Hochverfügbarkeit in kritischer Infrastruktur: Lehren aus dem Berliner Kraftwerksausfall

Der jüngste Brand in einem Berliner Kraftwerk hat dramatisch vor Augen geführt, wie verwundbar unsere Energieinfrastruktur sein kann. Tausende Haushalte waren plötzlich ohne Strom, Krankenhäuser mussten auf Notstromaggregate umschalten, und kritische Infrastruktureinrichtungen standen vor der Herausforderung, ihren Betrieb aufrechtzuerhalten. Dieses Ereignis hat eine wichtige Diskussion ausgelöst: Städtische Betriebe und Betreiber kritischer Infrastruktur überprüfen derzeit intensiv die Hochverfügbarkeit und Ausfallsicherheit ihrer Anlagen.

Während viele Unternehmen nun erst beginnen, sich mit diesem Thema auseinanderzusetzen, bietet Flux Master bereits heute eine erprobte Lösung für hochverfügbare Steuerungssysteme – mit allen Vorteilen moderner Automatisierungstechnologie.

Warum Hochverfügbarkeit für kritische Infrastruktur unverzichtbar ist

Kritische Infrastrukturen wie Wasser- und Energieversorgung, Krankenhäuser, Verkehrsleitsysteme oder Produktionsanlagen dürfen nicht ausfallen. Ein Stillstand hat nicht nur wirtschaftliche Folgen, sondern kann im schlimmsten Fall Menschenleben gefährden. Die Anforderungen an moderne Steuerungssysteme sind daher klar:

• Redundanz auf allen Ebenen: Jede kritische Komponente muss mehrfach vorhanden sein
• Automatische Fehlertoleranz: Das System muss Ausfälle selbstständig erkennen und kompensieren
• Nahtlose Umschaltung: Beim Ausfall einer Komponente darf der Betrieb nicht unterbrochen werden
• Kontinuierliche Überwachung: Potenzielle Probleme müssen frühzeitig erkannt werden
• Schnelle Wiederherstellung: Nach einem Ausfall muss das System zügig wieder vollständig einsatzbereit sein

Die Herausforderung traditioneller Lösungen

Herkömmliche Automatisierungssysteme sind oft nicht für echte Hochverfügbarkeit ausgelegt. Viele Lösungen bieten zwar Redundanz auf Hardware-Ebene, versagen aber bei der Software-Implementierung. Typische Probleme sind:

Komplexe Konfiguration: Die Einrichtung redundanter Systeme erfordert tiefgreifendes Spezialwissen und ist fehleranfällig. Oft sind mehrere Tage oder Wochen Engineeringaufwand notwendig, um die Redundanz korrekt zu konfigurieren.

Unvollständige Redundanz: Viele Systeme bieten Redundanz für die Steuerung, vergessen aber kritische Komponenten wie Datenbanken, Visualisierungen oder Kommunikationsschnittstellen. Ein einzelner “Single Point of Failure” reicht aus, um das gesamte System lahmzulegen.

Keine automatische Synchronisation: Bei klassischen Lösungen müssen beide Systeme manuell identisch konfiguriert werden. Änderungen müssen doppelt durchgeführt werden, was fehleranfällig ist und die Wartungskosten erhöht.

Lange Umschaltzeiten: Selbst bei vorhandener Redundanz dauert die Umschaltung auf das Backup-System oft mehrere Sekunden oder sogar Minuten – eine Ewigkeit für kritische Prozesse.

Flux Master: Hochverfügbarkeit von Grund auf konzipiert

Flux Master wurde von Anfang an mit dem Fokus auf Hochverfügbarkeit entwickelt. Statt Redundanz als nachträgliche Zusatzfunktion zu behandeln, ist sie integraler Bestandteil der Systemarchitektur. Dies führt zu entscheidenden Vorteilen:

Automatische Cluster-Bildung

Flux Master-Instanzen erkennen sich automatisch im Netzwerk und bilden ohne manuelle Konfiguration ein hochverfügbares Cluster. Die Synchronisation erfolgt automatisch in Echtzeit – Konfigurationsänderungen, Programmupdates oder Datenbankeinträge werden sofort auf alle Clusterknoten repliziert. Dies eliminiert menschliche Fehler und reduziert den Engineeringaufwand drastisch.

