前面第21讲，我们把 PLC 与变频器控制进阶讲透了。
那一讲解决的是一个“PLC 和变频器之间，到底怎么把启停、给频率、运行反馈、故障反馈真正配合起来”的问题：

端子控制怎么理解
模拟量给频率怎么理解
通讯控制为什么更灵活
为什么命令和状态不能混
为什么故障反馈不能只是亮个灯
为什么 PLC 控变频器远不只是“给个启动点”

但在真实工控现场，只要你继续往前走，很快就会遇到另一个特别常见、特别实用、也特别容易让初学者一开始觉得“概念很多、总有点乱”的主题：

串口通讯。

你会发现，现场很多设备虽然名字不同、品牌不同、功能不同，但它们和 PLC 打交道时，经常都会碰到这些词：

RS-232
RS-485
串口
主站
从站
波特率
校验位
数据位
停止位
站号
通讯超时
收发
A/B 线
屏蔽
Modbus

很多人一听这些词，就容易产生两种感觉：

一种是觉得它们特别“底层”，好像很专业
另一种是觉得好像总在项目里出现，但自己又总差一点没真正讲透

结果就是：

接线时会照着接，但不太明白为什么
参数会照着填，但不太知道这些参数到底在决定什么
设备一通讯不上，就开始怀疑线、怀疑 PLC、怀疑协议、怀疑人生
明明大家都说“RS-485 最常见”，可一到现场还是不知道该从哪开始排
一看到“波特率 9600、8、N、1”这种格式，就有点熟悉又有点模糊
知道要设站号，但又不太明白站号在网络里到底是什么角色
知道 A、B 线不能乱接，但又说不太清乱接后为什么就不行
知道通讯有时能通有时不通，但排查思路总是不够系统

所以这一讲，我们就把 PLC 串口通讯入门这件事真正讲透。

如果说前面第21讲讲的是：

PLC 和变频器在控制层面怎么配合

那么这一讲讲的就是：

PLC 和现场设备在“数据传输层面”到底怎么把话说通。

这是很关键的一步。
因为后面你学 Modbus RTU、学 PLC 读变频器、读仪表、读温控器、读称重模块，几乎都绕不开这一讲的基础。

这一讲你只要真正吃透，后面很多通讯问题就不会再只是“照着抄参数”，而会开始有底层感觉。

一 先把最根上的问题讲清楚：什么叫串口通讯

很多初学者一听“串口通讯”，脑子里容易有点抽象。
其实你可以先把它理解得非常朴素一点：

两台设备通过一条或几条通信线，按约定好的格式，一点一点地交换数据。

这里面有几个关键词很重要。

第一，是“两台或多台设备之间”

例如：

PLC 和变频器
PLC 和触摸屏
PLC 和仪表
PLC 和温控器
PLC 和称重模块
PLC 和条码设备
PLC 和打印机
PLC 和另一个 PLC

第二，是“交换数据”

不是像普通继电器那样只传“有电没电”，
而是传数字、命令、参数、状态、故障码等信息。

第三，是“按规则说话”

也就是说，不是把线接上就一定能通。
双方必须在一些规则上达成一致。
例如：

电气接口得兼容
通讯参数得一致
协议得一致
地址或站号得正确
主从关系得明确

所以你可以把串口通讯理解成：

设备之间在一条通道上，用约定好的语言和节奏说话。

如果通道不对、语言不对、节奏不对、名字叫错了，当然就说不通。

二 为什么现场里“串口通讯”这么常见

这个问题一定要先明白。

因为很多设备其实并不需要复杂的工业以太网，
也不需要特别高速的大数据交换。
它们更需要的是：

接线简单
成本低
距离合适
协议成熟
品牌兼容性强
足够应付参数和状态读写

而串口通讯恰恰很适合这些场景。

例如：

PLC 读变频器的运行频率、故障码
PLC 读温控器的温度
PLC 读电表的电流电压
PLC 读称重模块的数据
PLC 和触摸屏交换参数
PLC 和其他小型智能设备交换命令

很多这类场景的数据量不算大，速度也不一定要求很高。
这时候串口就很合适。

所以你以后看到串口通讯，不要觉得它“老”或者“落后”。
在工控现场，它一直非常实用。

尤其是 RS-485 + Modbus RTU，
几乎可以说是工控入门通讯里最常见的一组搭档。

三 什么叫“串口”，为什么叫“串”

