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[摘 要]虚拟化技术是水泥生产自动化发展的重要趋势，文章对水泥生产自动化系统虚拟化进行详细阐述和研究。
[关键词]虚拟化
中图分类号：F11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）01-0179-01
一、 引言
随着国内水泥发展趋于平缓，各企业更多的开始注重节能、降耗，纷纷上马诸如EAM、ERP之类的管理软件；这使得，初期生产自动化系统建设的无序化和当前企业对应用系统、生产信息采集管理要求提高的矛盾也越来越突出，大量互相独立、难以整合的应用系统已经成为水泥企业信息化建设的重大障碍，不但给自动化及IT管理人员带来极大的负担，而且增大了系统风险。这些问题主要表现在以下方面：
1、 多年前建设的应用系统仍然占用大量服务器。这些系统大都已进入生命周期的末期，由于当时的技术发展水平、系统架构规划方案所限，这些系统兼容性差，实现方案五花八门，软件常常只能在特定操作系统下运行，甚至都已经无法再现有的主流服务器上正常运行，很多系统还存在文档缺失、维护资料不全的情况。进行系统移植的代价高昂。
2、 很多陈旧的老式服务器还在运行。这些服务器大都体积庞大、性能低下，占用了宝贵的机房空间；服务器使用年限很长，硬件可靠性、稳定性已大大下降，存在很大的安全隐患。
3、 由于缺乏规划和建设标准，服务器大都存在服务器闲置的现象，造成资源的浪费，而且也使服务器的管理维护变得复杂、困难。
4、 多个应用系统共用1台服务器的方式在一定程度上缓解了资源浪费的问题，但也带来了新的问题，共用服务器的多个应用系统之间不可避免的会相互影响，对某个应用系统维护操作可能会造成所用应用的中断，增大了管理维护的难度和服务器停机代价。1台服务器配置多个应用系统，也使系统的迁移、管理的成本大大提高了。
5、 发生灾害事故时，如硬件损坏、数据丢失等重大故障，业务的恢复需要依靠传统的数据备份恢复手段来进行，需要经过操作系统安装、数据恢复、应用系统配置等环节，业务中断时间较长，系统恢复对管理员的技能要求较高。
综上，如何保证数据和系统的安全性，进行生产自动化系統简化、降低成本，已成为水泥行业生产自动化系统建设无法回避的问题。经过研究，使用虚拟化技术，使上述问题迎刃而解。
二、 虚拟化技术特点
所谓虚拟化技术是指在单一的硬件环境之上，建立若干个虚拟计算机环境（虚拟机），每个虚拟机将1台仿真的、完整的计算机提供给用户（包括仿真的CPU、内存、总线、硬盘等），虚拟机之间相互隔离，用户之间互不干扰。
虚拟化技术的优势在于：虚拟机的部署、移植不必对原有系统进行任何改动；随时可以调整分配虚拟机的资源，能够充分利用宿主服务器的性能；虚拟机的良好硬件环境，能够支持很老的操作系统，便于老系统移植；虚拟机安装、维护、备份和恢复都非常简便。
三、 虚拟化技术应用
1、 虚拟机产品的选择
考虑到目前市场上虚拟软件较多，综合成本、兼容性、后期管理维护等方面考虑，选用了VMWare ESXI虚拟操作系统。
2、 应用系统的选择
根据应用系统对资源的需求特点及生产自动化系统网络结构（服务器结构）
采用以下配置：
传统配置
3、 网络结构
虚拟化架构与传统服务器架构网络结构在服务器层存在一定的区别，传统服务器架构网络（图1）中除传统的HMI服务器外，还要设置一些诸如OPC服务器、报表服务器、WEB服务器等设备，现在通过虚拟化（图2）将HMI＼OPC＼WEB＼报表服务器整合到两台服务器中，节约了成本、降低后期维护量。
图1 传统服务器架构网络拓扑
图2 虚拟化架构网络拓扑
4、 系统运行效果
各系统响应速度较原物理服务器稍慢（主要在于服务器性能），但完全能够满足系统应用需求，用于软件开发测试的虚拟服务器能够快速切换各种运行环境，有利于软件的调试和不同运行环境下的测试。
各虚拟系统的磁盘系统对应于宿主机上的文件，系统的备份工作只需针对这些文件进行即可，系统进行迁移、恢复也非常方便。
四、 投资成本核算及经济效益估算
投资成本以冀东亿利公司2500吨水泥生产线为例，采用虚拟化架构的自动化系统要比采用传统服务器架构的自动化系统节省约10万元（一次性）；从长期效益上看，这里我们以操作系统升级周期8年计算，使用虚拟虚拟化架构的自动化系统要比采用传统服务器架构的自动化系统节省约50万元（一次性）。
