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数字化数据传输基础知识.ppt

数字化数据传输基础知识

华龙
2019-07-24 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《数字化数据传输基础知识ppt》,可适用于工程科技领域

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数据传输基础知识一、概述二、常用设备及使用三、常见故障处理在长庆油田数字化建设中主要涉及种形式的通信网络:以太网通信网络和串口通信网络。以太网通信网络是基于TCPIP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。概述网络基础知识计算机A计算机B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baseTIP地址是用位二进制(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ldquordquo分开不同的字节。也叫做ldquo点分十进制表示法rdquo。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类共类。各类范围如下:A类:B类:C类:D类:E类:网络地址主机地址位位~网络地址主机地址位位~网络地址主机地址位位~多播组号位~留用位位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。子网掩码是一串位的二进制数其中左边是一串为ldquordquo的二进制右边是一串为ldquordquo的二进制数左边为ldquordquo的数量就决定了IP地址的网络地址位数、为ldquordquo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。子网掩码实例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类网的网络地址为位、主机位为位。十进制表示IP地址:子网掩码:二进制表示IP地址:子网掩码:网络地址(位)主机地址(位)子网掩码实例不同类别的IP地址都有默认的子网掩码如B类网子网掩码为:。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:子网掩码:二进制表示IP地址:子网掩码:网络地址(位)主机地址(位)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=的主机位数次幂。其中主机地址段二进制全为的IP地址是网络地址、全为的是广播地址这个地址不是有效的IP地址。IP地址:子网掩码:该子网所能容纳的IP地址数量为的次方=其地址范围为至。串口通信基础知识串口通信直指按照时间顺序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ldquordquo或者ldquordquo。串口通信的基本参数有以下几个:波特率mdashmdash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mdashmdash反映实际实际数据位的个数常用的位数为或者校验位mdashmdash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ldquordquo的数量为偶数或者奇数停止位mdashmdash用于表示单个包的最后一位典型的值为、和位。起始位数据位校验位停止位T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RS、RS、无线通信等几种方式。串口通信有线通信无线通信RSRSRSFSK调制ASK调制PSK调制RS通信RS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根线即可完成个设备之间的互相通信。RS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m左右。通信方只能有一个发送方、一个接收方。RS通信RS采用平衡发送和差分接收的方式实现。它只需要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根线实现的所以任何时候只能处于一种状态因此RS是半双工通信的方式其最大通信距离可达米。通信方可以存在一个发送方、多个接收方。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RS或RS。传输速率可以达到kbps理论上可接(寻址)一台主站和至多台从站。受线路和设备的限制最多可接一台主站和台从站。modbusrtu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modbusrtu帧各个字段功能如下:从站地址mdashmdash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功能码mdashmdash说明该通信需要完成的功能代码(见下表)起始地址mdashmdash说明所要读取或者写入数据的寄存器起始地址占个字节其范围根据功能码不同而不同寄存器长度mdashmdash说明要读取或者写入的寄存器长度校验和mdashmdash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个字节。功能码描述功能码描述H读开关量输出H读开关量输入H读模拟量输出H读模拟量输入H写单路数字量输出H写单路模拟量输出H写多路数字量输出H写多路模拟量输出一、概述二、常用设备及使用三、常见故障处理以太网设备介绍在长庆数字化建设中用到的以太网设备主要有: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KM扇区天线的最大通讯距离是KM定向天线的最大通讯距离是-KM。无线网桥有不同的频段:G、G不同的组网方式:点对点、点对多点。长庆油田用的是G点对多点BreezeACCESSVL系列(主站AU从站SU)和G点对点BreezeNETB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网口一端连接网桥电源的RADIO口。室外单元ODU室外单元IDURADIO口ACV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MHz和GHz的种类型。天线接口频率设置拨码RS通信指示灯MHz通信模块MHz是一个开放的通用频段其作用就是把原有的RS通信线换成无线电波将数据ldquo透明rdquo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。通过至号拨码设置可以实现个频段的设置设置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、发送数据闪红灯北京安控从年起通信方式改为GHz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SZ模块与MHz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无线通信建立起来后EI模块的STA指示灯会定时闪亮主RTU的SZ无线模块上有指示通信收发和通信强度的信号灯。串口通信测试正如前所述在长庆数字化产品序列里大部分设备的串口是具备Modbusrtu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。、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、选择菜单栏ldquoconectionrdquo下的ldquoconectrdquo命令在ldquoconectusingrdquo下拉框下选择ldquoRemotemodbusTCPServerrdquo方式、在IP地址输入框内输入主RTU的IP地址和modbus固定的端口号、设置好通信测试参数后在modscan主界面里输入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、测试时ldquoNumberofPollsrdquo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ldquoValidSlaveResponsesrdquo后面的数量也会同步增加。否则说明通信异常。一、概述二、常用设备及使用三、常见故障处理、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、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、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、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、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ldquordquo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、MHz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、GHz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RS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、检查通信双方的接线是否接反是否是接接c、通信效率低下尝试在最后一个通信模块通信口并接一个电阻值在欧姆的电阻谢谢大家!

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