煤制油化工板块信息系统运行监控探索研究

李桂兰 徐海东 陈振宇 杨晓东

摘  要：为降低IT设备维护成本，提高信息化系统的管理效率，在煤制油化工领域进行创新性探索研究，将美国OSI Software公司PI System的性能管理监控技术PI-MCNHM应用到IT领域，对企业信息化应用系统IT设备的性能参数进行采集、存储和个性化分析应用，从而建立了一套高效集成的可视化信息系统运行监控平台。文章以煤制油生产实时信息管理系统的远程实时监控为例，阐述了平台的架构、实施方案和应用效果。

关键词：煤制油化工;信息系统运行监控平台;PI-MCNHM

中图分类号：TP315      文献标识码：A 文章编号：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

随着规模的不断扩大，国家能源集團宁夏煤业有限责任公司（以下简称国能宁煤）煤化工企业越来越多的应用大量IT设备进行网络和信息系统建设，对于信息系统的依赖程度也越来越高，因此IT设备必须保障信息化系统的正常运行，一旦出现的故障没有得到及时的处理，就可能影响企业生产和经营管理，严重的话可能会造成不可估量的损失。然而，由于煤化工企业地域特点，IT资源分散，IT资产管理难度大，系统管理员往往疏于日常监控与管理，在出现故障时才疲于应急维修。为了加强运维管理，国能宁煤煤化工板块需要建立一套实时的监控平台，实现网络运行环境、信息设备性能以及应用服务等运行状态的远程监控，用信息化手段提高管理效率和水平[1]。生产控制网络状态监控器（Manufacturing Control Network Health Monitor，PI-MCNHM）可以检测生产制造中IT基础架构流程中与性能低下、网络问题、网络瓶颈及安全威胁有关的潜在问题。作者基于PI-MCNHM进行创新性应用探索，建立国能宁煤煤制油化工板块信息系统运行监控平台，监控各信息系统IT设备及应用服务运行情况，帮助管理人员实现远程实时监控、隐患排查以及故障排除，节省人力的同时提高管理效率。

1  PI-MCNHM接口技术

PI-MCNHM是美国OSI Software公司PI system[2]的性能管理监控模块技术组件，用来监控网络、电脑性能和TCP/IP等协议，包含简单网络管理协议（Simple Network Management Protocol，SNMP）、性能（Performance）、Ping和TCP等服务。可监测企业IT基础架构中潜伏的问题，帮助管理者发现问题，并及时采取必要的措施，消除或尽量降低因为断电、基础设施故障以及流程性能问题所带来的附加成本和损失。

1.1  SNMP接口

如图1所示，通过SNMP接口，监控网络核心设备、汇聚点交换机等网络设备的运行状态[3，4]（包括CPU负荷/内存占用/各个网口的带宽占用情况等）。

如图灰色所涂区域，利用SNMP接口对各分系统数据源接入交换机、路由器、防火墙;核心交换机以及分配交换机等的运行参数进行采集，从而获得网络设备运行状态、性能数据。

1.2  Performance接口

如图2所示，通过Performance接口可以把服务器、接口机及应用软件（如：SQL Server）的运行状态（包括CPU/硬盘/内存/网络通信等）参数采集起来，为设备运行监控提供支撑。

如图2，利用Performance接口对各信息系统服务器、数据源层系统、管理客户端系统等的运行参数进行采集，从而获得系统服务器及应用软件、服务的运行状态、性能数据。

1.3  PING接口和TCP接口

如图3所示，通过PING接口和TCP接口监控网络节点的连通情况，测量端口的连接和延迟例如：POP3、FTP、HTTP、SMTP，可以识别服务的可用性、网络响应时间、网络拥堵等。

如图3中加粗线路，利用PING接口和TCP接口对各信息系统服务器、数据源层系统、管理客户端系统等节点的网络运行状态参数进行采集。

2  煤制油化工板块信息系统监控平台建设

根据企业应用系统设备监控需求，作者研究设计了煤制油化工板块信息系统监控平台，具体研究内容和实施方法见以下章节所述内容。

2.1  平台逻辑架构

监控的主要硬件包括各应用系统服务器、交换机、防火墙、路由器、显示终端等。平台逻辑流程如图4所示。

首先通过PI-MCNHM接口组件采集各设备性能数据（服务器、交换机等IT设备的状态参数），再将数据传输至实时数据库进行存储，最后根据应用需求通过客户端工具对数据进行分析应用和展示，从而实现对各信息系统网络、设备、应用程序等的实时监控，以保证系统应用、网络设备的正常运行和安全，帮助运行维护人员方便地管理服务器等重要设备。

2.2  数据采集

首先要在监控的设备上安装SNMP、Performance、Ping和TCP等接口软件，再通过PI-ICU（PI Interface Configuration Utility）配置并启动接口，通过PI-SMT（PI System Manage-ment Tools）建立测点读取需要监控设备的数据[5]。下面以Performance接口为例，介绍软件安装、接口配置及参数采集过程。

