神奇的PROFIBUS集線器：工業(yè)通信小衛(wèi)士

一、引言、
在工業(yè)自動化領(lǐng)域，現(xiàn)場總線技術(shù)對于實現(xiàn)設(shè)備間的高效通信起著關(guān)鍵作用。隨著工業(yè)生產(chǎn)的日益復(fù)雜化和智能化，對設(shè)備通信的實時性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性提出了更高要求。PROFIBUS作為一種廣泛應(yīng)用的開放數(shù)字通信系統(tǒng)，憑借其自身優(yōu)勢，在工廠自動化和過程自動化中占據(jù)了重要地位。而PROFIBUS六路集線器作為PROFIBUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的重要部件，在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、提升網(wǎng)絡(luò)性能等方面具有顯著意義，對于保障工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的高效運行至關(guān)重要。

二、PROFIBUS總線概述
PROFIBUS是工業(yè)控制領(lǐng)域的主流現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，已被納入國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61158和IEC61784。它是一種開放的數(shù)字通信系統(tǒng)，具有廣泛的適用性，能夠滿足快速、時間要求嚴格的應(yīng)用以及復(fù)雜的通信任務(wù)需求，尤其在工廠自動化和過程自動化領(lǐng)域表現(xiàn)出色。其中，PROFIBUS - DP專為自動控制和設(shè)備級分散I/O之間的通信而設(shè)計，是一種高速通信連接方式，主要側(cè)重于工廠自動化應(yīng)用。其傳輸速率高達12Mb/s，在整個PROFIBUS應(yīng)用中，安裝實例占比達到80%。

三、PROFIBUS六路集線器的功能特點

(一）產(chǎn)品型號：PROFI-HUB6能夠?qū)⒖偩€變?yōu)樾切途W(wǎng)絡(luò)，同時對通訊的波形具有整形放大的功能，每個通道能夠延長通訊距離至1200米，是解決Profibus通訊干擾和總線分支的好幫手。

（二）Profi-HUB6是應(yīng)用于適合工業(yè)環(huán)境下的PROFIBUS集線器，產(chǎn)品通過EMC電磁兼容性試驗標(biāo)準(zhǔn)，它提供了PROFIBUS信號在0-12MBPS速率通訊狀態(tài)下，以雙絞線作為通訊傳輸電纜，將總線變?yōu)樾切途W(wǎng)絡(luò)并延長PROFIBUS通訊距離在1200米左右的通訊解決方案。另外一個顯著作用是起到了PROFIBUS總線的隔離作用，尤其對于沒有任何防浪涌、突波保護措施的總線結(jié)構(gòu)，為避免設(shè)備運行風(fēng)險，更需串接PROFIBUS集線器。在應(yīng)用了PROFIBUS集線器的總線上，Profi-HUB也增強了PROFIBUS信號的驅(qū)動能力，用以驅(qū)動總線掛接更多的PROFIBUS設(shè)備。Profi-HUB需要外部供電，10--30V DC寬電壓輸入，耐壓達4000V，同時內(nèi)置的瞬變抑制元器件，16KV ESD突波保護，能有效的防止PROFIBUS總線被諸如雷擊、浪涌等突波損害，確保PROFIBUS設(shè)備以及PROFIBUS總線運行在安全、可靠狀態(tài)。LED指示電源、數(shù)據(jù)收、數(shù)據(jù)發(fā)工作狀態(tài)。完全透明的傳輸方式，半雙工通訊模式，通訊波特率自適應(yīng)，最高可至12MBPS（與通訊距離有關(guān)），無需更改用戶通訊軟件設(shè)置。

（三）主要技術(shù)指標(biāo):總線速率：支持基本速率9.6kBit/s, 19.2kBit/s ,45.45kBit/s, 93.75kBit/s, 187.5kBit/s, 500kBit/s;同時也支持1.5MBit/s, 3MBit/s, 6MBit/s,12Mbit/s;線路速率自適應(yīng)

總線接口：高速RS485電平接口，符合EN50170 Part 1

傳輸類型：Profibus協(xié)議透明傳輸

數(shù)據(jù)接口：DB9（孔），引腳定義符合EN50170 Part 1

輸入電源：DC10V-DC30V，< 2W?；

LED狀態(tài)：總線狀態(tài)，總線收發(fā)數(shù)據(jù)、運行指示，告警

機殼結(jié)構(gòu)：D35mm導(dǎo)軌式

機殼工藝：金屬外殼；防護等級：IP20

振動特性：符合IEC68-2-6

重 量：約500g

溫濕特性：工作溫度，-35℃~ +75℃；

濕度：95%無凝露；

存貯溫度：-45℃~ +85℃

符合標(biāo)準(zhǔn)：EN50170 Profibus Standard

（四）PROFI-HUB6的每個接口具備可擴展的隔離功能。這種隔離功能可以有效減少不同網(wǎng)段之間的干擾，提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的準(zhǔn)確性，避免因干擾導(dǎo)致的數(shù)據(jù)錯誤或丟失，保障工業(yè)通信的質(zhì)量。

四、PROFIBUS集線器的應(yīng)用場景

（一）大型工廠自動化系統(tǒng)
在大型工廠自動化系統(tǒng)中，設(shè)備分布廣泛且復(fù)雜，單一的總線型拓撲結(jié)構(gòu)往往難以滿足所有設(shè)備的連接需求。PROFIBUS集線器的樹形或混合型拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)勢得以充分體現(xiàn)。它可以將不同區(qū)域的設(shè)備進行合理連接，同時通過中繼功能保證數(shù)據(jù)的有效傳輸。例如，在大型生產(chǎn)車間中，不同生產(chǎn)線的設(shè)備可以通過PROFIBUS集線器連接到同一個網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)集中控制和管理，提高生產(chǎn)效率和管理水平。

（二）對通信距離要求較高的場合
在一些對通信距離要求較高的場合，如礦山、大型倉庫等，PROFIBUS集線器的中繼和級連功能可以有效延長通信距離，使得遠程設(shè)備也能穩(wěn)定地接入網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸和監(jiān)控。這對于保障這些場合的生產(chǎn)安全、提高管理效率具有重要意義。

五、結(jié)論

PROFIBUS集線器作為PROFIBUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，通過改變網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)中繼功能和隔離功能，顯著提升了工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的靈活性、覆蓋范圍和穩(wěn)定性。隨著工業(yè)自動化的持續(xù)發(fā)展，對網(wǎng)絡(luò)性能和布局的要求不斷提高，PROFIBUS集線器有望在更多的工業(yè)應(yīng)用場景中發(fā)揮重要作用。未來的研究方向可以聚焦于進一步提升PROFIBUS集線器的性能，如提高傳輸速率、增強抗干擾能力等，以更好地適應(yīng)工業(yè)通信技術(shù)不斷發(fā)展的需求，推動工業(yè)自動化向更高水平邁進。

審核編輯 黃宇