一、PROFIBUS網絡的基本特點
現場總線PROFIBUS-DP的物理層采用的是RS485接口技術，是目前應用最普遍的一種總線。要使RS485網絡在高達12Mbps數據傳輸速率的情況下，仍然保持較高的可靠性和穩定性，這是很難做到的。因此，在PROFIBUS標準中又對RS485技術做了進一步的嚴格定義和補充，其中包括了網絡拓撲結構、段、終端、中繼、分支等概念，并對所使用的電纜、連接器、中繼器等網絡部件做出詳細的技術規范。
1、PROFIBUS標準規定RS485信號傳輸時，采用總線型的網絡拓撲結構，并提出了網絡段、終端、中繼器、連接器等網絡部件和概念，如圖1-1所示，當電纜長度超過PROFIBUS標準規定的距離或網絡中的站點數量超過規定數量時，需使用中繼器將總線分割為段1和段2二個網絡段，每個網絡段的頭和尾稱為終端。
2、一個PROFIBUS網絡段的兩個終端站點必須設置終端電阻，而且兩個終端站點在網絡運行期間不能斷電（如果無法做到使設備不斷電，則需要在終端安裝有源終端電阻并保持不斷電，四星電子的有源終端電阻型號為PB-TR485）。終端站點設置終端電阻通常是通過PROFIBUS總線連接器插頭上的終端電阻開關撥到ON來設置的，而網絡段中的其它站點的總線連接器插頭上的開關需撥到OFF，因此判斷哪個站是段的終端至關重要。
3、PROFIBUS標準規定站點總數量在邏輯上可以有126個（站地址0~125可用于一般主/從站）。一個PROFIBUS網絡段內最多有32個站點。如果需要PROFIBUS總線上連接多于32個站的站點就必須使用中繼器或集線器之類的設備來擴充成幾個段。
4、PROFIBUS通信介質必須使用符合PROFIBUS標準的專用電纜（西門子產品號：6XV1 830-0EH10），該電纜的一般特性如下表1-1：
一個PROFIBUS網絡段中通信電纜的最大長度與波特率密切相關，如下表1-2所示。整個PROFIBUS網絡所能達到的最大傳輸速率取決于電纜長度最大的那個網絡段。
二、四星電子迷你型PROFIBUS中繼器的主要用途和特點
四星電子迷你型PROFIBUS中繼器主要有以下用途：
1、總線分支功能：PROFIBUS網絡是總線型拓撲結構，不允許有分支，這樣一來就增加了布線困難。在分支處安裝中繼器則又可以擴充一段總線，即用中繼器可以改變PROFIBUS網絡總線型拓撲結構，實現星形及混合型的網絡結構，方便布線。
2、中繼器功能：迷你型PROFIBUS中繼器的二個接口A1、B1和A2、B2可以分別獨立驅動一個PROFIBUS網絡段，即：可以再連接最多31個站接口，可以進行信號中繼放大，延長相應傳輸速率下的最大傳輸距離。還可以實現多個級連。這樣，通過中繼器組成的混合型PROFIBUS網絡結構，站點數可達126站點。傳輸距離根據級連個數可以到達數公里（與使用的傳輸波特率有關）。
3、隔離器的功能：迷你型PROFIBUS中繼器的二個RS485接口A1、B1和A2、B2是隔離的，而且電源端口與RS485信號端口也是隔離的。這對于保護接口，抑制干擾，提高網絡系統的可靠性和穩定性是必不可少的。
4、監示診斷功能：通過迷你型PROFIBUS中繼器上面的LED指示燈可以監視PROFIBUS網絡的工作狀態，為網絡診斷和排除故障提供參考。
四星電子迷你型PROFIBUS中繼器主要有以下特點：
1、外形同常用的PROFIBUS總線連接器插頭，體積小巧占用空間小，易于安裝，無需單獨供電，直接插到設備的PROFIBUS-DP插座或MPI/PPI插座上即可。科技的發展和芯片的高度集成化，使得在這個很小的插頭內安裝下中繼器這樣較為復雜的電路成為現實！
2、物理層透明傳輸。四星電子迷你型PROFIBUS中繼器是采用物理層bit位透明傳輸的，與上層協議無關，因此適用于所有基于RS485的PROFIBUS協議，包括：PROFIBUS-DP/V0、V1、V2，及各種應用行規，包括：PROFIsafe（安全）, Redundancy（冗余）、Ident Systems（識別系統）等等。支持連接多主站通信，如S7 FUNCTION協議、二類主站通信；也支持MPI協議、PPI協議和RS485自由口協議通信，并也可以適用于其它RS485傳輸技術的現場總線或網絡，如MODBUS等。
3、不需要主站配置、無GSD文件。
4、不分主/從站接口、不分輸入/輸出接口、不分終端/非終端節點：每個PROFIBUS接口，主站/從站可接到任何一個接口上。
5、波特率0~12Mbps自適應，不需要開關設置或任何軟件配置。
6、段隔離，二個接口段A1、B1和A2、B2之間彼此隔離。
三、產品特性及主要技術參數