这个词顺便讲清楚，会很有感觉。

所谓“串口”，你可以理解成：

数据不是一大块同时传过去，而是一位一位、一个字节一个字节地按顺序传过去。

“串”这个字，强调的就是“串行”。

也就是说，通讯不是像很多并行总线那样，很多位一起铺开传，
而是排着队、按顺序过去。

你可以把它想成：

一群人排队过门
一次过一个
虽然看起来慢一点，
但门槛低、接线简单、实现容易

所以串口通讯的特点之一，就是：

线路相对简单
硬件实现成熟
特别适合很多现场设备之间做常规数据交换

四 串口通讯到底包含哪几层东西，为什么很多人会混

这部分特别重要。
因为很多初学者一上来就把 RS-232、RS-485、Modbus、波特率这些混成一锅。

你要先把它们分层。

第一层 电气接口层

也就是：

线路怎么接
电平怎么表示
用几根线
传输距离大概怎样
抗干扰能力怎么样

RS-232、RS-485，主要属于这一层。

第二层 通讯参数层

也就是：

数据发送的节奏和格式怎么约定
用多快发
每个数据字长多少
有没有校验
一帧怎么结束

波特率、数据位、校验位、停止位，主要属于这一层。

第三层 协议层

也就是：

这些字节具体是什么意思
谁先发
谁回答
读什么地址
写什么地址
错误怎么表示

Modbus RTU 这类，主要属于这一层。

第四层 应用层

也就是：

你到底想读什么
读变频器频率
读温度
写设定值
读故障码
读重量
读电流

这属于真正项目使用层。

你一旦把这四层分开，
很多串口问题就会一下清楚很多。

例如：

线接错，是第一层问题
波特率不对，是第二层问题
协议不匹配，是第三层问题
寄存器地址错，是第四层问题

这样排查时就不会一团乱。

五 RS-232 到底是什么，先讲最直观的感觉

RS-232 是一种很经典的串口电气接口标准。

你先不要急着背标准细节，
先记住它最直观的几个特点。

第一，它更适合点对点

也就是说，通常是两台设备直接连。
比如一台 PLC 和一台设备，一对一地说话。

第二，它常用于短距离

一般不适合太长距离。
距离一长，抗干扰和稳定性就容易变差。

第三，它的接线方式和 RS-485 不一样

不是 A/B 差分那套思路，
而是另一种电平方式。

第四，在老设备、小设备、某些专用设备上仍然常见

例如某些仪表、老式触摸屏、打印设备、扫码器、专用控制器等。

所以你可以先把 RS-232 理解成：

更像两个人面对面、近距离、一对一地讲话。

它很经典，也很常见，
但在 PLC 带多个现场设备组网这种场景下，不如 RS-485 那么有优势。

六 RS-485 到底是什么，为什么现场里这么常见

RS-485 是工控现场特别常见的一种串口电气接口标准。
它之所以火，不是因为它“听起来高级”，
而是因为它特别适合现场环境。

先记住它最直观的几个特点。

第一，它特别适合多设备挂在一条线上

也就是说，不一定是一对一，
很多时候可以一条总线上挂多个从站设备。

例如：

1 台 PLC
挂 3 台变频器
再挂 2 台温控器
再挂 1 台电表

当然具体要看协议和设备支持情况，
但从接口特性上，它就比 RS-232 更适合这种多点场景。

第二，它更适合较远距离

在合适布线和条件下，传输距离通常比 RS-232 更有优势。

第三，它抗干扰能力更强

这对工控现场特别重要。
因为现场有电机、变频器、接触器、长线缆、动力线，各种干扰并不少。

第四，它最典型的接线是 A/B 两根差分线

很多人一听 RS-485，第一个想到的就是 A、B。
这也是它最常见的物理特征之一。

所以你可以把 RS-485 理解成：

更适合工业现场、多点联网、距离更远、抗干扰更强的一种串口方式。

这也是为什么工控里大家一提串口通讯，往往首先想到 RS-485。

七 RS-232 和 RS-485 到底怎么简单区分

你可以先用最朴素的方式记：

RS-232

更像近距离、一对一
常见于老设备、专用设备、PC 对设备
多点组网能力不如 RS-485

RS-485

更像工业现场常规串口总线
更适合多设备挂线
距离更长
抗干扰更强
PLC 读变频器、仪表、温控器最常见

也就是说，
在 PLC 现场项目里，真正最值得你先熟起来的，通常是 RS-485。

当然，RS-232 也要会认、会理解，
