Virtualisierungssystemen  

Die Planung und Umsetzung von Virtualisierungssystemen ist ein moderner Bestandteil der IT-Infrastruktur. Ziel ist es, vorhandene Hardwareressourcen effizient zu nutzen, Kosten zu senken und gleichzeitig eine flexible, skalierbare und ausfallsichere Systemumgebung bereitzustellen. Zu Beginn der Planung erfolgt eine umfassende Analyse der bestehenden IT-Infrastruktur sowie der Anforderungen des Unternehmens. Dabei werden Faktoren wie benötigte Rechenleistung, Speicherbedarf, Netzwerkanforderungen sowie zukünftige Erweiterungsmöglichkeiten berücksichtigt. Ebenso wird entschieden, welche Art der Virtualisierung eingesetzt werden soll, beispielsweise Server-, Desktop- oder Anwendungsvirtualisierung. Im nächsten Schritt wird die geeignete Softwareplattform ausgewählt. Typische Virtualisierungslösungen sind Hypervisoren wie VMware vSphere, Microsoft Hyper-V oder Proxmox. Dabei wird zwischen Typ-1-Hypervisoren (direkt auf der Hardware) und Typ-2-Hypervisoren (auf einem Betriebssystem) unterschieden. Für professionelle Umgebungen kommen meist Typ-1-Hypervisoren zum Einsatz, da diese eine höhere Leistung und Stabilität bieten. Ein zentraler Bestandteil der Planung ist die Ressourcenverteilung. CPU, Arbeitsspeicher und Speicherplatz müssen sinnvoll auf die virtuellen Maschinen (VMs) verteilt werden, um eine optimale Leistung sicherzustellen. Zusätzlich werden Speicherlösungen wie SAN (Storage Area Network) oder NAS (Network Attached Storage) eingeplant, um eine zentrale und zuverlässige Datenhaltung zu ermöglichen. Bei der Umsetzung werden zunächst die physische Hardware und das Virtualisierungssystem installiert und konfiguriert. Anschließend werden virtuelle Maschinen erstellt, Betriebssysteme installiert und die benötigten Anwendungen eingerichtet. Auch die Netzwerkkonfiguration spielt eine wichtige Rolle: Virtuelle Switches, VLANs und Sicherheitsrichtlinien sorgen für eine strukturierte und sichere Kommunikation innerhalb der Umgebung. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Ausfallsicherheit. Durch Funktionen wie Live-Migration, Snapshots, Backup-Strategien und Clusterlösungen kann die Verfügbarkeit der Systeme deutlich erhöht werden. So können Wartungsarbeiten durchgeführt werden, ohne den Betrieb zu unterbrechen. Nach der Implementierung folgt eine Test- und Optimierungsphase. Dabei wird überprüft, ob alle Systeme stabil laufen und die gewünschten Leistungsanforderungen erfüllen. Eventuelle Engpässe werden erkannt und durch Anpassungen behoben. Abschließend wird die gesamte Virtualisierungsumgebung dokumentiert und in den produktiven Betrieb überführt. Eine kontinuierliche Überwachung sowie regelmäßige Wartung und Updates sind notwendig, um die Sicherheit und Effizienz der Systeme langfristig sicherzustellen.  

Virtualisierte Plattformen für Moderne Automatisierungen  

Die Anforderungen an moderne Produktionsanlagen steigen kontinuierlich. Neben hoher Verfügbarkeit und Flexibilität spielen auch Themen wie Datensicherheit, Skalierbarkeit und Kosteneffizienz eine immer größere Rolle. Durch die Virtualisierung von SPS-nahen Systemen, Visualisierungslösungen (HMI/SCADA) sowie Produktionsdatenbanken können Unternehmen ihre Automatisierungsinfrastruktur zukunftssicher gestalten. Virtualisierung ermöglicht es, mehrere Systeme auf einer gemeinsamen Hardwareplattform zu betreiben. Anstatt für jede Anwendung einen eigenen Server bereitzustellen, werden virtuelle Maschinen genutzt, die unabhängig voneinander arbeiten und zentral verwaltet werden können.  

