过程行业的技术演示

MTP 模块提高极小批量生产的效率

当前的灵活生产趋势是产品的批量非常小,这就需要降低小批量生产的成本。因此,自动化在过程行业的模块生产中发挥着越来越重要的作用,无论是生产单一的药品或是化妆品行业中生产各种不同规格的沐浴露和面霜。生产过程中使用的部件和模块可能来自于许多不同的制造商和原始设备制造商,MTP(模块类型包)模块为其快速转变提供了基础。

过去的基础化工行业依赖大规模生产和与之相应的大型车间。在精细化工行业和药品生产中,也会使用所谓的配料车间(批次流程包含很多不连续的生产流程),可以按照不同配方进行配料。这些工厂一旦建立,一般无法进行改进。更高一层的中央处理控制系统对这些车间进行控制,如果想进行任何改变,都意味着要进行复杂的规划、转换和编程工作,甚至需要重新建立一个全新的车间。

技术演示 Showcase PCS neo+ MTP 的发展

为了满足灵活生产车间的需求,Festo 使用 MTP 对生产模块自动化进行了彻底的重新设计, 同时证明了使用 MTP 进行模块车间调试非常高效。有了 MTP,一个车间不再只有一个中央控制器,车间由多个单独的模块组成,每个模块都有自己的集成处理器。每个模块负责一个专门的生产流程,如搅拌或填料。

从模块生产开发的初期阶段,Festo 就通过各种委员会参与研究,如德国电气与电子工业协会 (ZVEI) 研究组。“其主要优势在于,计算机可以自己找到方法,该方法与有学习经验的人类会采取的方法可能截然不同。模块车间的好处是,其设计和建立的速度很快,甚至可以很快地适应生产数量的变化。”最重要的是,产品生产和上市的速度更快。”高级研发工程师 Christian Stich 表示。Festo 的数字化工程设计 在 INVITE 的车间,Festo 已经创建了一组用于生物制药系统的自动化生产模块。这次与 INVITE 的合作项目,参与者还包括拜耳公司、多特蒙德技术大学和德国杜塞尔多夫大学。

技术演示的目的

该项目展示了来自不同制造商的符合 MTP 标准的模块是如何安装到一个车间中的,以及如何进行快速调试。MTP 标准是一个标准化的接口说明,可以使单个模块即时整合到过程编制层 (POL) 中,实现即插即用。MTP 文件中包含所有控制和监控需要的信息。模块工作时,数据通过 OPC UA 在模块和 POL 之间进行交换。Festo 正积极参与 VDI/VDE/Namur 指南 2658 MTP 标准的制定。

Festo 在 INVITE 建立的自动化生物制药系统包含一个具有加热和搅拌功能的反应器模块以及两个配药模块。因为每个模块都有自己的集成控制器,因此可以独立运行。Festo 给其中一个配药模块使用了 CPX-CEC 控制器,另一个配药模块使用了西门子控制器。项目的合作者证明了,两个配药模块虽然来自不同的制造商,但是因为都符合 MTP 标准,所以都可以自动整合到 POL 中。Festo 使用自己的 PA 工具包对 MTP 模块进行编程。该工具包含有预编程功能块,可以实现对 MTP 模块的快速简单编程。MTP 使用说明文件可以由自动化程序自动生成。该项目于 2019 年开始,2021 年结束。