Resolución del desbordamiento de SFCache y etiquetas de archivo faltantes en SIMATIC Process Historian

La acumulación masiva de caché Store and Forward (SFCache) (hasta 90 GB) y la posterior pérdida de etiquetas de archivo en SIMATIC Process Historian (PH) ocurren cuando las descargas de proyectos OS alteran los GUID de los proyectos locales, creando "Orígenes de datos" (Data Sources) duplicados en la consola de administración de PH. Cuando los servidores redundantes fallan bajo un registro duplicado, ambos servidores almacenan en búfer los datos no confirmados en la caché local del disco. Si bien la fusión de orígenes de datos en PH reconcilia el registro de alarmas, los ID de las etiquetas de Tag Logging se desincronizan. La ejecución de una compilación completa de la OS con borrado de memoria, el nuevo registro de la estación OS en PH y el reinicio de la caché en tiempo de ejecución restablecen el archivo continuo de etiquetas.

Índice de contenidos

• Arquitectura de Store and Forward (SFCache) de Process Historian
• Causas raíz de los orígenes de datos duplicados y la acumulación de caché
• Flujo de trabajo paso a paso para la restauración y reconciliación de bases de datos
• Verificación
• Limitaciones y precauciones operativas
• Preguntas frecuentes para ingenieros
• Referencias técnicas
• Artículos relacionados
• Etiquetas relacionadas

Arquitectura de Store and Forward (SFCache) de Process Historian

En las arquitecturas empresariales de SIMATIC PCS 7, el SIMATIC Process Historian (PH) sirve como el repositorio central de archivo a largo plazo para los servidores WinCC OS de toda la planta.

Para garantizar cero pérdida de datos durante interrupciones de la red o mantenimiento de la base de datos, cada servidor OS emplea el mecanismo Store and Forward Cache (SFCache):
* El servicio local de WinCC CCProcessHistorian.exe monitorea continuamente la conectividad TCP con el servidor PH central.
* En condiciones normales, los valores de proceso y las alarmas fluyen directamente desde el Tag Logging de WinCC hacia la base de datos Microsoft SQL Server del PH.
* Si se interrumpe la comunicación, o si el servidor PH limita la ingesta debido a bloqueos en la base de datos, el servidor OS redirige las transacciones de archivo entrantes a archivos de caché binarios locales almacenados en el directorio C:\Program Files (x86)\Siemens\WinCC\Diagnostics\SFCache.
* Una vez restablecida la conexión y el registro, el servidor OS transfiere los registros almacenados cronológicamente al historiador central.

Causas raíz de los orígenes de datos duplicados y la acumulación de caché

Cuando los servidores OS redundantes generan decenas de gigabytes en SFCache y pierden etiquetas de proceso después de una conmutación por error (failover), la falla se origina en discrepancias de identificación de proyectos:

1. Registro de origen de datos duplicado: En Process Historian, cada servidor OS se identifica mediante una combinación única de nombre de equipo, nombre de proyecto y GUID de proyecto. Si un ingeniero realiza una descarga completa de la OS desde la ES sin preservar el contenedor del proyecto, WinCC genera un nuevo GUID de proyecto interno. PH interpreta esto como un servidor OS nuevo y no relacionado, creando una entrada de "Origen de datos" duplicada en la consola de administración de PH.
2. Avalancha de caché por fallo: Cuando el servidor 1 cambia de maestro a reserva, el servidor 2 (recién activado) intenta escribir registros de archivo bajo el nuevo GUID, el cual PH rechaza o pone en cola. Ambos servidores comienzan a almacenar en búfer cada muestra histórica en sus directorios SFCache locales, consumiendo rápidamente de 50 a 100 GB de espacio en el disco duro local.
3. Desincronización de ID de etiquetas después de la fusión: El uso de la consola PH para "fusionar" (Merge) orígenes de datos duplicados reconcilia la entidad de la estación, pero las etiquetas de Tag Logging dependen de ID enteros internos de SQL (ArchiveTagID). Si se rompe la correlación del diccionario de etiquetas entre CCAlgRtServer de WinCC y Runtime.ProcessValueArchive de PH, los mensajes de alarma se transfieren correctamente mientras que los flujos de etiquetas analógicas se descartan silenciosamente.

