssen allen anderen Partnern gewährt werden.
Verbindung mit IEC
Konformitätstests auf Basis von Testlaboren
Enge Abstimmung mit weiteren Industrieorganisationen

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Derzeit gibt es 24 dieser lokalen Organisationen auf der ganzen Welt und Sie können frei wählen, welcher RPA Sie beitreten möchten!

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Die PROFIBUS Nutzerorganisation e.V. (PNO) ist eine der 24 Regional PI Associations (RPA) und ist für die Mitgliedschaft von Unternehmen mit Niederlassungen in der DACH-Region zuständig. Die PNO ist ein Vorreiter bei der Entwicklung des MTP-Standards.

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