但实际项目里，RS-485 的出镜率非常高。

八 为什么 RS-485 总在说 A、B 线，A/B 到底是什么

这是初学者最常问的问题之一。

先说最直观的理解：

RS-485 常用两根信号线去表示数据，
这两根线通常被设备厂家标成：

A / B
或者
D+ / D-
或者
485+ / 485-

不同厂家命名会不完全一样。
这也是现场最容易让人迷糊的地方之一。

你先不要死记某个品牌一定谁正谁负，
先记住最重要的一点：

两台设备之间，必须把对应的差分线对上。

如果对不上，就很可能通讯不上。

为什么很多人容易在这儿翻车

因为不同品牌对 A/B、+/- 的标法不完全统一。
有的写 A 是负，B 是正。
有的写 D+、D-。
有的说明书里写法和另一个品牌正好反过来。

所以真正现场里更稳的做法通常是：

看说明书
看接线定义
必要时按厂家明确标注来接
不要只凭“我记得 A 对 A、B 对 B 就行”这种模糊印象

因为“名字一样”不一定“意义一样”，
这一点一定要小心。

九 RS-485 一条线上为什么能挂多个设备，站号又为什么特别重要

这是理解后面 Modbus RTU 的一个关键准备。

因为 RS-485 常常不是一对一，
而是一条线挂多个从站。
那就会马上出现一个问题：

PLC 发出去一句话，到底是对谁说的？

这时候就需要“站号”或者“地址”。

也就是说，
每个设备在这条线上都要有一个自己的编号。
PLC 发命令时，会说：

我要找 1 号
或者
我要找 2 号
或者
我要找 5 号

只有对应站号的设备才回应。
其他设备看到不是找自己，就不出声。

所以站号的作用，本质上就是：

在同一条通讯线上区分不同设备。

这特别像一个教室里有很多学生，
老师喊“1 号回答”，
只有 1 号站起来，
别人不抢答。

如果两个设备站号设成一样，会怎样？

那就像教室里两个学生都叫“1 号”，
老师一喊，两个一起答，场面就乱了。
通讯里也是一样，会冲突、会乱、会不稳定。

所以站号一定要唯一。
这点特别基础，也特别重要。

十 波特率到底是什么，为什么每次通讯设置都绕不开它

“波特率”这个词，初学者几乎一定会碰到。
它看起来有点抽象，但你可以先用一个非常直观的理解：

波特率就是双方说话的速度。

也就是：

一秒钟按多快的节奏发送数据。

常见你会看到：

9600
19200
38400
115200
等等

你先不用深究所有细节，
先记住一个最重要的原则：

通讯双方的波特率必须一致。

如果一边说得快，一边听得慢，
或者一边按 9600 节奏说，一边按 19200 节奏听，
那当然就听不懂。

所以波特率最简单的理解就是：

说话速度必须一致。

波特率越高越好吗

不一定。

高波特率的好处是：

传得快

但它也可能更容易受线路质量、干扰、距离等影响。
所以现场里并不是一味越高越好，
而是看设备支持、距离、稳定性和项目需求。

很多现场设备用 9600、19200 都很常见。
稳，比快更重要。

十一 什么叫数据位、校验位、停止位，为什么现场总写成“8N1”

这又是串口通讯里非常经典的一组参数。

你经常会看到类似这样的写法：

9600，8，N，1
或者
19200，8，E，1

这些到底在说什么？

其实它们是在描述：

每一帧数据按什么格式发。

先别急着背原理，
先用最简单的理解来记。

1 数据位

表示每次真正要传的数据长度，常见是 8 位。
也就是你会经常看到“8”。

2 校验位

表示要不要额外加一个简单检查位，用来帮助发现传输中有没有明显错误。

常见会看到：

N = 无校验
E = 偶校验
O = 奇校验

初学阶段最常见的就是：

无校验 N
或者偶校验 E

3 停止位

表示一帧数据结束时的结尾格式，常见是 1 位。
所以你会看到最后那个“1”。

那么“8N1”是什么意思

就是：

8 位数据
无校验
1 位停止位

这是特别常见的一种串口格式。
你以后现场看说明书，看到“8N1”，不用怕，
它并不复杂，本质就是在规定：

每个数据字怎么包。

和波特率一样，这几个参数双方也必须一致。
只要其中一个不一致，通讯就可能不通或者很不稳。

十二 为什么串口通讯参数一定要“完全一致”，不是“大概差不多就行”

