Prozessautomatisierung 1 | 17

Virtuell von Vorteil

Redundantes Leitsystem im Kavernenspeicher

Geringere Ausfallrisiken, erhöhte Sicherheit und niedrigere Kosten – die Virtualisierung von Leitsystemen überzeugt mit vielen Vorteilen. Das Ingenieurbüro EMSR Industrieautomation hat im Kavernenspeicher Staßfurt der innogy Gas Storage NWE GmbH (ehemals RWE Gasspeicher GmbH) eine virtualisierte Umgebung für das System 800xA realisiert.

Die innogy Gas Storage NWE GmbH steuert das Speichergeschäft der innogy in Deutschland und den Niederlanden. Mit seinen Erdgasspeichern trägt das Unternehmen wesentlich zur Versorgungssicherheit bei. Zu den großen Erdgasspeichern im Netz der innogy zählt der Speicher in Staßfurt (Sachsen-Anhalt). Der Kavernenspeicher mit einem Arbeitsgasvolumen von 550 Mio. m³ verfügt über acht Kavernen, die mit vier Gasverdichtern befüllt werden können. Der Speicher wird mit dem Prozessleitsystem System 800xA von ABB automatisiert. Nach mehreren Ausbaustufen läuft derzeit ein System 800xA 5.1 RevE FP4 mit 21 AC 800M und sieben AC 800M High Integrity Controllern in Staßfurt.

Die Domaincontroller, Aspectserver, PGIM (Power Generation Information Manager) und sechs Connectivity Server arbeiten redundant und virtualisiert auf dem Gasspeicher. Für die Visualisierung und Bedienung stehen 28 Bedienclients für die einzelnen Anlagenteile zur Verfügung. Diese hat die EMSR Industrieautomation GmbH im Jahr 2013 vollständig virtualisiert. Das Ingenieurbüro aus Garbsen bei Hannover hat sich auf kundenspezifische Schaltanlagen spezialisiert. Sein Leistungsportfolio beinhaltet die Planung und Dokumentation von Schaltanlagen, die Programmierung und Visualisierung von Steuerungs- und Leitsystemen sowie Schaltschrankbau, Montage und Inbetriebsetzung.

Vier statt 50 Rechnerknoten

„Das Leitsystem umfasst gut 50 Rechnerknoten. Ohne die Virtualisierung hätte man genauso viele physikalische Rechnersysteme aufbauen müssen. Die Anfangs investitionen wären deutlich höher gewesen, ebenso die Stromkosten. Der Platzbedarf wäre weitaus größer und der Wartungsaufwand erheblich aufwendiger ausgefallen. Durch die Virtualisierung konnten die benötigten Rechnerknoten auf nur vier Rechnersystemen installiert werden“, beschreibt Florian Both, Geschäftsführer von EMSR Industrieautomation, wichtige Vorteile der neuen Lösung.

Als Virtualisierungssoftware dient ESXi 5.5 von VMware. Das gesamte System basiert auf vier R720-Servern von Dell. Auf zwei Geräten laufen die Server von System 800xA, auf den anderen beiden Servern die Bedien- und Entwicklungsplätze des Leitsystems.

Administriert wird die virtuelle Welt von den Engineering-Arbeitsplätzen. Daneben gibt es noch zwei physikalische Bedienstationen in der Leitwarte, die mit jeweils vier Monitoren ausgestattet sind. Weiterhin existiert ein physikalischer Engineering- Arbeitsplatz. Damit kann selbst bei einem größeren Ausfall der virtuellen Installation ein Weiterbetrieb sichergestellt werden.

Zukunftssichere Technik

„Der Wartungsaufwand ist für das Bedienpersonal sehr gering. Ausfallzeiten gibt es keine mehr. Durch die Hardwareunabhängigkeit ist die Technik zudem zukunftssicher“, betont Florian Both.

Die verschiedenen Netzwerkebenen müssen auch in der virtuellen Welt sauber getrennt werden können. Da die Software von System 800xA die Virtualisierung direkt unterstützt, ist das leicht zu handhaben. Die Netzwerke sind bereits so konzipiert, dass ein Betrieb in der virtuellen Welt möglich ist. Spezialhardware wird nicht benötigt.

Die Umsetzung auf die virtuelle Umgebung erfolgte sehr schnell. Nach einem kurzen Probebetrieb wurde die Anlage umgestellt. Mit dem Feature Pack 4 von System 800xA 5.1 wurden die Clients für die Virtualisierung freigegeben. Daraufhin hat EMSR parallel das virtuelle System mit den Clients aufgebaut und die Geräte nach und nach umgestellt. Anschließend wurde das System auf die heutige Größe ausgebaut.

Eine Virtualisierungslösung wie diese bietet nicht nur im Betrieb große Vorteile, sondern auch beim Aufsetzen und Installieren des Leitsystems. System 800xA kann damit deutlich schneller bereitgestellt werden als bei einer Lösung mit vielen physikalischen Maschinen und die Umsetzungskosten fallen spürbar geringer aus.

„Durch die Hardwareunabhängigkeit ist die Technik zukunftssicher.“

Sicheres System

Ein weiteres zentrales Anliegen von innogy ist ein Höchstmaß an Cyber Security. Die Bundesnetzagentur hat einen verbindlichen IT-Sicherheitskatalog für Energienetzbetreiber veröffentlicht. Im Fokus stehen dabei der Aufbau und die Zertifizierung eines ISMS (Information Security Management System) nach DIN ISO/ IEC 27001. Hinsichtlich der Umsetzung des ISMS wird der Gasspeicher Staßfurt behandelt wie ein System der kritischen Infrastruktur.

Die Firma EMSR hat das ISMS gemäß den Anforderungen und den ABB-Empfehlungen umgesetzt. Damit ist System 800xA eines der ersten Systeme mit umgesetzter Sicherheitsrichtlinie.

Zusätzlich wurde 2015 das System gemäß IT-Sicherheitskatalog der Bundesnetzagentur durch den unabhängigen Berliner IT-Sicherheitsdienstleister GAI NetConsult auditiert und ein anspruchsvoller Belastungstest erfolgreich durchgeführt.