C135 PCS 7 (PCS7)
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¿Pueden los clientes WinCC comunicarse directamente con los PLC en caso de fallo del servidor OS?

Los clientes OS de WinCC no pueden comunicarse directamente con las estaciones de automatización (AS/PLC) cuando falla un servidor OS, porque los clientes carecen de canales de comunicación directos del bus de planta, controladores de conexión S7 y bases de datos de procesos locales. En la arquitectura cliente-servidor de PCS 7, los clientes dependen completamente del Terminal Bus para consultar etiquetas, alarmas y archivos a través de paquetes de datos del servidor. Para operar un cliente OS directamente contra el AS durante una interrupción prolongada del servidor, la estación cliente debe rediseñarse como un sistema operativo de estación única independiente con acceso físico al bus de planta, conexiones S7 locales, licencias de tiempo de ejecución de estación única y una compilación completa del sistema operativo.

Índice de contenidos

Arquitectura distribuida de PCS 7: bus de planta versus bus de terminal

En las arquitecturas distribuidas multiusuario de SIMATIC PCS 7, la separación de redes y la división de roles funcionales son principios de diseño fundamentales:
1. Bus de Planta (Industrial Ethernet): Interconecta Estaciones de Automatización (controladores S7-400 / S7-410) y Servidores OS a través de procesadores de comunicación CP 1623 o adaptadores Softnet Industrial Ethernet. En esta subred operan telegramas de sincronización horaria y comunicación S7 cíclicos de alta frecuencia.
2. Bus de terminal (red de área local): Interconecta servidores de SO y clientes de SO. Los clientes OS ejecutan aplicaciones de cliente WinCC ligeras que muestran gráficos y envían comandos de operador al servidor mediante Microsoft RPC, DCOM y TCP/IP.
3. Paquetes de datos del servidor: Los clientes del sistema operativo no poseen una base de datos de administración de etiquetas local, ni un motor de registro de etiquetas ni controladores de comunicación directa (por ejemplo, conexiones con nombre). En su lugar, cargan un paquete de datos del servidor compilado (*.pck) que enruta todas las solicitudes de etiquetas a los procesos de ejecución del servidor OS (CCDataServer.exe, CCAlgRtServer.exe).

Cuando falla un servidor OS no redundante, todos los clientes de sistema operativo que hacen referencia a su paquete de servidor pierden la comunicación instantáneamente, mostrando valores de proceso amarillo/gris desconectados y placas frontales inactivas.

Por qué los clientes del sistema operativo no pueden sondear los PLC de forma autónoma

Un cliente OS no puede simplemente "cambiar su IP de destino" a un controlador AS debido a restricciones arquitectónicas:
* Sin controlador de canal S7: los proyectos de OS Client ejecutan un entorno de ejecución liviano que carece de controladores SIMATIC S7 Protocol Suite configurados o puntos finales de conexión con nombre.
* Aislamiento de red física: en los sistemas de control industrial estándar, los clientes del sistema operativo están conectados físicamente solo al conmutador del bus de terminal y carecen de acceso IP físico o enrutado a la red del bus de la planta.
* Modelo de licencia: Los clientes del sistema operativo reciben licencias WinCC Client (RT), que prohíben explícitamente abrir canales de comunicación locales S7. La comunicación directa del controlador requiere una licencia completa WinCC Single Station (RT) o WinCC Server (RT).

