表1RTU方式典型的消息帧格式
| 起始位 |
设备地址 |
功能码 |
数据 |
CRC校验 |
结束符 |
表2ASCII方式典型的消息帧格式
| 起始位 |
设备地址 |
功能码 |
数据 |
LRC校验 |
结束符 |
MODBUS通信协议将通信双方定义为主机（MASTER）或从机（SLAVE），每台从机有唯一的地址，地址范围为1~255。Modbus协议一般由主机对从机进行逐个扫描的方式，即采用请求/响应的方式进行通信。在整个通讯网络中，每次通信均由主机进行调度，从机只接受发往本机地址的数据帧，对主机的数据请求做出相应的回答，由此完成一次通信。论文检测。在通信过程中，从机所执行的动作取决于功能码的类型，表3为Modbus协议规定的常用的标准功能码。
表3MODBUS协议常用功能码说明
| 功能码 |
说明 |
| 01 |
读取线圈状态（Read Coil Status） |
| 02 |
读取输入状态（Read Input Status） |
| 03 |
读取保持型寄存器（Read Holding Registers） |
| 04 |
读取输入型寄存器（Read Input Registers） |
| 05 |
强制单线圈状态（Force Single Coil） |
| 06 |
预置单寄存器（Preset Single Register） |
| 07 |
读例外状态（Read Exception Status） |
| 08 |
通信系统自诊断（Diagnostics） |
| 15 |
强制多线圈状态（Force Multiple Coils） |
| 16 |
预置多寄存器（Preset Multiple Registers） |
3 RS-232、RS-422/RS-485串口通信在热工控制系统中的应用举例
3.1 DCS系统中用于操作员站或工程师站与通信环网的连接
某300MW燃煤机组的控制系统采用ABB贝利公司的Symphony控制系统，其工程师站就通过RS-422的方式与Symphony系统的控制网络Cnet相连。整个通信网络所需的硬件设备主要包括：端子单元NTCL01、NTMP01，DCS模件INNIS01、INICT03、IMMPI01，串口转换器ADAM4520等。其中，INNIS01模件是一个具有微处理器的通信接口子模件，所有通信模件在与Cnet网络进行通讯时都经过该模件，它通过端子单元NTCL01与控制网络Cnet相连并实现与Cnet上所有节点的数据通信，INICT03模件为Cnet网络与计算机之间的通讯传输模件，IMMPI01模件与端子单元NTMP01相连接，这三块子模件共同组成ICI03计算机接口。端子单元NTMP01上具有2个RS-232/485接口。串口转换器ADAM4520为台湾研华公司生产的串口隔离转换器，该串口转换器能够将RS-232信号透明转换为RS-422和RS-485信号，而无须改动PC上的任何硬件及软件，该转换器带3000 VDC 隔离保护。
系统连接方式如图三所示：
图三工程师站通过RS422的方式与控制网络Cnet相连
在该系统中INICI03通过IMMPI01连接端子单元NTMP01提供RS232接口，端子单元NTMP01的P5接口即为RS232接口，直接与串口转换器ADAM-4520连接，在工程师站侧的串口转换器ADAM-4520与工程师站的RS232口相连。
3.2 DCS系统与其他系统的通信
在采用DCS控制的火力发电厂，通常也存在一些独立的控制系统如PLC系统、DEH系统、IDAS系统等。这些系统不可避免地需要同DCS系统之间进行数据交换，此时也常常会采用串行通信的方式。论文检测。
某电厂DCS采用北京ABB贝利公司的SYMPHONEY系统，吹灰系统采用施奈德PLC控制。为实现在DCS操作员站对吹灰系统的监控，SYMPHONEY与吹灰系统之间通过串口通信实现系统间的数据传输。整个通信网络中采用的硬件系统包括：端子单元NTCL01、NTMP01，模件INNIS01、IMMFP12，串口转换器ADAM4520等。
多功能处理器IMMFP12为以CPU为核心的智能控制器模件，它具有两个接口，可有两种组合方式，即RS232/RS232或RS232/ RS485，通过该模件可与第三方计算机、PLC或控制系统的物理连接与协议沟通。系统连接方式如图四所示：
图四采用PLC控制的吹灰系统与DCS之间数据通信的连接方式
在该系统中模件IMMFP12通过KTU01电缆与TMP01端子板相连接，端子板TMP01通过RS-232接口与ADAM4520串口转换器相连，而后通过RS-485的方式与吹灰系统PLC的通讯卡件相连，并采用Modbus RTU通讯协议实现DCS与吹灰系统数据交换的功能。
3.3在其他系统中的应用
在火电厂中，串口通信技术除了用于系统之间的相互通信外，也常用作组成一个独立的网络通信系统。
例如某燃煤电厂的锅炉为上海锅炉厂SG-1025/17.5-M869型锅炉，采用中速磨直吹式送粉系统、单炉膛п型布置、四角切向燃烧。炉前布置五台HP-863型中速磨煤机，四台磨煤机就可满足BMCR负荷，一台备用，每台磨煤机出口四根煤粉管道接一层燃烧器（从下到上分别称为A、B、C、D、E）。该锅炉共有点火油枪12支,点火方式为高能电火花点燃轻油，然后点燃煤粉。该锅炉的火检系统采用了某公司的一体化式火检，每层每个角均安装有独立的火检探头，共32个火检探头组成锅炉机组的火检系统。该火检系统的特点是没有单独的信号放大器（信号处理器），信号处理与放大功能均在安装于现场的火检探头中实现。该火检系统将32个火检探头通过485总线（通过串口转换器）与PC机的RS232口相连，在PC机中安装有火检监控软件，每个火检探头参数（如增益、阈值）的调整均通过该监控软件进行，现场的火检探头根据所设参数对相应目标燃烧器的火焰信号进行监视与计算，并将独立的模拟量与开关量送至DCS，参与炉膛安全监控系统的保护。该火检系统的连接方式如图五所示：
图五采用485串口通信的火检系统网络图
在该系统中各个火检探头之间以RS485的方式相连接，然后通过RS232/RS485转换器与PC机的RS232串口连接，组成了一套独立而完整的串口通信网络。在通信协议方面，该火检系统也同样采用了MODBUS RTU作为通信协议实现PC机与各个火检探头之间的数据交换。
4结束语
串行通讯技术因其有可靠、实现简单、系统集成成本低以及通讯距离远（RS-485/RS-422）等特点，在火电厂热工自动化领域有着广泛的应用。尽管在目前的热工自动化系统中，以太网技术和现场总线的通讯技术正在快速发展，但由于存的上述优势，串行通信技术仍然会在火电厂热工自动化系统中长时间存在。
参考资料：
[1] 李朝青.PC机及单片机数据通信技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，1999.
[2] Modicon Modbus Protocol ReferenceGuide [Z]. GERMANY: MODICON, Inc.,1996.
[3] 徐建山，吕震中，于向军等.利用Modbus协议实现与火电站DCS的串行通信[J]. 北京：测控技术,2003,22(3):40-42
[4] Symphony系统培训教程[Z] . 北京：北京ABB贝利控制有限公司,2004
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