虚拟化技术已在冀东水泥多条生产线上得到应用，完成了生产自动化系统的整合，有效的节约了服务器资源，简化了系统管理程序，为水泥行业生产自动化系统的发展提供了一个经济、实用、便捷的解决方案。
[关键词]虚拟化
中图分类号：F11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）01-0179-01
一、 引言
随着国内水泥发展趋于平缓，各企业更多的开始注重节能、降耗，纷纷上马诸如EAM、ERP之类的管理软件；这使得，初期生产自动化系统建设的无序化和当前企业对应用系统、生产信息采集管理要求提高的矛盾也越来越突出，大量互相独立、难以整合的应用系统已经成为水泥企业信息化建设的重大障碍，不但给自动化及IT管理人员带来极大的负担，而且增大了系统风险。这些问题主要表现在以下方面：
1、 多年前建设的应用系统仍然占用大量服务器。这些系统大都已进入生命周期的末期，由于当时的技术发展水平、系统架构规划方案所限，这些系统兼容性差，实现方案五花八门，软件常常只能在特定操作系统下运行，甚至都已经无法再现有的主流服务器上正常运行，很多系统还存在文档缺失、维护资料不全的情况。进行系统移植的代价高昂。
2、 很多陈旧的老式服务器还在运行。这些服务器大都体积庞大、性能低下，占用了宝贵的机房空间；服务器使用年限很长，硬件可靠性、稳定性已大大下降，存在很大的安全隐患。
3、 由于缺乏规划和建设标准，服务器大都存在服务器闲置的现象，造成资源的浪费，而且也使服务器的管理维护变得复杂、困难。
4、 多个应用系统共用1台服务器的方式在一定程度上缓解了资源浪费的问题，但也带来了新的问题，共用服务器的多个应用系统之间不可避免的会相互影响，对某个应用系统维护操作可能会造成所用应用的中断，增大了管理维护的难度和服务器停机代价。1台服务器配置多个应用系统，也使系统的迁移、管理的成本大大提高了。
5、 发生灾害事故时，如硬件损坏、数据丢失等重大故障，业务的恢复需要依靠传统的数据备份恢复手段来进行，需要经过操作系统安装、数据恢复、应用系统配置等环节，业务中断时间较长，系统恢复对管理员的技能要求较高。
综上，如何保证数据和系统的安全性，进行生产自动化系統简化、降低成本，已成为水泥行业生产自动化系统建设无法回避的问题。经过研究，使用虚拟化技术，使上述问题迎刃而解。
二、 虚拟化技术特点
所谓虚拟化技术是指在单一的硬件环境之上，建立若干个虚拟计算机环境（虚拟机），每个虚拟机将1台仿真的、完整的计算机提供给用户（包括仿真的CPU、内存、总线、硬盘等），虚拟机之间相互隔离，用户之间互不干扰。
虚拟化技术的优势在于：虚拟机的部署、移植不必对原有系统进行任何改动；随时可以调整分配虚拟机的资源，能够充分利用宿主服务器的性能；虚拟机的良好硬件环境，能够支持很老的操作系统，便于老系统移植；虚拟机安装、维护、备份和恢复都非常简便。
三、 虚拟化技术应用
1、 虚拟机产品的选择
考虑到目前市场上虚拟软件较多，综合成本、兼容性、后期管理维护等方面考虑，选用了VMWare ESXI虚拟操作系统。
2、 应用系统的选择
根据应用系统对资源的需求特点及生产自动化系统网络结构（服务器结构）
采用以下配置：
传统配置
3、 网络结构
虚拟化架构与传统服务器架构网络结构在服务器层存在一定的区别，传统服务器架构网络（图1）中除传统的HMI服务器外，还要设置一些诸如OPC服务器、报表服务器、WEB服务器等设备，现在通过虚拟化（图2）将HMI＼OPC＼WEB＼报表服务器整合到两台服务器中，节约了成本、降低后期维护量。
图1 传统服务器架构网络拓扑
图2 虚拟化架构网络拓扑
4、 系统运行效果
各系统响应速度较原物理服务器稍慢（主要在于服务器性能），但完全能够满足系统应用需求，用于软件开发测试的虚拟服务器能够快速切换各种运行环境，有利于软件的调试和不同运行环境下的测试。
各虚拟系统的磁盘系统对应于宿主机上的文件，系统的备份工作只需针对这些文件进行即可，系统进行迁移、恢复也非常方便。
四、 投资成本核算及经济效益估算
投资成本以冀东亿利公司2500吨水泥生产线为例，采用虚拟化架构的自动化系统要比采用传统服务器架构的自动化系统节省约10万元（一次性）；从长期效益上看，这里我们以操作系统升级周期8年计算，使用虚拟虚拟化架构的自动化系统要比采用传统服务器架构的自动化系统节省约50万元（一次性）。
虚拟化技术已在冀东水泥多条生产线上得到应用，完成了生产自动化系统的整合，有效的节约了服务器资源，简化了系统管理程序，为水泥行业生产自动化系统的发展提供了一个经济、实用、便捷的解决方案。