Maßnahmen zum Sicherstellen von ausreichend freien Festplattenspeicher auf dem Process Historian

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1 Anwendungsbeispiel 11/2015 Maßnahmen zum Sicherstellen von ausreichend freien Festplattenspeicher auf dem Process Historian Process Historian 2014 und Process Historian 2013 Upd4

2 Gewährleistung und Haftung Gewährleistung und Haftung Die Anwendungsbeispiele sind unverbindlich und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit hinsichtlich Konfiguration und Ausstattung sowie jeglicher Eventualitäten. Die Anwendungsbeispiele stellen keine kundenspezifischen Lösungen dar, sondern sollen lediglich Hilfestellung bieten bei typischen Aufgabenstellungen. Sie sind für den sachgemäßen Betrieb der beschriebenen Produkte selbst verantwortlich. Diese Anwendungsbeispiele entheben Sie nicht der Verpflichtung zu sicherem Umgang bei Anwendung, Installation, Betrieb und Wartung. Durch Nutzung dieser Anwendungsbeispiele erkennen Sie an, dass wir über die beschriebene Haftungsregelung hinaus nicht für etwaige Schäden haftbar gemacht werden können. Wir behalten uns das Recht vor, Änderungen an diesen Anwendungsbeispiele jederzeit ohne Ankündigung durchzuführen. Bei Abweichungen zwischen den Vorschlägen in diesem Anwendungsbeispiel und anderen Siemens Publikationen, wie z. B. Katalogen, hat der Inhalt der anderen Dokumentation Vorrang. Für die in diesem Dokument enthaltenen Informationen übernehmen wir keine Gewähr. Unsere Haftung, gleich aus welchem Rechtsgrund, für durch die Verwendung der in diesem Applikationsbeispiel beschriebenen Beispiele, e, Programme, Projektierungs- und Leistungsdaten usw. verursachte Schäden ist ausgeschlossen, soweit nicht z. B. nach dem Produkthaftungsgesetz in Fällen des Vorsatzes, der groben Fahrlässigkeit, wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit, wegen einer Übernahme der Garantie für die Beschaffenheit einer Sache, wegen des arglistigen Verschweigens eines Mangels oder wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten zwingend gehaftet wird. Der Schadensersatz wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten ist jedoch auf den vertragstypischen, vorhersehbaren Schaden begrenzt, soweit nicht Vorsatz oder grobe Fahrlässigkeit vorliegt oder wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit zwingend gehaftet wird. Eine Änderung der Beweislast zu Ihrem Nachteil ist hiermit nicht verbunden. Weitergabe oder Vervielfältigung dieser Anwendungsbeispiele oder Auszüge daraus sind nicht gestattet, soweit nicht ausdrücklich von der Siemens AG zugestanden. Securityhinweise Siemens bietet Produkte und Lösungen mit Industrial Security-Funktionen an, die den sicheren Betrieb von Anlagen, Lösungen, Maschinen, Geräten und/oder Netzwerken unterstützen. Sie sind wichtige Komponenten in einem ganzheitlichen Industrial Security-Konzept. Die Produkte und Lösungen von Siemens werden unter diesem Gesichtspunkt ständig weiterentwickelt. Siemens empfiehlt, sich unbedingt regelmäßig über Produkt-Updates zu informieren. Für den sicheren Betrieb von Produkten und Lösungen von Siemens ist es erforderlich, geeignete Schutzmaßnahmen (z. B. Zellenschutzkonzept) zu ergreifen und jede Komponente in ein ganzheitliches Industrial Security-Konzept zu integrieren, das dem aktuellen Stand der Technik entspricht. Dabei sind auch eingesetzte Produkte von anderen Herstellern zu berücksichtigen. Weitergehende Informationen über Industrial Security finden Sie unter Um stets über Produkt-Updates informiert zu sein, melden Sie sich für unseren produktspezifischen Newsletter an. Weitere Informationen hierzu finden Sie unter Beitrags-ID: , V1.0, 11/2015 2

3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Gewährleistung und Haftung Übersicht Verwalten des Speicherbedarfs der PH-Datenbank über die Segment-Einstellungen Speicherbedarf minimieren Segmente aus der PH-Datenbank auslagern Zusammenführung von Daten während der Sicherung/Wiederherstellung von Segmenten Weitergehende Möglichkeiten zum Freigeben von Festplattenspeicher Datenbankdateien im Microsoft SQL Server Management Studio verkleinern Gesamte PH-Datenbank im Microsoft SQL Server Management Studio verkleinern Literaturhinweise Historie Beitrags-ID: , V1.0, 11/2015 3

