Wasserwerke Düsseldorf setzen Stratus ftServer ein

Hochverfügbarkeit für die Wasserversorgung

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Cluster: zu kompliziert

Luftaufnahme des Wasserwerks Holthausen der Stadtwerke Düsseldorf
Luftaufnahme des Wasserwerks Holthausen der Stadtwerke Düsseldorf
(Bild: Stadtwerke Düsseldorf)
Demgegenüber erfordern Cluster-Systeme, neben der komplexeren Implementierung, insbesondere einen größeren Aufwand für die Administration. „Wir haben uns Cluster-Systeme auch angeschaut, aber nicht lange“, merkt Jepp dazu an. „Es war schnell klar, dass das für die Wasserwerke Am Staad und Holthausen keine akzeptable Lösung gewesen wäre.“

Für die ftServer sprach außerdem, dass sie keine Anpassungen in der Anwendungssoftware benötigen, da sich die redundanten Komponenten wie ein einziges System verhalten, während Applikationen in Cluster-Umgebungen in der Regel angepasst werden müssen. Die Wasserwerke konnten also die Historian-Software von Wonderware ohne Änderungen weiter verwenden.

„Dass wir bei einem ftServer anders als im Cluster immer auch nur eine Lizenz benötigen, ist ein sehr angenehmer Effekt der Hochverfügbarkeit“, führt Jepp aus. „Die höheren Anschaffungskosten eines fehlertoleranten Systems werden dadurch wieder ausgeglichen, so dass beide Alternativen unter Kostenaspekten gleichauf liegen. Insofern war für uns letztlich die höhere Verfügbarkeit und die einfache Administration ausschlaggebend für die Entscheidung zugunsten der ftServer.“

ftServer kommen ins Haus

Ab Sommer 2011 wurde in zwei Wasserwerken der Düsseldorfer Stadtwerke jeweils ein Stratus ftServer installiert. Auf diesen Systemen werden die Historian-Datenbanken betrieben, die die Daten im Versorgungsgebiet entgegennehmen und speichern.

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Ganz kurz: Die Stadtwerke Düsseldorf

Die Stadtwerke Düsseldorf liefern seit mehr als 145 Jahren Energie und Wasser für Düsseldorf. Die drei Wasserwerke „Flehe“, „Am Staad“ und „Holthausen“ versorgen täglich über 600.000 Menschen in Düsseldorf, Neuss, Erkrath und Mettmann mit frischem Trinkwasser, in einem Jahr über 50 Millionen Kubikmeter. Täglich sind das durchschnittlich 140 Millionen Liter Trinkwasser. Das Netz ist insgesamt 1.800 Kilometer lang.

Die Stadtwerke Düsseldorf beschäftigen 2.500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter.

Ein dritter Stratus ftServer ersetzte den zentralen Domänen-Controller. Die SCADA-Anwendungen selber laufen weiter auf nicht redundanten Windows-Clients. „Diese Systeme brauchen nicht hochverfügbar sein und sind daher lediglich durch ein Cold-Standby abgesichert“, merkt Jepp an. „Im Störungsfall kann der Betrieb immer über einen anderen Client ausgeführt werden. Was aber an jedem Standort kontinuierlich funktionieren muss, ist das Sammeln und Speichern der Daten.“

Angesichts von 40.000 Datenpunkten scheinen die Server mit einer Plattenkapazität von jeweils 500 GB auf den ersten Blick gar nicht einmal so groß dimensioniert zu sein. Durch die speicherfreundliche Historian-Struktur sowie das monatliche sichern auf NAS-Servern reicht die Plattenkapazität jedoch völlig aus.

Kommunikation ohne Internet

Ein wichtiges Feature der ftServer möchten die Wasserwerke allerdings nicht nutzen: Normalerweise sind die Stratus-Systeme in ein umfassendes Support- und Service-Konzept eingebunden. Das System meldet dabei eine Störung automatisch an den Hersteller ("Call Home"), worauf sofort ein Austauschteil verschickt wird.

„Ein Wasserwerk ist diesbezüglich ein Hochsicherheitsbereich“, betont Jepp und setzt hinzu: „Unsere technischen Systeme, die an die ftServer angebunden sind, haben keine physikalische Verbindung zum öffentlichen Netz und damit auch nicht zum Internet. Sogar unsere Außenstationen sind durch ein eigenes Netzwerk angebunden.“

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Stratus-Technologie

Stratus baut fehlertolerante Server, die auf Basis von Standard-Technik arbeiten, also mit Intel-Prozessoren und mit gängigem Windows-, Linux- oder VMware- Betriebssystem. Bei einem fehlertoleranten Server sind alle Hardwarekomponenten doppelt vorhanden.

Fällt eine Komponente aus, wird der Betrieb automatisch und vom Benutzer unbemerkt durch die redundante Komponente weitergeführt. Auf diese Weise können fehlertolerante Systeme bei Störungen ohne Datenverlust kontinuierlich weiterlaufen.

Damit unterscheiden sich fehlertolerante Systeme von softwarebasiertem Failover-Clustering, bei dem ein Ausfall der Hard- oder Software dazu führt, dass der Workload auf einen redundanten Server verlagert wird. Fehlererkennung und anschließendes Umschalten zum neuen System können mehr oder weniger lange Ausfallzeiten verursachen. Fehlertolerante Server reduzieren nicht die Folgen von Ausfällen, sondern verhindern Ausfälle komplett.

In dieser 'Hochsicherheitslandschaft' der Wasserwerke haben sich die drei ftServer seit dem Start des Produktivbetriebs im Herbst 2011 bewährt. Dass bei einem fehlertoleranten System keine Ausfälle zu verzeichnen waren, ist eigentlich schon keiner Erwähnung mehr wert, wichtiger ist vielleicht ein anderer Aspekt, auf den Jepp hinweist: "Es ist ein gutes Gefühl zu wissen, dass man sich um die Datenhaltung keine Sorgen mehr machen muss. Wir sind seither bei der Verfügbarkeit wirklich gut aufgestellt."

Der Autor:

Dr. Rainer Doh ist Redakteur in München.

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