Typische Anwendungen:
  • Virtuelle SPS.
  • SPS-Engineering-Systeme.
  • HMI- und SCADA-Systeme.
  • Produktions- und Prozessdatenbanken.
  • Historian-Systeme.
  • MES-Anwendungen.
  • Reporting- und Analysesysteme.
  • OPC-UA- und Kommunikationsserver.
  • Backup- und Archivierungslösungen.

Vorteile:
  • Virtuelle Systeme können bei Hardwareausfällen schnell auf andere Server migriert oder wiederhergestellt werden.
  • Reduziert Produktionsausfälle und erhöht die Anlagenverfügbarkeit (Höhere Verfügbarkeit).
  • Reduzierte Hardwarekosten.
  • Mehrere Anwendungen werden auf einer gemeinsamen leistungsfähigen Serverplattform betrieben. Dadurch sinken Investitions-, Energie- und Wartungskosten.
  • Einfache Skalierbarkeit.
  • Neue Systeme können innerhalb weniger Minuten als virtuelle Maschine bereitgestellt werden.
  • Virtuelle Maschinen lassen sich einfach sichern und bei Bedarf vollständig wiederherstellen.
  • Zentrale Verwaltung.
  • Hohe Flexibilität.
  • Virtualisierte Systeme ermöglichen eine einfache Migration auf neue Hardware.
 

Nutzen für die Produktion:  

Durch den Einsatz virtualisierter SPS-, Visualisierungs- und Datenbanksysteme profitieren Unternehmen von einer höheren Anlagenverfügbarkeit, geringeren Betriebskosten sowie einer flexiblen und skalierbaren IT-/OT-Infrastruktur. Gleichzeitig werden Wartungsaufwand und Ausfallrisiken reduziert, während die Grundlage für moderne Datenanalyse- und Industrie-4.0-Anwendungen geschaffen wird.
Virtualisierung schafft die Basis für eine effiziente, sichere und zukunftsorientierte Produktionsumgebung.  

Cluster-Systeme für höchste Anlagenverfügbarkeit:  

In modernen Produktionsumgebungen sind ungeplante Stillstände mit hohen Kosten verbunden. Deshalb setzen immer mehr Unternehmen auf virtualisierte Cluster-Lösungen, um eine maximale Verfügbarkeit ihrer Automatisierungs- und IT-Systeme sicherzustellen.
Ein Cluster besteht aus mehreren physikalischen Servern, die gemeinsam arbeiten und sich gegenseitig absichern. Fällt ein Server aufgrund eines Hardwaredefekts oder einer Wartungsmaßnahme aus, werden die virtuellen Maschinen automatisch auf einen anderen Server im Cluster übertragen. Die Anwendungen bleiben dabei weiterhin verfügbar oder werden innerhalb kürzester Zeit neu gestartet. Der Vorteile, Sehr hohe Anlagenverfügbarkeit.
Durch die redundante Auslegung der Serverlandschaft werden Ausfallzeiten auf ein Minimum reduziert. Kritische Systeme wie SCADA, HMI, Produktionsdatenbanken oder OPC-UA-Server bleiben auch bei Hardwarestörungen verfügbar.
Moderne Cluster-Systeme überwachen permanent den Zustand aller Server. Im Fehlerfall erfolgt eine automatische Umschaltung auf verfügbare Ressourcen, ohne dass ein manueller Eingriff erforderlich ist.
Softwareupdates, Hardwareerweiterungen oder Wartungsarbeiten können häufig während des laufenden Betriebs durchgeführt werden. Virtuelle Maschinen werden dabei nahtlos auf andere Cluster-Knoten verschoben.
Da Anwendungen nicht an einen einzelnen Server gebunden sind, führen Hardwaredefekte nicht mehr zwangsläufig zu Produktionsstillständen.
Cluster-Lösungen ermöglichen eine einfache Erweiterung der Systemlandschaft. Neue Server können flexibel integriert werden, ohne bestehende Prozesse zu beeinträchtigen.