Flujo de trabajo paso a paso para la restauración y reconciliación de bases de datos

Para vaciar la caché masiva de forma segura y restaurar el flujo de etiquetas en vivo a Process Historian:

1. Reconciliar los orígenes de datos en Process Historian:
   * En el servidor Process Historian, abra Process Historian Management Console.
   * Navegue a Management -> Data Sources.
   * Identifique las entradas duplicadas para los servidores OS. Seleccione el duplicado y haga clic en Merge.
   * Espere aproximadamente 15 minutos para que los procedimientos almacenados de SQL Server reindexen las particiones históricas. Reinicie el Process Historian Server Service a través de la consola.
2. Vaciar y normalizar SFCache en los servidores OS:
   * Monitoree la carpeta SFCache en ambos servidores OS. Permita que el servicio de transferencia en segundo plano vacíe los archivos almacenados en el PH.
   * Asegúrese de que la capacidad del disco duro en los servidores OS no llegue al 100%; expanda los volúmenes de disco dinámicamente si es necesario para evitar fallas en SQL Server.
3. Sincronizar el diccionario de Tag Logging de la OS:
   * Una vez que SFCache baje a cero bytes, abra SIMATIC Manager en la ES.
   * Haga clic derecho en el proyecto OS, seleccione Compile, elija Complete compilation y marque With memory reset.
   * Ejecute una descarga de OS a ambos servidores redundantes (primero el de reserva, luego el maestro).
4. Volver a registrar las estaciones OS en PH:
   * En cada servidor OS, verifique que el archivo de configuración C:\Program Files (x86)\Siemens\WinCC\bin\CCProcessHistorian.ini contenga el nombre de equipo e IP correctos y exactos del servidor PH.
   * Reinicie el Runtime de WinCC para forzar una nueva sesión de enlace con Process Historian.

Verificación

• En Process Historian Management Console, verifique que System Status muestre una marca de verificación verde con State: Active.
• Revise la vista Data Sources. Confirme que tanto el servidor OS A como el B muestren Status: Connected y Archive State: Streaming.
• Abra Process Historian Information Server (IS) o WinCC OnlineTrendControl consultando el archivo a largo plazo.
• Confirme que las curvas de tendencia para las etiquetas de proceso analógicas se pueblen con marcas de tiempo actuales y en vivo, sin líneas planas ni vacíos de datos.

Limitaciones y precauciones operativas

• Nunca elimine manualmente archivos binarios dentro de la carpeta SFCache a menos que se lo indique el soporte técnico de Siemens. La eliminación de archivos de caché destruye permanentemente los datos históricos de procesos capturados durante la interrupción.
• Deshabilitar SFCache está estrictamente prohibido en plantas reguladas (por ejemplo, instalaciones farmacéuticas que cumplen con FDA 21 CFR Parte 11).
• El dimensionamiento de las unidades del sistema del servidor OS debe tener en cuenta la acumulación potencial de SFCache. Reserve siempre al menos 150 GB de espacio libre dedicado en disco en las particiones de datos del servidor OS.

Preguntas frecuentes para ingenieros

• ¿Qué hace realmente la función 'Merge' en Process Historian?
  La función Merge asocia registros de archivo histórico previamente asignados a un GUID de proyecto OS huérfano o desactualizado con el GUID de proyecto OS recién activo, uniendo las tendencias históricas bajo un único nombre de estación.
• ¿Por qué funcionaron los mensajes de alarma mientras las etiquetas de proceso fallaban?
  Alarm Logging y Tag Logging utilizan canalizaciones de transporte separadas dentro de CCProcessHistorian.exe. Las alarmas utilizan números de mensaje como claves universales, mientras que Tag Logging depende de ArchiveTagIDs numéricos internos que se desincronizan más fácilmente durante descargas de proyectos no coordinadas.
• ¿Qué tan rápido se vacía SFCache a través de la red?
  Dependiendo del ancho de banda de la red y la carga de escritura de la base de datos PH, SFCache normalmente se vacía a velocidades de entre 1 GB y 5 GB por hora a través de un bus de terminal gigabit dedicado.

Referencias técnicas

• SIMATIC Process Historian and Information Server System Manual (A5E41356290-AA).
• Siemens Industry Online Support Entry ID 109801081: Process Historian Store and Forward Architecture and Sizing.
• WinCC V7/V8 Long-Term Archiving with Microsoft SQL Server Enterprise.

Artículos relacionados

• Sizing Hard Drive Partitions and Store and Forward Caches for WinCC OS Servers.
• Recovering Desynchronized Tag Logging Databases in Process Historian.

Etiquetas relacionadas

PCS 7, WinCC, Process Historian, SFCache, Tag Logging, Alarm Logging, SQL Server, Redundancy