Vollständige Systemredundanz

Im Gegensatz zu vielen anderen Lösungen bietet Flux Master nicht nur redundante Steuerungen, sondern auch:

• Redundante Datenbanken: Alle Prozess- und Historiendaten werden automatisch auf mehrere Knoten repliziert
• Redundante Visualisierungen: Weboberflächen und HMI-Anwendungen bleiben auch bei Ausfall eines Servers verfügbar
• Redundante Kommunikation: Alle Feldbus- und Protokollverbindungen werden gespiegelt
• Redundante Edge-Computing-Funktionen: Datenverarbeitung und KI-Algorithmen laufen parallel auf mehreren Instanzen

Sub-Second-Failover

Flux Master überwacht kontinuierlich den Zustand aller Clusterknoten über einen hochperformanten Heartbeat-Mechanismus. Bei Ausfall eines Knotens übernimmt das System innerhalb von Millisekunden automatisch auf einen funktionierenden Knoten. Für den Anwender ist dieser Wechsel unsichtbar – keine Neustarts, keine Verbindungsabbrüche, keine Datenverluste.

Gemeinsame Hardware-Anbindung

Ein entscheidender Vorteil: Beide redundanten Instanzen nutzen das gleiche EtherCAT IO-System. Dadurch bleibt die Verbindung zu Sensoren, Aktoren und Feldgeräten auch bei einem Ausfall der Master-Instanz bestehen. Die Failover-Zeit beschränkt sich auf die reine Software-Umschaltung – die Hardware-Kommunikation läuft ohne Unterbrechung weiter.

Investition in die Zukunft

Der Berliner Kraftwerksausfall ist eine Mahnung, aber auch eine Chance. Unternehmen und Behörden, die jetzt in hochverfügbare Steuerungssysteme investieren, schützen sich nicht nur vor zukünftigen Ausfällen, sondern positionieren sich als verlässliche Partner für ihre Kunden und Bürger.

Flux Master macht Hochverfügbarkeit erschwinglich und einfach umsetzbar. Während andere erst über Redundanzkonzepte nachdenken, setzen zukunftsorientierte Betreiber bereits auf eine bewährte Lösung, die Hochverfügbarkeit, Cybersecurity und moderne Cloud-Technologie vereint.

Fazit: Vorbereitet sein, statt reagieren müssen

Die Zeit des reaktiven Handelns in der Automatisierungstechnik ist vorbei. Betreiber kritischer Infrastruktur müssen proaktiv handeln und ihre Systeme auf Hochverfügbarkeit auslegen, bevor ein Ausfall eintritt. Flux Master bietet genau die Lösung, die dafür benötigt wird: ausgereift, getestet und im produktiven Einsatz bewährt.

Während andere Anbieter komplexe und teure Lösungen anbieten, die monatelange Implementierungsprojekte erfordern, kann Flux Master innerhalb weniger Tage in Betrieb genommen werden. Die automatische Cluster-Bildung und die vollständige Redundanz aller Systemkomponenten machen es zur ersten Wahl für Unternehmen, die keine Kompromisse bei der Verfügbarkeit eingehen können.

ootb automation GmbH unterstützt Sie gerne bei der Evaluierung und Implementierung hochverfügbarer Automatisierungslösungen mit Flux Master. Unser Expertenteam berät Sie zu Architekturkonzepten, führt Machbarkeitsstudien durch und begleitet Sie von der Planung bis zur erfolgreichen Inbetriebnahme.

Kontaktieren Sie uns noch heute, um zu erfahren, wie wir die Verfügbarkeit Ihrer kritischen Systeme auf ein neues Level heben können. Denn der beste Zeitpunkt für Hochverfügbarkeit ist immer: jetzt – bevor der nächste Ausfall kommt.

Wie Agilität in der Systementwicklung skalierbare Automatisierungslösungen hervorbringt

In der modernen Industrieautomatisierung stehen Unternehmen vor der Herausforderung, Steuerungssysteme zu entwickeln, die sowohl leistungsfähig als auch kosteneffizient sind. Diese Fallstudie zeigt, wie ootb automation GmbH durch den Einsatz agiler Entwicklungsmethoden einem Maschinenbauer ermöglichte, sein Automatisierungssystem schrittweise aufzubauen und dabei die volle Kostenkontrolle zu behalten.

Die Ausgangssituation

Ein mittelständischer Hersteller von Spezialmaschinen stand vor einer typischen Herausforderung: Das Unternehmen benötigte ein modernes Steuerungssystem für eine neu entwickelte Produktionsmaschine. Die besondere Schwierigkeit lag darin, dass die Anforderungen an das System im Laufe der Zeit wachsen würden. Initial sollte die Maschine mit grundlegenden Funktionen auf den Markt gebracht werden, um erste Verkäufe zu generieren. Mit steigender Nachfrage und wachsendem Kundenfeedback sollten dann sukzessive weitere Features ergänzt werden.

