Per Knopfdruck vom P&ID zum MTP
Die Vernetzung von Verfahrenstechnik und modularer Automation
Im modularen Engineering soll das Modul Type Package des Equipmentherstellers Plug and Produce ermöglichen. Die Entwickler der P&ID-Software Plant Engineer haben jetzt einen automatischen MTP-Generator integriert, der aus vorliegenden Herstellerdaten das MTP quasi auf Knopfdruck erzeugt.
Mit dem modularen Aufbau von Anlagen können Engineeringaufwände deutlich reduziert werden. Jedoch scheiterte das durchgängige modulare Engineering daran, dass Steuerungen unterschiedlicher Hersteller nicht innerhalb einer Anlage zusammen verwendet werden konnten.
Um durchgängige modulare Automatisierung zu ermöglichen, gibt die VDI/VDE/Namur-Richtlinie 2658 einen Standard vor, der die Modulautomatisierung herstellerunabhängig beschreibt. Damit können Module (Process Equipment Assembly = PEAs) verschiedener Hersteller mit Steuerungen in einen beliebigen Process Orchestration Layer (POL) integriert werden.
Die Beschreibung einer PEA erfolgt dabei über ein Module Type Package (MTP). Hierbei werden alle notwendigen Informationen innerhalb des MTP beschrieben. Als Basis dient die Beschreibung aller zu kommunizierenden Variablen des OPC UA Servers der PEA, der als Schnittstelle zur Steuerung dient. Zudem werden ein Bedienbild als Strukturbeschreibung, Dienste als gekapselte Prozessfunktionalitäten sowie Aspekte hinsichtlich Alarme und Diagnose im MTP beschrieben [1]. Generiert wird das MTP vom PEA-Hersteller. Über das MTP können PEAs schnell in modulare Anlagen integriert werden. Ein Plug and Produce wird ermöglicht, analog zu einem USB-Treiber.
Vom P&ID zum MTP
Die P&ID-Software Plant Engineer von X-Visual Technologies bietet Erweiterungen für das Design von modularen Anlagen. Funktionen wie Modulschnitte und Dienste erleichtern die Konfiguration von Anlagenmodulen. Die Produkte MTP-Generator und -Editor des Startup-Vorhabens Semodia stellen eine steuerungsunabhängige, automatische MTP-Erstellung und Konfiguration zur Verfügung.
Damit werden MTPs aus den vorliegenden Datenbanken und weiteren elektronisch auswertbaren Dokumenten des PEA-Herstellers generiert. Der Vorteil für den PEA-Hersteller ist hierbei, dass keine Umstellung der Steuerung erfolgen muss, sondern die bereits vorhandenen Softwarewerkzeuge der Planung und Programmierung der PEA beibehalten werden.
Das Piping and Instrumentation Diagram (P&ID) spielt bei der Modularisierung eine zentrale Rolle. PEAs werden durch einen Modulrahmen abgegrenzt. Modulschnitte und Designänderungen können somit leicht modifiziert werden. Ziel ist es, das Bedienbild (Human Machine Interface, HMI) und die Parameter der Einzelsteuerelemente direkt aus dem P&ID zu generieren.
Apparatebauer spart Zeit bei der MTP-Erstellung
Der MTP enthält Dienste wie Füllen und Filtrieren, die aus der POL gesteuert werden. Die Dienste werden durch Spezifikation von technischen Einrichtungen, ihrer Einzelsteuereinheiten und ihrer jeweiligen Betriebszustände definiert. Zustandsänderungen werden in Form eines Ablaufdiagramms abgebildet, welches als Grundlage für die Programmierung der Modulsteuerung genutzt wird.
An das Modulengineering anschließend wird ein MTP-Rumpf durch den MTP-Generator erzeugt. Dieser greift intern auf das Informationsmodell des Plant Engineers zu und bildet die vorhandenen Objekte, wie das HMI und die Dienste auf Objekte des MTP ab.
Der MTP-Rumpf wird mittels des MTP-Editors mit Informationen angereichert. Da das MTP direkt aus dem Engineering-Tool heraus erzeugt wird und das Modul direkt beim Kunden mittels des MTP integriert werden kann, entsteht ein wesentlicher Zeitvorteil. Mit dem MTP können Rezepte für die Steuerung der Gesamtanlage frühzeitig entwickelt werden.
Quelle: [1] VDI/VDE/NAMUR 2658: Automatisierungstechnisches Engineering modularer Anlagen in der Prozessindustrie. Blatt 1-4.