Procedimiento de emergencia para convertir un cliente OS en un sistema operativo de estación única

Si una planta experimenta una falla catastrófica del hardware del servidor sin un socio redundante, un cliente OS se puede convertir en un sistema operativo de estación única independiente de emergencia mediante los siguientes pasos de ingeniería en la Estación de ingeniería (ES) (ES):

  1. Establecer conectividad de bus de planta física y lógica:
    * Instale un adaptador de red Ethernet industrial en la PC cliente o parchee la interfaz de red del cliente en el conmutador Plant Bus.
    * Asigne una dirección IP estática válida en la subred de Plant Bus.
  2. Reconfigurar la configuración del hardware en SIMATIC Manager:
    * Abra la estación PC cliente en HW Config.
    * Retire el WinCC Client Application.
    * Inserte una aplicación WinCC estándar en la ranura 1.
    * Inserte un adaptador IE General o CP 1623 en la ranura 2 y asígnelo a la subred Plant Bus.
    * Configure en NetPro Named S7 Connections entre la nueva aplicación WinCC y los controladores AS.
    * Guarde y compile NetPro y HW Config.
  3. Compilar y descargar SO:
    * Abra SIMATIC Manager e inicie una compilación del sistema operativo para la estación única del sistema operativo recién configurada para asignar etiquetas, alarmas y SFC directamente desde el AS.
    * En Propiedades del sistema operativo, establezca la ruta de destino a la PC cliente.
    * Ejecutar una descarga del sistema operativo en la máquina cliente.
  4. Migración de licencia:
    * Abra Automation License Manager (ALM) en ES y transfiera una licencia WinCC Single Station RT (o RC) temporal o flotante y licencias PCS 7 OS RT PO a la máquina cliente.
  5. Activar tiempo de ejecución:
    * Inicie WinCC Explorer en el PC convertido y active Runtime.

Verificación

  • En las conexiones de red de Windows en la estación convertida, verifique la conectividad del enlace y la respuesta de ping a las direcciones IP de la CPU AS.
  • Abrir el diagnóstico de canal WinCC en WinCC Runtime. Confirme que el canal SIMATIC S7 Protocol Suite -> Named Connections informa una marca de verificación verde con State: OK.
  • Confirmar que los gráficos del proceso muestren valores dinámicos en vivo, que las alarmas aparezcan en el banner de alarmas y que los comandos del operador de la placa frontal manipulen con éxito los actuadores de campo.

Limitaciones y precauciones operativas

  • La conversión de un cliente a una estación única es un procedimiento de recuperación de emergencia. Requiere una Estación de ingeniería (ES) disponible con el código fuente completo del proyecto.
  • Los archivos históricos de registro de etiquetas y registro de alarmas previamente almacenados en el servidor fallido permanecerán inaccesibles hasta que se recupere el disco o la base de datos del servidor.
  • Siempre especifique servidores OS redundantes (pares de servidores) en el diseño inicial de la planta para garantizar una visualización ininterrumpida durante fallas de hardware del servidor.

Preguntas frecuentes del ingeniero

  • ¿Puede un cliente conectarse automáticamente a un servidor en espera redundante?
    Sí. Si el sistema fue diseñado con un par de servidores OS redundantes, los clientes cambian automáticamente al socio redundante dentro de 1 a 3 segundos después de una falla del servidor maestro.
  • ¿Puedo ejecutar conexiones S7 a través del Terminal Bus usando un enrutador?
    Si bien el enrutamiento de red es técnicamente factible a nivel de IP, las pautas de Siemens PCS 7 prohíben estrictamente el enrutamiento de conexiones S7 designadas a través del bus terminal debido a requisitos de comunicación deterministas en tiempo real.
  • ¿Qué sucede con las alarmas cuando se activa una estación única de emergencia?
    La estación única de emergencia recibirá nuevas alarmas en tiempo real generadas por el AS desde el momento en que se conecta, pero los diarios históricos de alarmas de días anteriores permanecen en el disco del servidor fuera de línea.

Referencias técnicas

  • Sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7 OS; Manual de arquitectura cliente-servidor (A5E41356262-AA).
  • ID de entrada de soporte en línea de la industria de Siemens 109801081: Redundancia PCS 7 y arquitecturas multiestación.
  • Manual de comunicación SIMATIC WinCC V7/V8: Suite de protocolos SIMATIC S7.

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PCS 7, WinCC, OS Client, OS Server, Cliente-Servidor, Arquitectura, Bus de terminales, Bus de planta

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