Die klassische Vorgehensweise hätte erfordert, das komplette System von Anfang an zu spezifizieren und zu entwickeln – ein Ansatz, der mit hohen Vorabinvestitionen und dem Risiko verbunden gewesen wäre, Funktionen zu entwickeln, die letztendlich nicht benötigt werden. Der Kunde suchte daher nach einem flexibleren Weg, der es ermöglichte, das System organisch wachsen zu lassen.

Der agile Lösungsansatz

ootb automation schlug einen konsequent agilen Entwicklungsansatz vor. Statt einer umfassenden Vorabplanung wurde das Projekt in klar definierte Entwicklungsphasen unterteilt, wobei jede Phase einen unmittelbaren Mehrwert für den Kunden schaffen sollte. Diese iterative Vorgehensweise ermöglichte es, Funktionen nach tatsächlichem Bedarf zu priorisieren und die Investitionen direkt am Geschäftserfolg auszurichten.

Das Entwicklungsteam konzentrierte sich konsequent auf die Frage: “Welche Funktion bringt dem Kunden in dieser Phase den größten Nutzen?” Dadurch entstand eine Entwicklungsroadmap, die sich eng an den realen Anforderungen des Marktes orientierte.

Schrittweise Implementierung

Phase 1: Fundament schaffen Im ersten Schritt wurde eine solide Steuerungslogik implementiert, die die Kernfunktionalität der Maschine abbildete. Das Human Machine Interface (HMI) wurde bewusst einfach gehalten und über das etablierte Modbus/TCP-Protokoll angebunden. Diese Lösung war technisch ausgereift und ermöglichte einen schnellen Markteintritt.

Phase 2: Transparenz durch Datenerfassung Sobald die ersten Maschinen im Einsatz waren, zeigte sich der Bedarf nach besserer Nachvollziehbarkeit der Produktionsprozesse. Das System wurde um eine Webserver-basierte Datenaufzeichnung erweitert, die automatisch Excel-Reports generierte. Damit konnten Kunden erstmals detaillierte Produktionsanalysen durchführen.

Phase 3: Modernisierung der Kommunikation Mit wachsender Anlagenkomplexität stieß das Modbus/TCP-Protokoll an seine Grenzen. Die Visualisierung wurde auf das modernere MQTT-Protokoll umgestellt, was deutlich flexiblere und performantere Datenkommunikation ermöglichte. Die modulare Softwarearchitektur erlaubte diese Migration ohne Neuimplementierung der Kernfunktionen.

Phase 4: Optimierung der Produktionsplanung Der Erfolg der Maschine führte zu steigenden Produktionsvolumen. In dieser Phase wurden intelligente Planungs- und Steuerungssysteme integriert, die eine optimale Auslastung und höheren Durchsatz ermöglichten. Diese Investition refinanzierte sich unmittelbar durch die gestiegenen Verkaufszahlen.

Phase 5: Ortsunabhängiger Zugriff Die zunehmende Vernetzung in der Industrie machte einen weiteren Evolutionsschritt möglich: Die Entwicklung einer modernen Weboberfläche, die sowohl vom Hallenboden als auch aus dem Büro zugänglich war. Dies verbesserte die Bedienbarkeit erheblich und ermöglichte neue Einsatzszenarien.

Phase 6: Predictive Maintenance Als Krönung wurde das System um intelligente Sensordatenauswertung erweitert. Durch die Analyse von Verschleißindikatoren konnte vorausschauende Wartung implementiert werden, was ungeplante Stillstände minimierte und die Gesamtanlageneffektivität (OEE) signifikant steigerte.

Messbare Erfolge

Der agile Ansatz erwies sich als voller Erfolg. Der Kunde behielt während des gesamten Entwicklungsprozesses die volle Kontrolle über Budget und Funktionsumfang. Jede Entwicklungsphase wurde erst dann angegangen, wenn sie durch konkrete Marktanforderungen gerechtfertigt war. Die modulare Softwarearchitektur ermöglichte es, Schnittstellen und Protokolle kosteneffizient anzupassen, ohne bestehende Funktionalität zu beeinträchtigen.

Besonders bemerkenswert war die finanzielle Seite: Statt einer großen Anfangsinvestition konnte der Kunde die Entwicklungskosten über mehrere Jahre verteilen. Jede neue Ausbaustufe refinanzierte sich durch die damit ermöglichten Zusatzverkäufe oder Effizienzsteigerungen. Das Risiko einer Fehlinvestition in nicht benötigte Features wurde vollständig eliminiert.

