煤制油化工板塊信息系統(tǒng)運行監(jiān)控探索研究

李桂蘭 徐海東 陳振宇 楊曉東

摘 ?要：為降低IT設備維護成本，提高信息化系統(tǒng)的管理效率，在煤制油化工領域進行創(chuàng)新性探索研究，將美國OSI Software公司PI System的性能管理監(jiān)控技術PI-MCNHM應用到IT領域，對企業(yè)信息化應用系統(tǒng)IT設備的性能參數(shù)進行采集、存儲和個性化分析應用，從而建立了一套高效集成的可視化信息系統(tǒng)運行監(jiān)控平臺。文章以煤制油生產(chǎn)實時信息管理系統(tǒng)的遠程實時監(jiān)控為例，闡述了平臺的架構、實施方案和應用效果。

關鍵詞：煤制油化工;信息系統(tǒng)運行監(jiān)控平臺;PI-MCNHM

中圖分類號：TP315 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）23-0011-06

Exploration and Research on Operation Monitoring of Information System of

Coal to Oil Chemical Industry Sector

LI Guilan，XU Haidong，CHEN Zhenyu，YANG Xiaodong

（CHN Energy Ningxia Coal Co.，Ltd.，Yinchuan ?750011，China）

Abstract：In order to reduce the maintenance cost of IT equipment and improve the management efficiency of information system，innovative exploration and research are carried out in coal to oil chemical industry，the performance management monitoring technology PI-MCNHM of PI System of US OSI Software company is applied to IT field to collect，store and personalized analyze the performance parameters of IT equipment in enterprise informatization application system，so as to establish a set of efficient and integrated visual information system operation monitoring platform. Taking the remote real-time monitoring of coal to oil production real-time information management system as an example，this paper expounds the architecture，implementation scheme and application effect of the platform.

Keywords：coal to oil chemical industry;information system operation monitoring platform;PI-MCNHM

0 ?引 ?言

隨著規(guī)模的不斷擴大，國家能源集團寧夏煤業(yè)有限責任公司（以下簡稱國能寧煤）煤化工企業(yè)越來越多的應用大量IT設備進行網(wǎng)絡和信息系統(tǒng)建設，對于信息系統(tǒng)的依賴程度也越來越高，因此IT設備必須保障信息化系統(tǒng)的正常運行，一旦出現(xiàn)的故障沒有得到及時的處理，就可能影響企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營管理，嚴重的話可能會造成不可估量的損失。然而，由于煤化工企業(yè)地域特點，IT資源分散，IT資產(chǎn)管理難度大，系統(tǒng)管理員往往疏于日常監(jiān)控與管理，在出現(xiàn)故障時才疲于應急維修。為了加強運維管理，國能寧煤煤化工板塊需要建立一套實時的監(jiān)控平臺，實現(xiàn)網(wǎng)絡運行環(huán)境、信息設備性能以及應用服務等運行狀態(tài)的遠程監(jiān)控，用信息化手段提高管理效率和水平[1]。生產(chǎn)控制網(wǎng)絡狀態(tài)監(jiān)控器（Manufacturing Control Network Health Monitor，PI-MCNHM）可以檢測生產(chǎn)制造中IT基礎架構流程中與性能低下、網(wǎng)絡問題、網(wǎng)絡瓶頸及安全威脅有關的潛在問題。作者基于PI-MCNHM進行創(chuàng)新性應用探索，建立國能寧煤煤制油化工板塊信息系統(tǒng)運行監(jiān)控平臺，監(jiān)控各信息系統(tǒng)IT設備及應用服務運行情況，幫助管理人員實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控、隱患排查以及故障排除，節(jié)省人力的同時提高管理效率。

1 ?PI-MCNHM接口技術

PI-MCNHM是美國OSI Software公司PI system[2]的性能管理監(jiān)控模塊技術組件，用來監(jiān)控網(wǎng)絡、電腦性能和TCP/IP等協(xié)議，包含簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議（Simple Network Management Protocol，SNMP）、性能（Performance）、Ping和TCP等服務?？杀O(jiān)測企業(yè)IT基礎架構中潛伏的問題，幫助管理者發(fā)現(xiàn)問題，并及時采取必要的措施，消除或盡量降低因為斷電、基礎設施故障以及流程性能問題所帶來的附加成本和損失。

1.1 ?SNMP接口

如圖1所示，通過SNMP接口，監(jiān)控網(wǎng)絡核心設備、匯聚點交換機等網(wǎng)絡設備的運行狀態(tài)[3，4]（包括CPU負荷/內存占用/各個網(wǎng)口的帶寬占用情況等）。