4 1 Übersicht 1 Übersicht Die archivierten Prozessdaten werden in der Process Historian (PH) Datenbank in Segmenten strukturiert, die einen bestimmten zeitlichen Ausschnitt repräsentieren. Ein Segment kann dabei einem von zwei der nachfolgenden Segment-Typen zugeordnet werden. Tabelle 1-1 Segment-Typ Runtime-Segmente Archiv-Segmente Merkmale Nicht komprimierte Segmente, uneingeschränkt schreibender und lesender Zugriff Abgeschlossene Segmente, die komprimiert, archiviert und aus der Datenbank ausgelagert werden können Abbildung 1-1 Die Runtime-Segmente decken eine begrenzte Zeitspanne um den aktuellen Zeitpunkt ab. Um das aktuell gültige Segment (in der PH-Management Console im Dashboard Segmentierung grün dargestellt) existieren Runtime-Segmente, die in der Vergangenheit liegen und Daten enthalten (grau dargestellt) und Runtime- Segmente, die in der Zukunft liegen und noch leer sind (blau dargestellt). In Richtung Vergangenheit orientiert sich der Zeitraum der Runtime-Segmente z. B. danach, wie weit in der Vergangenheit die angebundenen OS-Server Systeme noch Daten in die PH-Datenbank archivieren könnten. Zukünftige oder vorbereitete Segmente stellen einen Sicherheitspuffer dar, damit die Archivierung bei Segmentwechsel unmittelbar fortgesetzt werden kann und um zeitlichen Spielraum für eventuell erforderlichen Anpassungen bei erhöhtem Füllstand der Datenträger zu gewährleisten. Beitrags-ID: , V1.0, 11/2015 4

5 2 Verwalten des Speicherbedarfs der PH-Datenbank über die Segment-Einstellungen 2 Verwalten des Speicherbedarfs der PH-Datenbank über die Segment- Einstellungen Mit der Wahl der Segmentgröße oder Segmenteinheit (Woche, Monat ) und der Gesamtanzahl der Runtime-Segmente wird der Zeitraum festgelegt, in dem die Daten in nicht komprimierter Form in der PH-Datenbank vorliegen. Segmenteinheit und Anzahl der nicht komprimierten Segmente können nachträglich geändert werden. Die Änderungen an den Segmenteinstellungen gelten dabei für neu anzulegende Segmente. Bereits angelegte Segmente werden nicht nachträglich modifiziert. Beispielsweise führt eine Reduzierung der Anzahl der vorbereiteten Segmente oder der Gesamtanzahl der Runtime-Segmente nicht unmittelbar nach dem Speichern der Einstellungen zu einer Änderung der Segmentierung. Wird die Anzahl der vorbereiteten Segmente von 3 auf 1 reduziert, ist diese Einstellung erst wirksam, wenn 2 dieser vorbereiteten Segmente auch regulär beschrieben/genutzt werden (z. B. 2 Wochen bei Wochensegmenten). Beim Erhöhen der Anzahl der vorbereiteten Segmente wird die Segmentierung unmittelbar nach dem Ändern der Einstellung geändert. Beitrags-ID: , V1.0, 11/2015 5

6 2 Verwalten des Speicherbedarfs der PH-Datenbank über die Segment-Einstellungen 2.1 Speicherbedarf minimieren Abbildung 2-1 Um den Speicherbedarf für die PH-Datenbank zu minimieren, wird empfohlen die Anzahl der vorbereiteten Segmente möglichst auf den minimalen Wert (1 Segment) einzustellen, da für vorbereitete Segmente direkt beim Anlegen der voraussichtlich erforderliche Festplattenplatz reserviert wird. Die Hochrechnung der Anfangsgröße erfolgt dabei auf Basis der letzten vollständig beschriebenen Segmente. Zusätzlich zur Anzahl der vorbereiteten Segmente, kann auch die Gesamtzahl der Runtime-Segmente auf den minimalen Wert (4 Segmente) eingestellt werden. Dadurch können die Segmente zum frühestmöglichen Zeitpunkt komprimiert werden. Damit die Komprimierungen der Archivsegmente unmittelbar beginnen kann, nachdem ein Segment als Archivsegment gekennzeichnet wird, muss die Anzahl der nicht komprimiert vorgehaltenen Archivsegmente auf den Wert 0 eingestellt werden. Abbildung 2-2 Beitrags-ID: , V1.0, 11/2015 6