Fazit: Agile Entwicklung als Erfolgsfaktor

Diese Fallstudie demonstriert eindrucksvoll, wie agile Methoden auch in der Industrieautomatisierung ihre Stärken ausspielen können. Die Fähigkeit, Systeme organisch wachsen zu lassen und dabei stets den maximalen Kundennutzen im Fokus zu behalten, schafft einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil.

ootb automation GmbH verfügt über umfassende Expertise in der Vereinfachung komplexer Automatisierungsprojekte. Unser Leistungsspektrum umfasst risikofreie Simulationen zur Validierung von Konzepten, Echtzeitüberwachung kritischer Prozesse, Fernwartung für schnelle Problemlösungen sowie die Entwicklung wiederverwendbarer Softwarekomponenten, die Ihre Entwicklungskosten nachhaltig senken.

Durch unseren konsequent agilen Ansatz entstehen Lösungen, die perfekt auf Ihre Anforderungen zugeschnitten sind und mit Ihrem Unternehmen mitwachsen. Kontaktieren Sie uns, um zu erfahren, wie wir auch Ihr Automatisierungsprojekt zum Erfolg führen können.

Revolutionierung der Bühnenautomatisierung: Erhöhte Flexibilität bei reduzierter Komplexität

Die Automatisierung moderner Theaterbühnen stellt höchste Anforderungen an Präzision, Sicherheit und Flexibilität. Jede Bühne ist einzigartig, jede Inszenierung bringt neue technische Herausforderungen mit sich. Diese Fallstudie zeigt, wie ootb automation GmbH für einen renommierten Theaterbetreiber ein revolutionäres System entwickelte, das die Komplexität drastisch reduziert und gleichzeitig die Flexibilität maximiert.

Die Herausforderung: Individuelle Lösungen als Kostentreiber

Theaterbühnen zählen zu den anspruchsvollsten Umgebungen für Automatisierungstechnik. Die technische Ausstattung muss höchsten Sicherheitsstandards genügen, während sie gleichzeitig die kreative Freiheit der Regisseure nicht einschränken darf. Unser Kunde, ein etablierter Anbieter von Bühnenautomatisierungslösungen, stand vor einem fundamentalen Problem: Jede neue Installation erforderte umfangreiche individuelle Programmierarbeit.

Die Folgen waren gravierend: Lange Planungsphasen verzögerten Projekte, die Entwicklungskosten stiegen kontinuierlich, und die Fehleranfälligkeit nahm mit jeder Neuentwicklung zu. Jede Bühne hatte ihre eigenen Besonderheiten – unterschiedliche Anzahl und Typen von Zügen, Drehbühnen, Hubpodien und Versenkungen. Die bisherige Lösung bestand darin, für jedes Projekt die Software von Grund auf neu zu entwickeln oder bestehenden Code aufwändig anzupassen.

Der Kunde erkannte, dass dieses Vorgehen langfristig nicht tragfähig war. Die Vision war klar: Es musste ein System entstehen, das eine flexible Konfiguration ermöglicht, ohne dass für jede Installation maßgeschneiderte Softwareentwicklung erforderlich ist. Die Theatertechniker sollten in die Lage versetzt werden, Anlagen selbstständig zu konfigurieren und anzupassen – ohne auf externe Programmierer angewiesen zu sein.

Der Lösungsansatz: Denken in wiederverwendbaren Bausteinen

ootb automation analysierte die Problemstellung und entwickelte einen grundlegend neuen Ansatz. Statt für jede Bühne individuellen Code zu schreiben, sollte eine universelle Softwareplattform entstehen, die auf dem Konzept wiederverwendbarer Komponenten basiert. Die Kernidee: Alle typischen Bühnenelemente – ob Seilzüge, Motoren, Frequenzumrichter oder Sicherheitseinrichtungen – sollten als vorkonfigurierte Softwarebausteine verfügbar sein, die sich flexibel kombinieren lassen.

Diese Vision erforderte ein fundamentales Umdenken in der Softwarearchitektur. Das System musste in der Lage sein, virtuelle Repräsentationen physischer Komponenten zu erstellen, diese intelligent miteinander zu verbinden und dabei alle sicherheitsrelevanten Abhängigkeiten automatisch zu berücksichtigen.

Die Implementierung: RIO – Reusable IO Framework

Nach zweijähriger intensiver Entwicklungsarbeit war es soweit: Das RIO (Reusable IO Framework) ging in Betrieb. Diese innovative Plattform ermöglicht es, virtuelle Schaltschrankkomponenten zu erstellen, die über standardisierte Bussysteme miteinander kommunizieren. Jede Komponente verfügt über eine eigene Konfigurationsoberfläche, wodurch Parameter ohne Programmierung angepasst werden können.

