数据传输基本知识.pptx

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1、一、概述一、概述 二、二、常用设备及使用常用设备及使用三、三、常见故障处理常见故障处理 第1页/共31页 在长庆油田数字化建设中主要涉及2种形式的通信网络：以太网通信网络和串口通信网络。以太网通信网络是基于TCP/IP协议栈的，例如：视频信号、井场主RTU、部分PLC（安控、西门子的PLC）至中控机数据信号就是依托以太网信号进行传输的。串口通信是指数据以比特流的形式依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度的通信方式，例如：在数字化应用中，主RTU至井口采集单元、部分智能仪表输出接口使用的就是串行通信方式。长庆数字化通信结构如下图所示。概述第2页/共31页第3页/共31页网络基础知识计算机A计

2、算机B应用层传输层网络层网络接口层物理层其他网络设备如路由器应用层传输层网络层网络接口层物理层网络层网络接口层物理层如FTP协议如TCP协议如IP协议如10baseT第4页/共31页 IP地址是用32位二进制（4个字节）来表示的一个网络地址，为了表示方便，地址经常被写成十进制的形式，中间使用符号“.”分开不同的字节。也叫做“点分十进制表示法”。根据网络容量和使用用途的不同，网络地址又被划分为如下几类：A类、B类、C类、D类、E类，共5类。各类范围如下：第5页/共31页A类：B类：C类：D类：E类：0网络地址主机地址8位24位112610网络地址主机地址16位16位128191110网络地址主机

3、地址24位8位1922231110多播组号28位22423911110留用7位27位第6页/共31页 IP地址可以划分为网络地址和主机地址，划分的手段就是子网掩码。子网掩码是一串32位的二进制数，其中左边是一串为“1”的二进制，右边是一串为“0”的二进制数，左边为“1”的数量就决定了IP地址的网络地址位数、为“0”的数量就决定了IP地址的主机地址位数。让我们通过下面的例子来理解IP地址是如何通过子网掩码划分为网络地址和主机地址的。第7页/共31页子网掩码实例1 通过前面的讲述，我们知道网络根据不同规模划分为不同的种类，其中C类网的网络地址为24位、主机位为8位。十进制表示IP 地址：192.1

4、68.100.75 子网掩码：255.255.255.0二进制表示IP 地址：11000000 10101000 01100100 01001011子网掩码：11111111 11111111 11111111 00000000网络地址（24位）主机地址（8位）第8页/共31页子网掩码实例2 不同类别的IP地址都有默认的子网掩码，如B类网子网掩码为：255.255.0.0。但是可以通过子网掩码的设置划分更小的子网。十进制表示IP 地址：10.78.212.93 子网掩码：255.255.255.192二进制表示IP 地址：00001010 01001110 11010100 01011101子

5、网掩码：11111111 11111111 11111111 11000000网络地址（26位）主机地址（6位）第9页/共31页 主机地址位数越少，该子网能够容纳的网络设备越少。在每一个子网里所能容纳的有效的IP地址数量=2的主机位数次幂-2。其中主机地址段二进制全为0的IP地址是网络地址、全为1的是广播地址，这2个地址不是有效的IP地址。IP 地址：10.78.212.93 子网掩码：255.255.255.192 该子网所能容纳的IP地址数量为2的6次方-2=62，其地址范围为10.78.212.65至10.78.212.126。第10页/共31页串口通信基础知识 串口通信直指按照时间顺序

6、依次发送比特位的通信方式，通过电平的高低代表发送的是二进制的“0”或者“1”。串口通信的基本参数有以下几个：波特率指每秒传送的比特数量，是每个比特时间的T的倒数，它是衡量通信速度的参数；数据位反映实际实际数据位的个数，常用的位数为7或者8；校验位一种简单的校验方式，分为奇校验、偶校验、无校验等几种方式，通过设置校验位，来确保数据位和校验位值为“1”的数量为偶数或者奇数；停止位用于表示单个包的最后一位，典型的值为1、1.5和2位。起始位数据位校验位 停止位T第11页/共31页 正如前网络通信所述，串口通信也是可以分为若干层结构的。串口通信按照其物理层划分：可以分为RS232、RS485、无线通信