这是特别重要的基本功。

很多现场人会说：

波特率我设对了，怎么还不通？

因为串口通讯不是只看波特率。
它至少还看：

波特率
数据位
校验位
停止位

也就是说，双方必须在“说话节奏”和“每个字怎么包”这两件事上都一致。
你可以把它想成：

不仅说话速度要一样，
连每句话的断句方式、语音格式也要一样。

所以你以后排查串口通讯，
不要只看波特率一个参数。
要把这一整组参数一起看。

很多说明书里会写成：

9600，8，N，1
或者
19200，8，E，1

这是一整个组合。

十三 主站、从站到底是什么，为什么它特别重要

这个概念要是理解了，后面 Modbus RTU 就会顺很多。

在很多串口通讯场景里，尤其是 PLC 读设备这种场景，
常常会有两个角色：

主站

负责发起通讯请求。
例如 PLC。

从站

平时不主动说话，只有主站来问时才回答。
例如变频器、温控器、电表、称重模块等。

所以你可以把它理解成：

主站像提问的人
从站像回答的人

主站说：

“2 号，把你的当前频率告诉我。”
2 号从站听到是在叫自己，就回复。
其他站号设备不插嘴。

这就是很典型的主从结构。

为什么这个概念重要

因为它决定了：

谁先发
谁后回
总线上不能大家乱说
PLC 通常是主动发问的那一方

所以很多串口项目里，你一开始就得先明确：

谁是主站
谁是从站
每个从站站号是多少

这一步如果糊涂了，后面就全乱了。

十四 为什么很多串口问题，不是“线路坏了”，而是主从关系或站号搞错了

这在现场很常见。

例如：

PLC 以为自己在问 1 号，
结果实际设备站号设成了 2。

或者：

两台设备都设成了 1 号。
PLC 一问，俩都抢着答。

或者：

设备其实不是从站模式，而你按从站去配它。

这些问题表面上看都像“通讯不通”，
但本质不在接线本身，
而在逻辑身份没有配对。

所以以后你一排查串口问题，
不要只想到“线断了没”。
还要想到：

主从关系对不对
站号对不对
设备到底是不是在被 PLC 叫的那个地址上

这会帮你排得更快。

十五 串口通讯为什么特别怕“看起来都差不多”的错误

这一点非常现场。

串口通讯常常不像继电器接线那样，一眼就能看出错得很离谱。
它很多错误都长得很像“差一点就对了”。

例如：

波特率对了，校验位不对
站号对了，协议模式不对
A/B 线逻辑接反了
设备是 485，但你按 232 思路理解
说明书里写的是 D+、D-，你却想当然当成 A/B
PLC 是主站没错，但从站寄存器地址又理解错了

所以串口通讯特别容易出现一种感觉：

“我觉得我都设对了，怎么还是不通？”

这很正常。
因为它就是一个需要层层对齐的事情。
也正因为如此，这一讲先把基础分层讲清楚特别重要。

十六 一个特别实用的排查思路：串口不通时，先按四层去查

前面咱们讲过通讯可以分层。
这里就把它变成一个排查方法。

第一层 查接口层

是 RS-232 还是 RS-485
线接对了吗
A/B 对应关系对了吗
屏蔽和接地有没有明显问题
设备之间物理连接有没有问题

第二层 查参数层

波特率对了吗
数据位对了吗
校验位对了吗
停止位对了吗

第三层 查主从和地址层

谁是主站
谁是从站
站号对了吗
有没有重复站号

第四层 查协议和数据层

协议一致吗
是不是同一个协议模式
读写对象对吗
地址/寄存器理解对吗

你按这个顺序查，
就不会一上来瞎猜。
这比“反正不通就全部乱改一遍”强太多。

十七 为什么“串口参数都对了”还可能不通，协议层才是真正下一关

这点要提前给你打个底。

很多初学者会以为：

RS-485 接好了
9600，8N1 也设好了
站号也设好了
那应该就通了吧

不一定。
因为这些只是：

接口层
参数层
地址层

但真正的数据到底怎么组织、怎么读、怎么回，
还要看协议。

例如：

双方是不是都在说 Modbus RTU
还是一个是某品牌自定义协议
一个是 ASCII 模式
一个是 RTU 模式
一个要求功能码 03，另一个根本不支持这种方式