如圖灰色所涂區(qū)域，利用SNMP接口對各分系統(tǒng)數(shù)據(jù)源接入交換機、路由器、防火墻;核心交換機以及分配交換機等的運行參數(shù)進行采集，從而獲得網(wǎng)絡設備運行狀態(tài)、性能數(shù)據(jù)。

1.2 ?Performance接口

如圖2所示，通過Performance接口可以把服務器、接口機及應用軟件（如：SQL Server）的運行狀態(tài)（包括CPU/硬盤/內存/網(wǎng)絡通信等）參數(shù)采集起來，為設備運行監(jiān)控提供支撐。

如圖2，利用Performance接口對各信息系統(tǒng)服務器、數(shù)據(jù)源層系統(tǒng)、管理客戶端系統(tǒng)等的運行參數(shù)進行采集，從而獲得系統(tǒng)服務器及應用軟件、服務的運行狀態(tài)、性能數(shù)據(jù)。

1.3 ?PING接口和TCP接口

如圖3所示，通過PING接口和TCP接口監(jiān)控網(wǎng)絡節(jié)點的連通情況，測量端口的連接和延遲例如：POP3、FTP、HTTP、SMTP，可以識別服務的可用性、網(wǎng)絡響應時間、網(wǎng)絡擁堵等。

如圖3中加粗線路，利用PING接口和TCP接口對各信息系統(tǒng)服務器、數(shù)據(jù)源層系統(tǒng)、管理客戶端系統(tǒng)等節(jié)點的網(wǎng)絡運行狀態(tài)參數(shù)進行采集。

2 ?煤制油化工板塊信息系統(tǒng)監(jiān)控平臺建設

根據(jù)企業(yè)應用系統(tǒng)設備監(jiān)控需求，作者研究設計了煤制油化工板塊信息系統(tǒng)監(jiān)控平臺，具體研究內容和實施方法見以下章節(jié)所述內容。

2.1 ?平臺邏輯架構

監(jiān)控的主要硬件包括各應用系統(tǒng)服務器、交換機、防火墻、路由器、顯示終端等。平臺邏輯流程如圖4所示。

首先通過PI-MCNHM接口組件采集各設備性能數(shù)據(jù)（服務器、交換機等IT設備的狀態(tài)參數(shù)），再將數(shù)據(jù)傳輸至實時數(shù)據(jù)庫進行存儲，最后根據(jù)應用需求通過客戶端工具對數(shù)據(jù)進行分析應用和展示，從而實現(xiàn)對各信息系統(tǒng)網(wǎng)絡、設備、應用程序等的實時監(jiān)控，以保證系統(tǒng)應用、網(wǎng)絡設備的正常運行和安全，幫助運行維護人員方便地管理服務器等重要設備。

2.2 ?數(shù)據(jù)采集

首先要在監(jiān)控的設備上安裝SNMP、Performance、Ping和TCP等接口軟件，再通過PI-ICU（PI Interface Configuration Utility）配置并啟動接口，通過PI-SMT（PI System Manage-ment Tools）建立測點讀取需要監(jiān)控設備的數(shù)據(jù)[5]。下面以Performance接口為例，介紹軟件安裝、接口配置及參數(shù)采集過程。

2.2.1 ?環(huán)境配置

在安裝接口的設備和監(jiān)控的服務器上創(chuàng)建共同賬戶、并且該賬戶擁有管理員權限。

2.2.2 ?接口安裝配置

在接口機、服務器或需要監(jiān)控性能的機器上安裝性能接口軟件PIPerfMon、配置數(shù)據(jù)源、掃描頻率和指定用戶登錄并啟動服務，如圖5所示。

2.2.3 ?測點配置

在此機器上打開System Management Tools→IT Points→

Performance Counters，在Tag Setting選中接口和掃描頻率，如圖6所示。

在Build Tags點擊添加圖標添加需要監(jiān)控的地址，在該機器下選中多個點名就可以在右側顯示名稱、數(shù)值等信息，選中Write tags to CSV Flie以把測點保存為CSV文件，也可以選中“Create tags on PI Ser”，創(chuàng)建數(shù)據(jù)建到PI數(shù)據(jù)庫中，如圖7所示。

2.2.4 ?測點介紹

性能監(jiān)控測點的主要屬性如圖8所示。

主要屬性有Tag（位號名）、pointsource（數(shù)據(jù)源）、Pointtype（數(shù)據(jù)類型）、Location1（ID號）、Location4（掃描頻率）、descriptor（描述）、exdesc（通信內容）等屬性，其中exdesc為主要通信內容，exdesc主要有三部分組成：主機IP地址/主機名稱、性能分類、內容，如下所示：