● 隔離電壓：1000VDC，電源對RS485和RS485對RS485全隔離
● 電源：自動選擇PLC的編程口或PROFIBUS-DP插座（DB9F孔座）的7腳（+）和2腳（-）提供的24VDC±10%電源供電，或6腳（+）和5腳（-）提供5VDC±10%電源供電
● 功耗：PFB-R的功耗不大于0.5W
● 通信速率：0～12Mbps無延時自動適應
● 集成終端和偏置電阻、數據通信指示燈
● 各個傳輸速率下每段的最大通信距離符合PROFIBUS標準：
● 二個RS485端口具有防雷擊浪涌保護器，可重復性浪涌容量：Ipp=100A（10/700us，4KV） 符合標準：ITU-TK20/21、VDE 0433。±15KV ESD（靜電）保護
● 工作溫度：-40～+85℃
● 外形尺寸：80mm×16mm×40mm（長×寬×高），重量：50克
● 安裝方式：直接插入設備的PROFIBUS/MPI/PPI插座
四、外部結構及管腳定義
1、PFB-R產品外形：
2、PFB-R內部結構：
3、指示燈：PFB-R上有一個發光二極管指示燈TXD，當RS485端口A2、B2向總線電纜發送數據時指示燈以約5Hz頻率閃爍。
4、PFB-R的PROFIBUS接口DB9M針座插頭的信號定義：
注：只要設備的PROFIBUS/MPI/PPI插座（DB9F孔座）的6腳和5腳有5VDC電源輸出，或7腳和2腳有24VDC電源輸出，有其一即可，就可保證PFB-R得到正常工作電源。
5、PFB-R的RS485信號端子：
五、內部原理框圖
六、四星電子迷你型PROFIBUS中繼器的應用方案
四星電子迷你型PROFIBUS中繼器使用非常靈活多樣，可實現總線型網絡、樹形網絡以及混合型網絡拓撲結構，下面是各種應用方案圖。
1、使用迷你型PROFIBUS中繼器PFB-R來延長通信距離和增加站點數量。如圖6-1所示，中繼器PFB-R將總線分割成段一和段二，每段電纜長度符合PROFIBUS對應傳輸速率下的長度，每段允許接入最多32個站點設備。注意圖中PFB-R的終端電阻設置開關須撥到“ON”。
2、使用迷你型PROFIBUS中繼器PFB-R來實現總線分支和樹形網絡拓撲結構。如圖6-2所示，分支處使用帶編程口的總線連接器插頭，將PFB-R插到該總線連接器插頭上即可，注意圖中PFB-R的終端電阻設置開關須撥到“OFF”。
七、常見問題解答
1、PFB-R的工作電源從哪里獲取？
只要設備的PROFIBUS/MPI/PPI插座（DB9F孔座）的6腳和5腳有5VDC電源輸出，或7腳和2腳有24VDC電源輸出，有其一即可，就可保證PFB-R得到正常工作電源。
2、為什么在網絡段中作為終端的站點不能停電？
在PROFIBUS網段的首和尾稱為終端，為了抑制RS485信號的反射和畸變，終端電纜需接到總線連接器的A1、B1端子上，終端接口上的總線連接器插頭上的終端電阻設置開關必須撥到ON位置，這樣終端接口就接入了一個220歐的終端電阻，一個390歐的上拉電阻和一個390歐的下拉電阻以確保網絡穩定運行，上下拉電阻需要DP插座上的6腳和5腳提供5VDC工作電源。當終端站點停電時，上下拉電阻的5VDC工作電源也就沒有了，這將引起網絡通信異常或無法通信。
下圖是PROFIBUS總線連接器插頭的內部原理圖。
3、作為終端的站點不可避免的可能停電怎么辦？
如果由于你受現場條件所限，終端站點需要停電，為了保證網絡的正常通信，需要在網段的終端安裝有源終端電阻（并確保其不停電）來作為網段的終端，西門子公司的有源終端電阻產品號為：6ES7 972-0DA00-0AA0，四星電子的有源終端電阻型號為：PB-TR485。
PROFIBUS網段終端加入有源終端電阻后，其能維持總線電壓在標準水平。因此，總線上任何一個站斷開網絡連接時都不會引起網絡故障。任何一個網段的終端停電都會影響其它網段的通信，所以可能停電的終端都應該使用有源終端電阻來替代，并確保該有源終端電阻不停電。
4、怎樣確定整個網絡能夠達到的最大通信速率？
使用PROFIBUS中繼器或集線器可以組成復雜的混合型網絡，各網段長短不一，整個網絡能夠達到的最大通信速率取決于最長的網段，如要提高通信速率，可使用中繼器或集線器分割較長的網段，使之符合你的速率要求。
5、怎樣實現PROFIBUS的高速遠距通信？
當PROFIBUS高速通信時，如3Mbps以上的通信速率，用電纜最大只能達到100米，加裝多個中繼器或集線器會帶來信號延遲增大、成本增加，供電麻煩等問題，使用光纖傳輸是目前性價比最好的方案。如四星電子的PROFIBUS轉光纖模塊FS-OLM-S和FS-OLM-M。