所以你后面学 Modbus RTU 时一定会发现：

串口参数对了，只是“能说话的基础”
协议对了，才是“说同一种语言”

这一点先埋在脑子里就行。

十八 一个完整小案例：PLC 读变频器，串口层面到底要先对齐哪些事

咱们用一个特别贴近现场的例子来讲。

场景

PLC 通过 RS-485 去读一台变频器。

先不谈寄存器地址，只谈串口基础，至少要对齐这些事
第一，接口一致

PLC 这边用的是 485
变频器这边也必须是对应的 485 接口

第二，接线一致

A/B 对应关系要对
或者 D+/D- 对应要对
不能想当然乱对

第三，参数一致

例如都设成：

9600
8
N
1

第四，主从关系明确

PLC 是主站
变频器是从站

第五，站号明确

例如变频器站号设成 1
PLC 通讯里也要去找 1 号

做到这里，还只是“具备说话条件”。
真正要读什么数据，下一步还要进入协议和寄存器层。
但很多现场问题其实连这一步都没对齐。

所以你会发现，这一讲并不是“通讯里最花哨的部分”，
但它是最不能含糊的地基。

十九 一个完整小案例：为什么一条 485 线上多台设备时，问题会更多

这也很贴近现场。

场景

一台 PLC 用 RS-485 挂三台变频器、一台温控器、一台电表。

表面上看，只是多挂几台设备。
可实际要多考虑的东西也会增加。

第一，站号必须全部唯一

不能重复。

第二，设备参数要兼容

至少在同一条总线上运行时，波特率、数据格式通常得一致。
否则一条线上就没法统一交流。

第三，协议要兼容

如果同一条线跑的是同一套协议，比如 Modbus RTU，就比较自然。
如果某台设备只支持别的协议，就麻烦了。

第四，布线质量更重要

设备多了、线长了、干扰源多了，稳定性要求更高。

第五，PLC 轮询逻辑要有条理

谁先问
谁后问
超时怎么处理
某台坏了会不会拖累整条线

所以你以后看到多设备 485 总线，不要觉得只是“多接几台而已”。
它对规范性要求会更高。

二十 为什么串口通讯里“超时”特别重要

这点很工程。

主站发了请求，从站按理说要在一定时间内回答。
如果没回答怎么办？

不能一直傻等。
所以通讯里通常都会有“超时”概念。

也就是说：

我问了你
在规定时间内你没回
那我就认定这次通讯失败，转去做后续处理

这个“后续处理”可能包括：

重试
报通讯故障
跳过这台设备继续轮询下一台
保持旧值
把状态标成无效

所以你以后做串口通讯，不要只想着“怎么发成功”。
还要想到：

如果对方没回答，程序应该怎么办。

这在现场非常关键。
因为设备不是永远理想在线的。

二十一 一个特别实用的理解：串口通讯不是“连通了就万事大吉”，而是“持续对话”