Das Herzstück: Intelligente Komponentenbibliothek RIO verfügt über eine umfangreiche Bibliothek vordefinierter Komponenten. Ein Kettenzug beispielsweise ist als komplettes Softwareobjekt verfügbar, das bereits alle typischen Funktionen mitbringt: Positionsregelung, Endlagenüberwachung, Lastüberwachung, Synchronisation mit anderen Zügen und Notfallverhalten. Der Anwender wählt die benötigten Komponenten aus und verbindet sie per Drag-and-Drop.

Flexible Achskonfiguration Ein besonderer Vorteil von RIO ist die autonome Steuerung einzelner Achsen. Jede mechanische Achse – sei es ein Vorhangzug, eine Drehbühne oder ein Hubpodium – kann unabhängig konfiguriert und gesteuert werden. Gleichzeitig erlaubt das System komplexe Synchronisationen: Mehrere Züge können zu Gruppen zusammengefasst werden, Bewegungsabläufe lassen sich choreographieren, und Sicherheitsverriegelungen werden automatisch berücksichtigt.

Praxis trifft auf Theorie Die wahre Stärke von RIO zeigt sich im Projektalltag. Was früher Wochen der Programmierung erforderte, lässt sich nun in Tagen konfigurieren. Ein neuer Seilzug? Einfach die entsprechende Komponente aus der Bibliothek wählen, die I/O-Kanäle zuordnen, Parameter wie Geschwindigkeit und Beschleunigung eingeben – fertig. Das System generiert automatisch die gesamte Steuerungslogik inklusive Visualisierung und Diagnosefunktionen.

Messbare Erfolge: Zeit- und Kostenersparnis

Die Einführung von RIO führte zu einer dramatischen Verbesserung der Projekteffizienz. Die Programmier- und Inbetriebnahmezeiten reduzierten sich um durchschnittlich 60 Prozent. Fehler, die durch individuelle Programmierung entstanden, gehören weitgehend der Vergangenheit an, da die wiederverwendeten Komponenten bereits in zahlreichen Installationen bewährt sind.

Besonders wertvoll ist die gewonnene Flexibilität während der Projektlaufzeit. Änderungen, die früher aufwändige Umcodierungen erforderten, lassen sich nun durch Anpassung der Konfiguration realisieren. Dies ist gerade in der Theaterpraxis von immenser Bedeutung, wo sich Anforderungen während der Installationsphase häufig noch verändern.

Die Wiederverwendbarkeit erstreckt sich auch auf Funktionserweiterungen. Neue Features, die für ein Projekt entwickelt werden, stehen automatisch als Komponenten für alle zukünftigen Projekte zur Verfügung. So entsteht ein kontinuierlich wachsender Werkzeugkasten, der mit jedem Projekt leistungsfähiger wird.

Kundenstimme aus der Praxis

Die Tiroler Festspiele, ein langjähriger Anwender der Technologie, bestätigen die Praxistauglichkeit:

“Wir haben viele Produktionen mit dem Stage Automation System eingerichtet und schätzen sowohl seine Zuverlässigkeit als auch den Kundensupport. Die Möglichkeit, Anpassungen selbst vornehmen zu können, ohne jedes Mal auf externe Programmierer warten zu müssen, hat unsere Arbeitsabläufe erheblich verbessert.”

Tim Herold, Technischer Direktor, Tiroler Festspiele

Technologische Expertise bei ootb automation

Diese Fallstudie ist ein Beispiel für die Kernkompetenz von ootb automation GmbH: Die Entwicklung intelligenter Automatisierungsplattformen, die Komplexität beherrschen, ohne sie auf den Anwender zu übertragen. Unser Leistungsspektrum umfasst die vollständige SPS-Softwareentwicklung, die Konzeption wiederverwendbarer Automatisierungsplattformen sowie umfassende Beratung bei der Optimierung von Automatisierungsprozessen.

Das RIO-Framework steht exemplarisch für unseren Ansatz: Durch intelligente Abstraktion und Modularisierung schaffen wir Systeme, die sowohl leistungsfähig als auch beherrschbar sind. Theaterbetreiber können sich auf das Wesentliche konzentrieren – die künstlerische Inszenierung – während die Technik zuverlässig und flexibel im Hintergrund arbeitet.

Wenn auch Sie vor der Herausforderung stehen, komplexe Automatisierungssysteme effizienter zu gestalten, sprechen Sie uns an. Wir analysieren Ihre spezifische Situation und entwickeln maßgeschneiderte Lösungen, die Ihre Prozesse nachhaltig optimieren.