2.2.1  环境配置

在安装接口的设备和监控的服务器上创建共同账户、并且该账户拥有管理员权限。

2.2.2  接口安装配置

在接口机、服务器或需要监控性能的机器上安装性能接口软件PIPerfMon、配置数据源、扫描频率和指定用户登录并启动服务，如图5所示。

2.2.3  测点配置

在此机器上打开System Management Tools→IT Points→

Performance Counters，在Tag Setting选中接口和扫描频率，如图6所示。

在Build Tags点击添加图标添加需要监控的地址，在该机器下选中多个点名就可以在右侧显示名称、数值等信息，选中Write tags to CSV Flie以把测点保存为CSV文件，也可以选中“Create tags on PI Ser”，创建数据建到PI数据库中，如图7所示。

2.2.4  测点介绍

性能监控测点的主要属性如图8所示。

主要属性有Tag（位号名）、pointsource（数据源）、Pointtype（数据类型）、Location1（ID号）、Location4（扫描频率）、descriptor（描述）、exdesc（通信内容）等属性，其中exdesc为主要通信内容，exdesc主要有三部分组成：主机IP地址/主机名称、性能分类、内容，如下所示：

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

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

关于SNMP、PING、TCP组件接口的安装配置及测点的配置采集方法与上文所介绍的Performance组件相似。

2.3  数据展示与分析应用

监控数据的展示是用绘图功能软件对设备及服务状态参数进行组态，按照系统划分将各信息系统监控数据以设备图、趋势图、棒图等形式在Web画面展示，协助管理员数据进行数据监控、分析，快速的获知系统运行状态，利于对企业信息系统的监控管理，画面支持设备颜色自定义、历史数据回放、同类设备性能趋势对比等，帮助管理员监测故障前后数据，迅速识别问题的源头所在，并对关键数值和事件做出正确的反应，大大缩短故障诊断和排除时间。

3  煤制油生产实时信息管理系统运行监控案例

作者以生产实时信息管理系统[2]为例对论文研究成果进行应用说明，介绍各信息系统IT设备的监控内容和效果。主要监控服务器、生产数据采集接口机、交换机及应用程序的运行状态、数据吞吐量、负载情况[6]（如：CPU利用率，可用内存、网络带宽、改为AF服务器和SQL Server的应用服务状态等信息）。

3.1  网络架构

如图9所示，本部分主要实现对数据采集接口机、接入交换机、办公核心交换机、HA服务器、Web服务器、AF服务器网络状态的监控。

3.2  数据采集接口机状态监控

如图10所示，本部分主要实现对各生产装置数据采集接口機的CPU使用率，内存管理、硬盘空间、网络状态、应用服务（如接口程序）等状态监控。

3.3  网络设备状态监控

如图11所示，本部分主要实现对核心交换机、接入交换机等网络设备的数据吞吐量、端口状态等性能监控。

3.4  服务器状态监控

如图12所示，本部分主要实现对数据库服务器（PI Server）、Web服务器（Web server）、AF服务器（AF Server）

的CPU利用率，内存利用率，硬盘空间、应用服务（如SQL Server等）的状态监控。

4  结  论

探索研究煤制油化工板块信息系统运行监控平台，将生产控制网络状态监控技术组件PI-MCNHM应用于IT设备监控管理，按照各个信息系统进行划分，将系统应用和硬件设备信息有机地结合起来实现可视化的实时监控，系统运维管理人员可以随时察看IT设备及应用服务的重要参数，掌握系统运行情况，从而提高管理水平，显著提高了安全生产可靠程度和经济效益。本平台建设后已在煤制油生产实时信息管理系统应用，实现了对系统网络状态、设备运行参数及应用服务状态的数据采集、存储、图形化展示和分析应用，下一步，可参照对其他信息系统或企业各个片区信息化机房进行扩展实施，以达到对整个园区IT设备集中监控的目的。同时，本研究内容也为宁东基地其他大型企业信息化系统的管理提供了借鉴的价值和技术支撑。

参考文献：

[1] 全国信息安全标准化技术委员会（SAC/TC 260）.信息安全技术 网络安全等级保护基本要求：GB/T 22239-2019 [S].北京：中国标准出版社，2019.

[2] 李桂兰.基于PI System的生产实时大数据中心的建设研究 [J].山东化工，2019，48（4）：98-100+102.

[3] 张纯金，林泽东，薛方芳.SNMP协议在校园网络设备监控中的应用 [J].计算机应用与软件，2010，27（11）：299-301.

[4] 田津津，苏伟，陈佳.智慧协同网络的能耗分析与研究 [J].计算机应用与软件，2015，32（5）：136-140.

[5] 酒巧娜.PI-MCN在IT设备健康状况监测中的应用 [J].山东化工，2019，48（17）：148-149+158.

[6] 台宪青，吴梦悦，马玉峰，等.数据中心服务器资源监控系统的设计与实现 [J].计算机应用与软件，2019，36（7）：14-20.

作者简介：李桂兰（1984—），女，回族，宁夏银川人，工程师，硕士研究生，研究方向：信息技术及应用;徐海东（1973—），男，汉族，宁夏石嘴山人，高级工程师，硕士研究生，研究方向：计算机技术;陈振宇（1972—），男，汉族，湖南郴州人，高级工程师，硕士研究生，研究方向：计算机技术;杨晓东（1989—），男，回族，寧夏银川人，助理工程师，本科，研究方向：计算机技术。