7、等几种方式。串口通信有线通信无线通信RS232RS485RS422FSK调制ASK调制PSK调制第12页/共31页RS232通信 RS232通信是收、发信号线独立的一种通信方式，其最简单的实现方法，只需要3根线即可完成2个设备之间的互相通信。RS232通信特点：可以实现全双工通信（可以同时进行收发）。通信距离短，最大通信距离只能达到15m左右。通信方只能有一个发送方、一个接收方。RS485通信 RS-485采用平衡发送和差分接收的方式实现。它只需要2根线就可以实现数据的通信。由于收、发数据都是通过这仅有的2根线实现的，所以任何时候，只能处于一种状态，因此RS485是半双工通信的方式，其最大通信

8、距离可达1200米。通信方可以存在一个发送方、多个接收方。第13页/共31页 modbus协议是主从站通讯协议，用异步串行口完成通讯，物理层采用RS485或RS232。传输速率可以达到115kbps，理论上可接（寻址）一台主站和至多247台从站。受线路和设备的限制，最多可接一台主站和32台从站。modbus rtu的数据时按照帧来组织的，根据发出帧的通信方，可以分为命令帧和应答帧。各种帧都有标准的帧格式。命令帧应答帧第14页/共31页 modbus rtu帧各个字段功能如下：从站地址对于串口通信的各个设备来说，其都有唯一标识该设备的一个地址，其地址范围为1-247；功能码说明该通信需要完成的功

9、能代码（见下表）；起始地址说明所要读取或者写入数据的寄存器起始地址，占2个字节，其范围根据功能码不同而不同；寄存器长度说明要读取或者写入的寄存器长度；校验和是对该数据帧校验和字段之外的所有数据进行校验的校验码，其长度为2个字节。功能码功能码描述描述功能码功能码描述描述01H读开关量输出02H读开关量输入03H读模拟量输出04H读模拟量输入05H写单路数字量输出06H写单路模拟量输出15H写多路数字量输出16H写多路模拟量输出第15页/共31页一、概述一、概述 二、二、常用设备及使用常用设备及使用三、三、常见故障处理常见故障处理 第16页/共31页以太网设备介绍 在长庆数字化建设中，用到的以太网

10、设备主要有：交换机、路由器、无线网桥、光纤收发器等。无线网桥交换机光纤收发器第17页/共31页无线网桥 无线网桥是短距离可视无线传输设备，全向天线的最大通讯距离是5KM，扇区天线的最大通讯距离是15KM，定向天线的最大通讯距离是4050KM。无线网桥有不同的频段：2.4G、5.8G；不同的组网方式：点对点、点对多点。长庆油田用的是5.8G点对多点BreezeACCESS VL系列（主站AU，从站SU）和5.8G点对点BreezeNET B系列（基站BU，远端RB）。网桥的三个组成部分：室外单元（网桥）、室内单元（网桥电源）、基带电缆（直连网线）。调试前要将这些部件连接好：基带电缆一端连接网桥的

11、网口，一端连接网桥电源的RADIO口。室外单元ODU室外单元IDURADIO口AC220V第18页/共31页无线通信模块 根据无线模块工作的频率，北京安控的无线模块可以分为433MHz和2.4GHz的2种类型。2.4GHz通信模块天线接口RS232 电源接口指示灯天线接口频率设置拨码RS232通信指示灯433MHz通信模块第19页/共31页 433MHz是一个开放的通用频段，其作用就是把原有的RS485通信线换成无线电波，将数据“透明”的传输出来。其使用需要设置无线频率，所有一个井场通信的无线模块需要统一设置成一个频率，设置方法通过拨码开关设置。通过1至3号拨码设置可以实现8个频段的设置，设置