＼＼10.186.65.16＼LogicalDisk（_Total）＼% Free Space

＼＼CTL-PISERVERA＼LogicalDisk（_Total）＼% Free Space

關于SNMP、PING、TCP組件接口的安裝配置及測點的配置采集方法與上文所介紹的Performance組件相似。

2.3 ?數(shù)據(jù)展示與分析應用

監(jiān)控數(shù)據(jù)的展示是用繪圖功能軟件對設備及服務狀態(tài)參數(shù)進行組態(tài)，按照系統(tǒng)劃分將各信息系統(tǒng)監(jiān)控數(shù)據(jù)以設備圖、趨勢圖、棒圖等形式在Web畫面展示，協(xié)助管理員數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)監(jiān)控、分析，快速的獲知系統(tǒng)運行狀態(tài)，利于對企業(yè)信息系統(tǒng)的監(jiān)控管理，畫面支持設備顏色自定義、歷史數(shù)據(jù)回放、同類設備性能趨勢對比等，幫助管理員監(jiān)測故障前后數(shù)據(jù)，迅速識別問題的源頭所在，并對關鍵數(shù)值和事件做出正確的反應，大大縮短故障診斷和排除時間。

3 ?煤制油生產(chǎn)實時信息管理系統(tǒng)運行監(jiān)控案例

作者以生產(chǎn)實時信息管理系統(tǒng)[2]為例對論文研究成果進行應用說明，介紹各信息系統(tǒng)IT設備的監(jiān)控內容和效果。主要監(jiān)控服務器、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集接口機、交換機及應用程序的運行狀態(tài)、數(shù)據(jù)吞吐量、負載情況[6]（如：CPU利用率，可用內存、網(wǎng)絡帶寬、改為AF服務器和SQL Server的應用服務狀態(tài)等信息）。

3.1 ?網(wǎng)絡架構

如圖9所示，本部分主要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集接口機、接入交換機、辦公核心交換機、HA服務器、Web服務器、AF服務器網(wǎng)絡狀態(tài)的監(jiān)控。

3.2 ?數(shù)據(jù)采集接口機狀態(tài)監(jiān)控

如圖10所示，本部分主要實現(xiàn)對各生產(chǎn)裝置數(shù)據(jù)采集接口機的CPU使用率，內存管理、硬盤空間、網(wǎng)絡狀態(tài)、應用服務（如接口程序）等狀態(tài)監(jiān)控。

3.3 ?網(wǎng)絡設備狀態(tài)監(jiān)控

如圖11所示，本部分主要實現(xiàn)對核心交換機、接入交換機等網(wǎng)絡設備的數(shù)據(jù)吞吐量、端口狀態(tài)等性能監(jiān)控。

3.4 ?服務器狀態(tài)監(jiān)控

如圖12所示，本部分主要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫服務器（PI Server）、Web服務器（Web server）、AF服務器（AF Server）

的CPU利用率，內存利用率，硬盤空間、應用服務（如SQL Server等）的狀態(tài)監(jiān)控。

4 ?結 ?論

探索研究煤制油化工板塊信息系統(tǒng)運行監(jiān)控平臺，將生產(chǎn)控制網(wǎng)絡狀態(tài)監(jiān)控技術組件PI-MCNHM應用于IT設備監(jiān)控管理，按照各個信息系統(tǒng)進行劃分，將系統(tǒng)應用和硬件設備信息有機地結合起來實現(xiàn)可視化的實時監(jiān)控，系統(tǒng)運維管理人員可以隨時察看IT設備及應用服務的重要參數(shù)，掌握系統(tǒng)運行情況，從而提高管理水平，顯著提高了安全生產(chǎn)可靠程度和經(jīng)濟效益。本平臺建設后已在煤制油生產(chǎn)實時信息管理系統(tǒng)應用，實現(xiàn)了對系統(tǒng)網(wǎng)絡狀態(tài)、設備運行參數(shù)及應用服務狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集、存儲、圖形化展示和分析應用，下一步，可參照對其他信息系統(tǒng)或企業(yè)各個片區(qū)信息化機房進行擴展實施，以達到對整個園區(qū)IT設備集中監(jiān)控的目的。同時，本研究內容也為寧東基地其他大型企業(yè)信息化系統(tǒng)的管理提供了借鑒的價值和技術支撐。

參考文獻：

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作者簡介：李桂蘭（1984—），女，回族，寧夏銀川人，工程師，碩士研究生，研究方向：信息技術及應用;徐海東（1973—），男，漢族，寧夏石嘴山人，高級工程師，碩士研究生，研究方向：計算機技術;陳振宇（1972—），男，漢族，湖南郴州人，高級工程師，碩士研究生，研究方向：計算機技術;楊曉東（1989—），男，回族，寧夏銀川人，助理工程師，本科，研究方向：計算機技術。