一、PROFIBUS网络的基本特点
现场总线PROFIBUS-DP的物理层采用的是RS485接口技术，是目前应用最普遍的一种形式。要使RS485网络在高达12Mbps数据传输速率的情况下，仍然保持较高的可靠性和稳定性，这是很难做到的。因此，在PROFIBUS标准中又对RS485技术做了进一步的严格定义和补充，其中包括了网络拓扑结构、段、终端、中继、分支等概念，并对所使用的电缆、连接器、中继器等网络部件做出详细的技术规范。
1、PROFIBUS标准规定RS485信号传输时，采用总线型的网络拓扑结构，并提出了网络段、终端、中继器、连接器等网络部件和概念，如图1-1所示，当电缆长度超过PROFIBUS标准规定的距离或网络中的站点数量超过规定数量时，需使用中继器将总线分割为段1和段2二个网络段，每个网络段的头和尾称为终端。
2、一个PROFIBUS网络段的两个终端站点必须设置终端电阻，而且两个终端站点在网络运行期间不能断电（如果无法做到使设备不断电，则需要在终端安装有源终端电阻并保持不断电，四星电子的有源终端电阻型号为PB-TR485）。终端站点设置终端电阻通常是通过PROFIBUS总线连接器插头上的终端电阻开关拨到ON来设置的，而网络段中的其它站点的总线连接器插头上的开关需拨到OFF，因此判断哪个站是段的终端至关重要。
3、PROFIBUS标准规定站点总数量在逻辑上可以有126个（站地址0~125可用于一般主/从站）。一个PROFIBUS网络段内最多有32个站点。如果需要PROFIBUS总线上连接多于32个站的站点就必须使用中继器或集线器之类的设备来扩充成几个段。
4、PROFIBUS通信介质必须使用符合PROFIBUS标准的专用电缆（西门子产品号：6XV1 830-0EH10），该电缆的一般特性如下表1-1：
表1-1 PROFIBUS专用电缆特性
一个PROFIBUS网络段中通信电缆的最大长度与波特率密切相关，如下表1-2所示。整个PROFIBUS网络所能达到的最大传输速率取决于电缆长度最大的那个网络段。
表1-2 不同传输速率下一个PROFIBUS段的最大电缆长度
二、PROFIBUS中继器的主要用途和特点
PROFIBUS中继器主要有以下用途：
1、总线分支功能（集线器功能）：PROFIBUS网络总线型拓扑结构，不允许有分支，这样一来就增加了布线困难。在分支处安装中继器则又可以扩充一段总线，即用中继器可以改变PROFIBUS网络总线型拓扑结构，实现星形及混合型的网络结构，方便布线。见图2-1。
2、中继器功能： PROFIBUS中继器的二个接口可以分别独立驱动一个PROFIBUS网络段，即：可以再连接最多31个站接口，可以延长相应传输速率下的最大传输距离。还可以实现级连。这样，通过中继器组成的混合型PROFIBUS网络结构，站点数可达126站点。传输距离根据级连个数可以到达数公里（与使用的传输波特率有关）。
3、隔离器的功能：PROFIBUS中继器每个接口可扩展为一个“PROFIBUS段”（可称为“段接口”），每接口段之间是电气隔离的，也就是段与段之间是隔离的。这对于保护接口，抑制干扰，提高网络系统的稳定性是必不可少的。
4、监示诊断功能：通过PROFIBUS中继器上面的LED指示灯可以监视PROFIBUS网络中各段的工作状态，为网络诊断和排除故障提供参考。
四星电子PROFIBUS中继器主要有以下特点：
1、物理层透明传输：四星电子PROFIBUS中继器是采用物理层bit位透明传输的，与上层协议无关，因此适用于所有基于RS485的PROFIBUS协议，包括：PROFIBUS-DP/V0、V1、V2，及各种应用行规，包括：PROFIsafe（安全）, Redundancy（冗余）、Ident Systems（识别系统）等等。支持连接多主站通信，如S7 FUNCTION协议、二类主站通信；也支持MPI协议、PPI协议和RS485自由口协议通信，并也可以适用于其它RS485传输技术的现场总线或网络，如MODBUS等。
2、不需要主站配置：不需要主站配置、无GSD文件。
3、不分主/从站接口、不分输入/输出接口、不分终端/非终端节点：每个PROFIBUS接口，主站/从站可接到任何一个接口上，每个接口即可作为终端节点，也可作非终端节点。
4、波特率0~12Mbps自适应：不需要开关设置或任何软件配置。
5、段隔离：每个接口段之间彼此隔离。