很多初学者第一次做通讯，容易把目标理解成：

能通就行

其实现场真正需要的是：

稳定地通
持续地通
出问题时可定位
失败时有处理
恢复时有策略

也就是说，串口通讯不是一次性动作，
而是一种“持续对话关系”。

例如 PLC 每隔一段时间去问：

你当前频率多少
你有故障吗
你温度多少
你当前重量多少

它不是只问一次。
它会不停轮询。
所以通讯程序的好坏，
也要看：

掉一两次时怎么处理
持续掉线时怎么报警
恢复后怎么重建状态

这就是为什么通讯一旦进入工程，就不只是“参数设对”这么简单。

二十二 初学者最容易踩的几个坑

这一段你后面做现场时会特别有感觉。

1 把 RS-232、RS-485、Modbus 混成一回事

它们不是同一层的概念。

2 只改波特率，不看数据位、校验位、停止位

结果参数还是没对齐。

3 只会背 A/B 线，遇到 D+/D- 或厂家写法不同就乱

不同品牌命名不完全统一，必须看说明书。

4 忘了站号必须唯一

多设备挂线时特别容易翻车。

5 不分主站从站

谁该先发、谁该回答都没搞清楚。

6 一通讯不上就盲目乱改所有参数

没有分层排查思路，越改越乱。

7 以为串口参数对了就一定能通

其实协议层、地址层、寄存器层还有一关。

8 一条线上挂很多设备，但没想清轮询和故障处理

现场稳定性容易差。

9 忽视屏蔽、布线、干扰问题

尤其在变频器、电机附近环境里更明显。

10 通了以后不管超时和异常处理

平时好像能用，一掉线程序就乱。

二十三 给你一个特别实用的学习顺序：学串口通讯，不要一上来就死背协议

很多人学通讯时，一上来就扑到寄存器地址、功能码、帧格式里。
结果越看越乱。

更稳的学习顺序一般是：

第一步

先分清层次
接口层、参数层、地址层、协议层、应用层

第二步

先搞懂 RS-232 和 RS-485 的使用场景区别

第三步

搞懂波特率、数据位、校验位、停止位这些“说话节奏和格式”

第四步

搞懂主站、从站、站号是什么

第五步

再进入 Modbus RTU 这种协议层

你按这个顺序学，
后面会轻松很多。
否则就容易一开始就被一堆十六进制和寄存器绕晕。

二十四 本课小结

这一课你最少要真正吃透下面这些点。

第一，串口通讯的本质，是设备之间通过少量通信线按约定格式交换数据；它不只是接线问题，而是接口、参数、地址、协议、应用几层东西一起配合。

第二，RS-232 和 RS-485 主要属于电气接口层。RS-232 更像近距离、一对一点对点通讯；RS-485 更适合工业现场、多设备挂线、距离更长、抗干扰更强，因此在 PLC 现场应用里非常常见。

第三，RS-485 中常见的 A/B、D+/D-、485+/485- 本质上是在表示差分通信线，但不同厂家命名未必统一，实际接线必须结合说明书，而不能只凭印象。

第四，波特率可以理解成通讯双方说话的速度；数据位、校验位、停止位决定每一帧数据的格式。它们通常要整体一致，不能只改一个波特率就以为参数已经匹配。

第五，主站负责发起通讯请求，从站负责响应请求；站号的作用是在一条线上区分不同设备，因此多设备通讯时站号必须唯一。

第六，串口通讯问题排查时，可以按四层去查：接口层、参数层、主从和地址层、协议和数据层。这样比盲目乱改参数高效得多。

第七，串口参数都对了，并不代表一定能通，因为后面还有协议层和应用层；这一讲主要是在给后面的 Modbus RTU 和设备读写打地基。

第八，串口通讯不是“通一次就行”，而是持续对话关系，现场里还必须考虑超时、掉线、重试、故障处理和恢复策略。

二十五 学完这一课后，你应该能做到什么

学完这一课，你至少应该能做到这些事情：

知道 RS-232 和 RS-485 到底分别在说什么
知道为什么工控现场尤其常见 RS-485
知道“9600，8N1”这类参数到底在表达什么
知道主站、从站、站号分别是什么角色
知道为什么站号重复、多设备挂线、A/B 线理解错，都会导致通讯异常
知道以后再碰到串口通讯问题时，不会只会瞎猜，而是能按层次去排查
知道这一讲和后面的 Modbus RTU、PLC 读变频器/仪表/温控器其实是直接连着的

到这里，PLC 基础课已经把串口通讯最重要的底层感觉搭起来了。

二十六 下节预告

下一课如果继续往下接，我建议可以顺着这一讲直接写：

PLC 基础课 第23讲
Modbus RTU 实战：PLC 读变频器、读仪表、读温控器到底怎么看地址

因为这一讲已经把 RS-232、RS-485、波特率、校验位、站号这些地基打好了，
下一讲正好把最常见的协议层——Modbus RTU 接上去，整个通讯逻辑就会一下完整很多。

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