MTP

MTP steht für „Module Type Package“ und bezeichnet einen herstellerunabhängigen Standard für die schnelle und einfache Konfiguration und Implementierung von modularisierten Produktionsanlagen. MTPs definieren die Eigenschaften und Schnittstellen von Anlagenmodulen (Process Equipment Assembly, PEAs) auf einer funktionalen Ebene, bei der Technologie und Hersteller keine Rolle spielen und somit Kompatibilität gewährleistet ist. Ziel ist es, Anlagenmodule leichter austauschbar zu machen und noch schneller in Betrieb nehmen zu können. Ein MTP enthält alle Informationen, die für die Integration eines Moduls in eine modulare Anlage erforderlich sind, wie z.B. die Beschreibung von Bedienbildern und Datenobjekten.

MTP wurde von der NAMUR und dem ZVEI initiiert und entwickelt. Die Profibus Nutzerorganisation (PNO) und Profinet International (PI) sind für die Weiterentwicklung, Qualitätssicherung und den internationalen Vertrieb von MTP verantwortlich

Zielsetzung und technologische Grundlagen

Ziel des MTP-Ansatzes ist es, verfahrenstechnische Anlagen flexibler, schneller und wirtschaftlicher realisieren und anpassen zu können – insbesondere durch die Wiederverwendung vorgefertigter, in sich geschlossener Module mit definierter Funktionalität. Jedes Modul – etwa ein Pumpenmodul, Reaktor, Trockner oder Filter – wird dabei mit einer standardisierten Beschreibung seiner Funktion, Bedienoberfläche, Alarmierung, Diagnosemöglichkeiten und Kommunikationsschnittstellen versehen. Diese Beschreibung ist unabhängig vom Hersteller des Moduls oder des Leitsystems und wird in Form eines MTP-Files – meist im AutomationML-Format – übergeben.

Technisch basiert MTP auf dem Service-orientierten Architekturmodell (SOA). Jedes Modul stellt seine Funktionalitäten als Services zur Verfügung, die über standardisierte Kommunikationsprotokolle wie OPC UA vom übergeordneten Prozessleitsystem (PES – Process Orchestration Layer) angesprochen werden können. Die im MTP enthaltenen Informationen ermöglichen zudem eine automatische Generierung von Bedienbildern (HMI), Funktionsplänen (Funktional Description – FD) und Diagnoseinformationen.

MTP im Lebenszyklus der Anlage

Der MTP-Ansatz entfaltet seine Wirkung über den gesamten Lebenszyklus einer Anlage hinweg. Bereits in der Planungsphase können Automatisierung und Modulintegration parallelisiert werden, was die Time-to-Market deutlich verkürzt. Während der Inbetriebnahme werden Module durch Einlesen des MTP ohne aufwändige Schnittstellenprogrammierung in das Leitsystem eingebunden. Im Betrieb ermöglichen die standardisierten Diagnose- und Visualisierungselemente eine einheitliche Bedienbarkeit auch bei heterogener Modulherkunft. Änderungen oder Erweiterungen der Anlage lassen sich mit geringem Aufwand umsetzen, indem neue MTPs einfach integriert werden. Das spart Engineering-Zeit und reduziert Fehlerquellen.

Funktionsweise

Von der Funktionsweise her sind Module Type Packages mit Druckertreibern vergleichbar. Das MTP entspricht dabei dem Druckertreiber, das Modul dem Drucker und der PC der übergeordneten Steuerung (Process Orchestration Layer, POL). Der POL liest die erstellte Codesys-basierte MTP-Datei und verarbeitet sie. Die Funktion des Moduls wird erkannt und seine Prozesssteuerung basiert auf der Beschreibung in der MTP-Datei. Die Anweisungen werden dann über den plattformunabhängigen Datenübertragungsstandard OPC UA kommuniziert. Auf diese Weise können Anlagenmodule verschiedener Hersteller flexibel eingesetzt und einfach zu komplexen Gesamtanlagen zusammengeschaltet werden. MTPs reduzieren den Engineering-Aufwand für modulare Anlagen erheblich und ermöglichen den Bau echter „Plug-and-Produce-Anlagen“.

Modulare Anlagen sind vor allem in der Pharma- und Biotech-Industrie, aber auch in der Lebensmittelindustrie bereits weit verbreitet. Auch in anderen Bereichen der Prozessindustrie setzt sich die Ansicht durch, dass die Modularisierung in der chemischen Produktion viele Vorteile bringt, auch durch die Integration von Package Units über MTP.

Aktuelle Entwicklungen und Standardisierung

Die MTP-Technologie ist integraler Bestandteil der NAMUR Open Architecture (NOA) und steht in engem Zusammenhang mit den Zielen von Industrie 4.0. Unterstützt wird sie von führenden Leitsystemherstellern wie Siemens, ABB, Emerson, Yokogawa und PTC sowie von zahlreichen Maschinen- und Anlagenbauern. Die VDI/VDE/NAMUR 2658 beschreibt den technischen Rahmen und wird stetig erweitert, um weitere Moduleigenschaften wie Batch-Funktionalität, Zustandsmodelle oder Security-Anforderungen zu integrieren. In der Praxis werden derzeit vermehrt Pilotanlagen umgesetzt, etwa in der chemischen und pharmazeutischen Industrie, die das Potenzial des MTP-Ansatzes validieren.

Schlussbetrachtung

Das Module Type Package ist ein zentrales Werkzeug auf dem Weg zur modularen, flexiblen und herstellerneutralen Produktion. Es erlaubt eine weitgehend automatisierte Integration verfahrenstechnischer Module und schafft damit die Grundlage für agile Anlagenkonzepte mit kurzen Anpassungszyklen. In einer zunehmend dynamischen Produktionslandschaft, in der Time-to-Market, Variantenvielfalt und Ressourceneffizienz entscheidende Faktoren sind, bildet MTP einen robusten, normierten und zukunftsfähigen Baustein. Für das industrielle Engineering bedeutet MTP eine tiefgreifende methodische Veränderung – weg vom Projektgeschäft, hin zu wiederverwendbaren digitalen Bausteinen, die sich nahtlos orchestrieren lassen.