7 2 Verwalten des Speicherbedarfs der PH-Datenbank über die Segment-Einstellungen Die interne Komprimierung des PH-Servers umfasst nur die Tabellen mit Archivvariablen. Für die Tabellen mit Prozessmeldungen findet keine Kompression statt. 2.2 Segmente aus der PH-Datenbank auslagern Archivsegmente, deren interne Komprimierung durch den PH-Server abgeschlossen ist, können manuell oder automatisch durch den Backup-Planer in eine Sicherungsdatei ausgelagert werden. Die gesicherten Daten sind damit zunächst parallel, sowohl in der Sicherungsdatei, als auch in der PH-Datenbank, vorhanden. Erst durch die Funktion Offline setzen oder die entsprechende Option im Backup-Planer werden die Daten dieses Segments aus der PH-Datenbank gelöscht und damit Festplattenspeicher auf den Datenbank-Laufwerken freigegeben. Die manuellen Funktionen Backup, Set Offline und Restore können über das Menü Backup/Restore der PH-Management Konsole ausgeführt werden. Abbildung 2-3 Eine tägliche Segmentierung (Unit = Day) ist für Testanwendungen und nicht für den Produktivbetrieb vorgesehen. Es wird eine wöchentliche Segmentierung empfohlen (Unit = Week). Beitrags-ID: , V1.0, 11/2015 7

8 2 Verwalten des Speicherbedarfs der PH-Datenbank über die Segment-Einstellungen Das Erstellen einer Segment-Sicherung bzw. das offline setzen (löschen) aus der Datenbank ist in der Process Historian Version 2013 nur in dem Betriebsmodus Aktiv möglich. Damit eine dauerhafte Archivierung ohne regelmäßigen manuellen Eingriff erfolgen kann, ist ein automatisches Auslagern von älteren Segmenten aus der PH-Datenbank erforderlich. Die folgenden Parameter sind für die automatische Sicherung durch den Backup-Planer relevant: 1. Der Zeitraum, den die PH-Datenbank in Runtime- oder Archivsegmenten permanent bereitstellt, ist am absolut vorhandenen Festplattenspeicher auszurichten. 2. Die Reserve ist in der Größenordnung von mehreren Segment-Einheiten zu berücksichtigen, da das System temporär zusätzlichen freien Speicher für interne Prozesse wie Segmentierung, Komprimierung, Erstellen von Backups usw. benötigt. 3. Für das Wiederherstellen von älteren Sicherungen (temporäres Einbinden von Segmenten aus älteren Sicherungen in die PH-Datenbank) muss freier Speicherplatz vorhanden sein. Beitrags-ID: , V1.0, 11/2015 8

9 2 Verwalten des Speicherbedarfs der PH-Datenbank über die Segment-Einstellungen Die automatischen Funktionen Backup und Set Offline werden im Menü Backup/Restore der PH-Management Konsole konfiguriert. Abbildung 2-4 Mit Klicken der Schaltfläche Settings öffnen Sie das Menü Backup scheduler settings. Hier werden die notwendigen Parameter für das automatische Backup und Set Offline konfiguriert. Die Funktion Set Offline wird nur ausgeführt, wenn ein Backup erfolgreich erstellt wurde. Abbildung 2-5 Beitrags-ID: , V1.0, 11/2015 9