12、完后需要断电才能生效无线模块正常运行后，其指示灯显示情况如下：电源灯常亮，通信状态灯收到数据闪绿灯、发送数据闪红灯第20页/共31页 北京安控从2010年起，通信方式改为2.4GHz的ZGB通信方式，其中井口采集单元内直接将无线模块嵌入到电路板上，主RTU使用SZ930 模块，与433MHz无线模块相同，其也需要对同一井场内的模块设置同一频率，其设置方法通过调试软件实现。在这里站号就指无线通信模的使用频率，其设置范围为1-11.无线通信建立起来后E5318-I模块的STA指示灯会定时闪亮主RTU的SZ930无线模块上有指示通信收发和通信强度的信号灯。第21页/共31页串口通信测试 正如前所述，

13、在长庆数字化产品序列里，大部分设备的串口是具备Modbus rtu协议的。为了检验井口采集单元或者阀组间设备的串口通信是否正常，可以通过专业的测试软件MODSCAN实现。第22页/共31页1、将电脑与井场主RTU网口（或交换机）通过网线相连，需要将电脑 IP设置成与主RTU的IP一致；2、选择菜单栏“conection”下的“conect”命令，在“conect using”下拉框 下选择“Remote modbus TCP Server”方式；3、在IP地址输入框内输入主RTU的IP地址和modbus固定的端口号502；第23页/共31页4、设置好通信测试参数后，在modscan主界面里输入

14、所需测试的井口采 集单元或者阀组间RTU的通信站号后，就可以进行测试；5、测试时“Number of Polls”后面的数字会随着通信的发包的增加而增加，如果通信正常“Valid Slave Responses”后面的数量也会同步增加。否 则说明通信异常。第24页/共31页一、概述一、概述 二、二、常用设备及使用常用设备及使用三、三、常见故障处理常见故障处理 第25页/共31页1、室内单元power灯不亮，原因有：a、电源接触不好；b、室内单元损坏；2、室内单元link灯不亮，原因有：a、室内单元网口至交换机或者电脑未连接或连接不好；b、室内单元至室外单元基带电缆连接不好；第26页/共31页3

15、、室外单元电源灯亮红灯：室外单元自检未通过，更换室外单元；4、信号质量低，无线网桥室外单元信号条指示灯长度少：a、两点之间存在遮挡，调整网桥安装位置；b、存在频率干扰，更换网桥频率(只需要更改主站网桥通信频率)；c、天线安装角度不合适，调整天线安装角度；5、室外单元信号条指示灯亮红灯：a、检查无线网桥设置参数，特别是ESSID是否与主站网桥一致；b、两点之间存在遮挡，调整网桥安装位置；c、天线安装角度不合适，调整天线安装角度；第27页/共31页 串口通信故障的判断：站控平台油井数据经常中断，数据显示“-”，通过modscan工具测试无回包、或者丢包率很大。解决方法：一、无线通信 1、433MH

16、z无线模块收发灯应该有很规律的红绿相隔的闪烁。a、如果没有任何闪烁，而旁边油井正常，说明无线模块故障或者频 率设置出错；b、如果只有绿灯闪烁，检查油井站号是否设置出错造成与其他油井 冲突，或者检查无线模块与控制器连接电缆是否正常且可靠接触；c、如果丢包率很高，而且整个井场通信效率都很低，尝试更换无线 模块工作频率，避免其他井场干扰；无线模块正常运行后，其指示灯显示情况如下：电源灯常亮，通信状态灯收到数据闪绿灯、发送数据闪红灯第28页/共31页 2、2.4GHz无线模块通信正常时，井口rtu的sta灯应该很有很周期性的闪 烁。a、如果没有任何闪烁，而旁边油井正常，说明井口rtu内嵌无线模块 故障或者该油井频率设置出错、站号设置错误；b、如果丢包率很高，而且整个井场通信效率都很低，尝试更换无线 模块工作频率，避免其他井场干扰；二、有线通信 井场有线通信指的是RS485通信，出现通信不正常或者同学效率很低，检查内容如下：a、测试通信电缆是否存在短路、断路、阻值不正常情况；b、检查通信双方的485接线是否接反，是否是485+接485+，485-接485-；c、通信效率低下，尝试在最后一个通信模块485通信口并接一个电阻值在120欧姆的电阻；第29页/共31页谢谢大家！第30页/共31页感谢您的观看！第31页/共31页