6、可级联：任意一个接口段可再通过PROFIBUS中继器实现级连以扩展接口段数量，可级连数目与波特率有关。当波特率≥187.5K时，可级连数目是3级；当波特率＜187.5K时，可级连数目最多可以达到5级。
三、产品特性及主要技术参数
● 隔离电压：1000VDC，电源对RS485和RS485对RS485全隔离
● 电源：9～40VDC宽电压供电，不受电源电压波动的影响，带电源极性接反保护和浪涌保护
● 功耗：FS-PBHUB-2的功耗约1W
● 通信速率：0～12Mbps无延时自动适应
● PROFIBUS接口：DB9F（孔）插座，引脚信号定义符合PROFIBUS标准
● 各个传输速率下每段的最大通信距离符合PROFIBUS标准：
● 每个RS485端口具有防雷击浪涌保护器，可重复性浪涌容量：Ipp=100A（10/700us，4KV） 符合标准：ITU-TK20/21、VDE 0433。±15KV ESD（静电）保护
● 自恢复过流保护，RS485端口能承受高达60V的电压引起的持续过电流
● 每个RS485端口具有数据接收指示灯
● 工作温度：-40～+85℃
● 外形尺寸：FS-PBHUB-2：93mm×99mm×28mm（长×宽×高），重量：200克
● 安装方式：背板安装，安装螺钉2×M4
四、外部结构及管脚定义
1、产品外形：
图4-1 中继器FS-PBHUB-2外形图
2、安装尺寸：
图4-2 中继器FS-PBHUB-2安装尺寸图
3、电源端子：电源端口具有电源极性接反保护和浪涌保护，输入电压为9～40VDC之间的任意直流电压，功耗约1W。产品内部经DC/DC隔离模块将外接电源与内部电路隔离，这样就可接至任意设备供电而无需考虑共地干扰问题。
4、指示灯：面板上各发光二极管指示灯的名称和功能。
5、PROFIBUS接口DB9F插座的信号定义：
中继器的每个PROFIBUS接口DB9F（孔座）信号定义符合PROFIBUS标准
五、内部原理框图
六、PROFIBUS中继器的应用方案
四星电子PROFIBUS中继器使用非常灵活多样，可实现总线型网络、星形网络、树形网络以及混合型网络拓扑结构，下面是各种应用方案图。
七、常见问题解答
1、为什么在网络段中作为终端的站点不能停电？
在PROFIBUS网段的首和尾称为终端，为了抑制RS485信号的反射和畸变，终端电缆需接到总线连接器的A1、B1端子上，终端接口上的总线连接器插头上的终端电阻设置开关必须拨到ON位置，这样终端接口就接入了一个220欧的终端电阻，一个390欧的上拉电阻和一个390欧的下拉电阻以确保网络稳定运行，上下拉电阻需要DP插座上的6脚和5脚提供5VDC工作电源。当终端站点停电时，上下拉电阻的5VDC工作电源也就没有了，这将引起网络通信异常或无法通信。
下图是PROFIBUS总线连接器插头的内部原理图。
2、作为终端的站点不可避免的可能停电怎么办？
如果由于你受现场条件所限，终端站点需要停电，为了保证网络的正常通信，需要在网段的终端安装有源终端电阻（并确保其不停电）来作为网段的终端，西门子公司的有源终端电阻产品号为：6ES7 972-0DA00-0AA0，四星电子的有源终端电阻型号为：PB-TR485。
PROFIBUS网段终端加入有源终端电阻后，其能维持总线电压在标准水平。因此，总线上任何一个站断开网络连接时都不会引起网络故障。任何一个网段的终端停电都会影响其它网段的通信，所以可能停电的终端都应该使用有源终端电阻来替代，并确保该有源终端电阻不停电。
3、怎样确定整个网络能够达到的最大通信速率？
使用PROFIBUS集线器可以组成复杂的混合型网络，各网段长短不一，整个网络能够达到的最大通信速率取决于最长的网段，如要提高通信速率，可使用中继器或集线器分割较长的网段，使之符合你的速率要求。
4、FS-PBHUB-X集线器的每个DP接口均已互相隔离，所以在集线器上没有必要使用隔离的总线连接器，使用普通的非隔离总线连接器即可。如在集线器上安装使用隔离的总线连接器如PFB-G或PFB-GP则可能增加信号延迟从而使得通信速率下降。
5、怎样实现PROFIBUS的高速远距通信？
当PROFIBUS高速通信时，如3Mbps以上的通信速率，用电缆最大只能达到100米，加装多个中继器或集线器会带来信号延迟增大、成本增加，供电麻烦等问题，使用光纤传输是目前性价比最好的方案。如四星电子的PROFIBUS转光纤模块FS-OLM-S和FS-OLM-M。