10 2 Verwalten des Speicherbedarfs der PH-Datenbank über die Segment-Einstellungen Wenn Sie bei einer wöchentlichen Segmentierung der Delayed segments einen Counter von 104 definieren, entsprechen 104 Segmente = 104 Wochen = 2 Jahre in der Datenbank. Alle älteren Segmente werden im Backup-Pfad gesichert und aus der PH-Datenbank gelöscht. 2.3 Zusammenführung von Daten während der Sicherung/Wiederherstellung von Segmenten Bei der Erstellung einer Segmentsicherung kann in seltenen Fällen eine Zusammenführung von Daten aus internen Segmenten innerhalb der PH-Datenbank erforderlich sein. Die PH-Datenbank enthält neben den regulären, durch den Anwender projektierten Segmenten, noch interne Segmente für historische Daten und Segmente für Zukunftsdaten. In diesen internen Segmenten können Daten vorhanden sein, die zu einem Zeitpunkt archiviert wurden, zu der das regulär gültige Segment für diese Daten nicht zur Verfügung stand (z. B. Segment war bereits offline). Ab Process Historian 2014 kann die Notwendigkeit einer Datenzusammenführung für ein Segment bereits vor der Segmentsicherung oder Wiederherstellung festgestellt werden. Für Online-Segmente wird dies mit der Spalte Kennzeichnung und für Offline-Segmente anhand der Spalte Neue Daten gekennzeichnet. Das Zusammenführen von Daten kann das Erstellen einer Sicherung deutlich verlangsamen, insbesondere wenn eine sehr große Datenmenge in den internen Segmenten gespeichert ist. Hoher Füllstand der Festplatten mit PH-Datenbank-Dateien Wenn Segmente nicht regelmäßig manuell oder durch den Backup-Planer gestützt ausgelagert werden, wächst die PH-Datenbank kontinuierlich, sodass die Festplatten, auf denen die Datenbankdateien gespeichert werden, einen hohen Füllstand erreichen können. Für diesen Fall ist in der PH-Software ein mehrstufiges System von Benachrichtigungen und Aktionen vorgesehen. In der ersten Stufe werden Leittechnik-Meldungen auf den angebundenen WinCC bzw. PCS 7-OS Systemen ausgelöst. Beim Unterschreiten von bestimmten Limits wird die Archivierung in die PH-Datenbank gestoppt und eine entsprechende Leittechnik-Meldung ausgegeben. Die Benachrichtigungen durch Leittechnik-Meldungen sowie das Anhalten der Archivierung durch den PH-Server, unterscheiden sich in den Process Historian Versionen 2013 und Ab der Version 2014 wurden die Benachrichtigungen in Form der Leittechnik-Meldungen verbessert, die Warn- und Alarmgrenzen angepasst und die Reaktion des PH-Systems in diesem Betriebsfall weiter verbessert. So wird der PH-Server in Version 2014 in einen neu eingeführten Betriebszustand Gesperrt versetzt, sobald der Füllstand einer Festplatte einen kritischen Füllstand erreicht. Aus diesem Betriebszustand wird ein manueller Neustart der Archivierung unterbunden, solange nicht genügend freier Speicherplatz zur Verfügung steht. Beitrags-ID: , V1.0, 11/

11 3 Weitergehende Möglichkeiten zum Freigeben von Festplattenspeicher 3 Weitergehende Möglichkeiten zum Freigeben von Festplattenspeicher Sind die obigen Möglichkeiten zum Bereitstellen von zusätzlichem Festplattenspeicher für die PH-Datenbank noch nicht ausreichend bzw. die Maßnahmen würden erst zu einem späteren Zeitpunkt wirksam, können weitergehende Maßnahmen in Betracht gezogen werden. ACHTUNG Da diese Maßnahmen direkt an der PH-Datenbank ansetzen, sollten Sie primär in einer Situation mit akutem Speicherplatzmangel in Betracht gezogen werden, nicht jedoch als regelmäßige Vorgehensweise zum Freigeben von Festplattenspeicher. 3.1 Datenbankdateien im Microsoft SQL Server Management Studio verkleinern Diese Maßnahme kann besonders bei Datenbanken mit vielen und/oder großen vorbereiteten Segmenten (Zukunftssegmenten) kurzfristig Festplattenspeicher freigeben. Zum selektiven Verkleinern der zu den Zukunftssegmenten gehörenden Datenbank-Dateien müssen diese zunächst im Windows Explorer bzw. SQL Server Management Studio identifiziert werden. Im Dialogfester der Shrink -Funktionalität wird der maximal freizugebende Speicher angezeigt. Abbildung 3-1 Beitrags-ID: , V1.0, 11/

12 3 Weitergehende Möglichkeiten zum Freigeben von Festplattenspeicher 3.2 Gesamte PH-Datenbank im Microsoft SQL Server Management Studio verkleinern Diese Maßnahme ist zwar mit weniger Aufwand verbunden als das Verkleinern einzelner Zukunftssegmente, kann jedoch erheblich länger dauern und verkleinert unter Umständen Datenbankdateien, die später vom SQL Server unter Performanceverlust wieder vergrößert werden müssen. Der maximal zusätzlich verfügbare Speicher wird dabei vor dem Anstoßen der Shrink -Funktionalität im Dialogfenster angezeigt. Abbildung 3-2 Beitrags-ID: , V1.0, 11/

13 4 Literaturhinweise 4 Literaturhinweise Tabelle 4-1 Themengebiet \1\ Siemens Industry Online Support \2\ Downloadseite des Beitrages \3\ Titel Historie Tabelle 5-1 Version Datum Änderung V1.0 11/2015 Erste Ausgabe Beitrags-ID: , V1.0, 11/