四化建设之数据传输与视频监控

SCADA1
SCADA2 视频矩阵
主控器双机热备 TCP/IP 集输站 带一对热备接口模块 PLC从站 I/O 485总线 注水站 加热炉站
PLC主站
污水处理站
I/O
485总线
2015-5-22
心跳包，通常是客户端每隔一小段时间向 服务器发送的一个数据包，通知服务器自 己仍然在线，并传输一些可能有必要的数 据。因按照一定的时间间隔发送，类似于 心跳，所以叫做心跳包。事实上为了保持 长连接，至于包的内容，是没有特别规定 的，不过一般都是很小的包，或者只是包 含包头的一个空包。
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名词
RS485接口：企业在智能仪表仪表选型时其中 的一个必要条件就是要具有联网通信接口。最初 是数据模拟信号输出简单过程量，后来仪表接口 是RS232接口，这种接口可以实现点对点的通 信方式，但这种方式不能实现联网功能。随后出 现的RS485解决了这个问题。 Modbus（Modbus TCP∕IP）协议：是应用 于电子控制器上的一种通用语言，它已经成为一 通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设 备可以连成工业网络，进行集中监控。
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同轴电缆传输
<265M
视音频信号传输
1.1 有线数据传输
一、工业以太网 二、现场总线技术 现场总线技术是当今自动化领域技术发展热点 之一，被誉为自动化领域的计算机局域网，它 的出现标志着自动化控制技术又一个新时代的 开始。现场总线是连接设置在控制现场的仪表 与设置在控制室内的控制设备的数字化、串行、 多站通信的网络。 三、RS485网络
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4. RS-485接口的最大传输距离标准值为4000 英尺，实际上可达 3000米，另外RS-232接口 在总线上只允许连接1个收发器， 即单站能力。 而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个 收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一 的RS-485接口方便地建立起设备网络。 因为RS485接口组成的半双工网络，一般 只需二根连线（我们一般叫AB线），所以 RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。
Modbus 应用协议 规范 Modbus 应用层
Modbus 协议 在 TCP/IP 上 的实现指南
在 TCP/IP 上的 M odbus 映射
Modbus 协议 在串行链路 上的实现指 南
串行链路主站/从站 TIA/EIA-232-F
TCP/IP IETF RFC 793 IP IETF RFC 791
工业网络安全防护网关
接转站、注水站（7RJ45+1SFP） 工业网络交换机
井场（3RJ45+1SFP） 工业网络交换机 核心交换机H3C7506E 数控中心（>12RJ45 ,>52SFP）
四化入围的工业交换机
产品 型号 EDS-405A EDS-408A 网管型工业交换机 EDS-405A EDS-408A EDS-G509 IKS-G6524 EDS-205A 非网管型工业交换机 EDS-208A EDS-205A EDS-208A 光电转换器 IMC-21A 规格 1光4电（百兆） 2光6电（百兆） 5百兆电口 8百兆电口 9千兆电口 4个千兆光口，20个千兆电口 1光4电（百兆） 2光6电（百兆） 5百兆电口 8百兆电口 1光1电（百兆） 备注
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、现场总线技术
三、RS485网络
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一、工业以太网
网络设备 传输介质 光纤 双绞线 同轴电缆
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四化入围的工业交换机
EDS-205A/208A
EDS-405A/408A
百兆光口 宽温设计-40 to 75° C 两路冗余电源输入 广播风暴抑制 IP30设计 防爆认证
四化建设之数据传输与视频监控设备
信息化提升：从仆人到管家的华丽转身
2015-5-22
Contents
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数据传输系统
视频监控系统
史127示范区
4
桩23示范区
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1.1 有线数据传输
一、工业以太网
工业以太网是基于IEEE 802.3 (Ethernet)的强大的区 域和单元网络，主要应用于生产和过程自动化。 工业以太网对电源、通信速率、工业环境、安装方式、 散热、通信管理功能、电口或光口等因素有更高要求。 与之对应的是用于办公自动化的商业以太网。
串行链路主站/从站 TIA/EIA-232-F
TCP/IP IETF RFC 793 IP IETF RFC 791
Ethernet II /802.3 IEEE 802.2 以太网物理层
TIA/EIA-485-A
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WEB Intranet 操作员站 操作员站 工程师站 工程师站 视频处理站
路由器 双网冗余 共享磁盘整列 监控服务器热备 心跳 DB1 DB2 TCP/IP
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做2套网络系统，主网络运行，一个 standby，如果主网络出现故障，则用启 用standby网络。这主要用于做服务器子 网络冗余！
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系 统，即数据采集与监视控制系统，涉及到组态软件、 数据传输链路（如：数传电台、GPRS等）工业隔离 安全网关，其中安全隔离网关是保证工业信息网络的 安全的，工业上大多数都要用到这种安全防护性的网 关，防止病毒，以保证工业数据、信息的安全。其中 的一种隔离网关是：工业安全防护网关pSafetyLink， 简称隔离网关.
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（General Packet Radio Service)的简称，它 是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业 务。GPRS可说是GSM的延续。GPRS和以往 连续在频道传输的方式不同，是以封包 （Packet）式来传输，因此使用者所负担的费 用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个 频道，理论上较为便宜。GPRS的传输速率可 提升至56甚至114Kbps
Ethernet II /802.3 IEEE 802.2 以太网物理层
TIA/EIA-485-A
2015-5-22
Modbus 应用协议 规范 Modbus 应用层
Modbus 协议 在 TCP/IP 上 的实现指南
在 TCP/IP 上的 Modbus 映射
Modbus 协议 在串行链路 上的实现指 南
双绞线（网线）传输：<100M
实训：网线的制作 http://v.youku.com/v_show/id_XNTYzNjk2MTc2.html
光纤传输 >10KM
桩23块采用直埋光缆，与油气集 输管道同沟敷设;采用光缆接头箱汇 聚井口光缆，来保证光缆施工的便 捷和通信的流畅。考虑到本工程开 通光通信系统的中继距离以及通信 业务的需求，本次选用 ITU-T G.652D 型标准单模光纤。光缆选用 型号为：GTXOPY33 型直埋光缆。
百兆光口 宽温设计-40 to 75° C 两路冗余电源输入 广播风暴抑制 IP30设计 防爆认证 网管型交换机 Turbo Ring/Turbo Chain
2015-5-22
广播风暴（broadcast storm）简单的讲是指当 广播数据充斥网络无法处理，并占用大量网络带 宽，导致正常业务不能运行，甚至彻底瘫痪，这 就发生了“广播风暴”。一个数据帧或包被传输到 本地网段 （由广播域定义）上的每个节点就是广 播；由于网络拓扑的设计和连接问题，或其他原 因导致广播在网段内大量复制，传播数据帧，导 致网络性能下降，甚至网络瘫痪，这就是广播风 暴。
1.1 有线数据传输
一、工业以太网 二、现场总线技术 三、RS485网络 RS485/MODBUS是现在流行的一种现场总线 技术，其特点是实施简单方便 ，而且现在支持 RS485的仪表又特多，特别是在油品行业 RS485/MODBUS简直是一统天下，至少在低 端市场RS485/MODBUS还将是最主要的组网 方式。
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Modbus
RS485接口 （Modbus RTU 主站 协议）是一种现场总线 采集模式 1979年Modicon公司 (现Schneider 的一部 分)提出的Modbus 1997年Schneider电 气在TCP/IP上实现 Modbus协议 2004年Modbus作为 我国国家标准。
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RS485网络数据传输示意图
RS485接口
Modbus RTU协议
Modbus TCP/IP协议
RJ45接口
工业以太网
1.2 无线数据传输 井场自动化数据、视频、音频传输； 注水站、注气站等自动化数据、办公网络、 音视频传输； 集输管线压力、视频监控传输； 作业区卡口视频传输应用； 有线/无线互为备份应用，骨干/重点链路备 份。
光缆交接箱
光电转换器
光纤模块
光缆的使用寿命不少于25年。
光缆熔接 各类光缆接头
2015-5-22
桩23块采用直埋光缆，与油气集输管道 同沟敷设;采用光缆接头箱汇聚井口光缆， 来保证光缆施工的便捷和通信的流畅。考 虑到本工程开通光通信系统的中继距离以 及通信业务的需求，本次选用 ITU-T G.652D 型标准单模光纤。光缆选用型号为： GTXOPY33 型直埋光缆。
现场总线是为智能仪表组建的网络
• 1983年，Honeywell推出了智能化仪表——Smar变送 器，在输出的4～20mA直流信号上迭加了数字信号， 使现场与控制室之间的连接由模拟信号过渡到了数 字信号。 • 把微处理器置入现场自控设备、使设备具有数字计 算和数字通信能力，一方面提高了信号的测量、控 制和传输精度，同时为丰富控制信息的内容，实现 其远程传送创造了条件。 • 现场总线的数据采集与传输能力强，一是得益于仪 表的微机化，二是得益于设备的通信功能。
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TCP/IP是“transmission Control Protocol/Internet Protocol”的简写，中文译名 为传输控制协议/互联网络协议）协议， TCP/IP（传输控制协议/网间协议） 是一种网络通信协议，它规范了网络上的所有通信设备，尤其是一个主机与 另一个主机之间的数据往来格式以及传送方式。 1) 链路层，有时也称作数据链路层或网络接口层，通常包括操作系统中的 设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。它们一起处理与电缆（或其 他任何传输媒介）的物理接口细节。 2) 网络层，有时也称作互联网层，处理分组在网络中的活动，例如分组的 选路。在TCP/IP协议族中，网络层协议包括IP协议（网际协议），ICMP 协议（internet互联网控制报文协议），以及IGMP协议（internet组治理协 议）。 3 ) 运输层主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。在TCP/IP协 议族中，有两个互不相同的传输协议： TCP（传输控制协议）和UDP（用 户数据报协议）。
1.2 无线数据传输
一、短程无线网络
二、远程无线网络
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一、短程无线网络：ZigBee
ZigBee这个字源于蜜蜂群发现食物源的时候，通 过跳“之”字形的舞蹈（Zigzag舞）在同伴中传 递信息，以到达彼此沟通讯息的目的，故以此做 新一代无线通讯技术的命名。 ZigBee技术是一种结构简单、低成本、低功耗、 低速率和可靠性高的短距离无线通信新技术。 ZigBee的网络标准由IEEE 802.15工作组负责制定， 被称作802.15.4(ZigBee)技术标准。
2015-5-22
1. RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电 压差为+（2—6） V表示；逻辑“0”以两线间的 电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比 RS-232降低了，就不易损坏接口电路的芯片， 且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连 接。 2. RS-485的数据最高传输速率为10Mbps 。 3. RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器 的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。
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2015-5-22
工业网络交换机，也称作工业以太网交换机。即 应用于工业控制领域的以太网交换机设备，由于 采用的网络标准其开放性好、应用广泛；能适应 低温高温，抗电磁干扰强，防盐雾，抗震性强。 使用的是透明而统一的TCP/IP协议，以太网已 经成为工业控制领域的主要通信标准。
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四化入围的工业交换机