[实用新型]具有中继功能的PROFIBUS集线器

说明书

技术领域

本实用新型涉及PROFIBUS多端口设备，特别涉及PROFIBUS集线器，该集线器可应用于PROFIBUS现场总线网络中，可将网络的总线型拓扑结构改变为树型结构或混合型结构，同时保留了中继器的功能。

背景技术

现场总线PROFIBUS是一种开放的、数字式的、串行、多点的工业数据通信总线，已广泛应用于过程工业、制造业、安全、物流、交通、电力等各个领域的自动化系统中。

现场总线PROFIBUS物理层可以选择RS-485、光纤、及MBP(IEC61158-2)等传输技术；在PROFIBUS技术标准中，RS-485技术又被进一步严格定义和补充，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技术规范。PROFIBUS基于RS-485技术的物理层传输时，一般采用总线型的网络结构，如图1所示，这种网络拓扑结构相对简单，不易实现树型或混合型的网络结构，因而局限性较大，应用面较窄。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种具有中继功能的PROFIBUS集线器，可改变PROFIBUS总线型网络拓扑结构，实现树型或混合型网络结构，并可以增加PROFIBUS网段数量，实现级连，延长通信距离、增加站点个数。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种具有中继功能的PROFIBUS集线器，由多个总线通道和多路收/发控制逻辑电路组成，多路收/发控制逻辑电路有多组收/发控制端；其特征是：

所述每个总线通道由PROFIBUS的端口、RS—485驱动及隔离电路、检测及隔离电路组成，RS—485驱动及隔离电路，检测及隔离电路由比较器芯片、放大器芯片、反相器芯片、光隔芯片组成，所述多路收/发控制逻辑电路的每组收/发控制端由五个通用I/O端口组成，五个通用I/O端口经过程序编程被定义为发送端、接收端、发送允许端、接收允许端与触发信号端，上述各器件的接线方式如下：每个总线通道中的RS—485驱动及隔离电路的发送端、接收端、发送允许端、接收允许端，分别与多路收/发控制逻辑电路中对应的一组收/发控制端中的发送端、接收端、发送允许端、接收允许端一一对应相连，RS—485驱动及隔离电路芯片的RS—485接口分别与所述PROFIBUS端口中PROFIBUS信号线引脚相连，所述比较器芯片的两个输入端分别与PROFIBUS端口中的PROFIBUS信号线引脚相连，比较器芯片的输出端与放大器芯片的输入端相连，放大器芯片的输出端与反相器芯片的输入端连接，反相器芯片的输出端与光隔芯片的输入端连接，光隔芯片的输出端与多路收/发控制逻辑电路的触发端连接。

本实用新型有以下积极有益效果：

本产品具有集线功能，可改变PROFIBUS总线型网络拓扑结构，实现树型或混合型网络结构。

本产品具有中继功能，可以增加PROFIBUS网段数量，也可实现级连，因此可以延长通信距离、增加站点个数。

本产品具有隔离功能，每个端口之间是电气隔离的，也就是段之间隔离。因此，某一段上的断线、短路都不影响其他段的正常运行。

本产品具有诊断监视功能，通过LED指示灯可以监视PROFIBUS网络中各段的工作状态，为网络诊断提供参考。

本产品是单纯的物理层设备，与上层协议无关；不需要主站配置、无GSD文件；因此应用范围广，可适用于所有基于RS-485的PROFIBUS协议的网络中，如PROFIBUS-DP/V0、V1、V2以及各种应用层协议，包括：PROFIsafe(安全)，Redundancy(冗余)等等，也部分适用于其它RS-485传输技术的现场总线或网络，如MODBUS。

附图说明

图1是现有技术中利用PROFIBUS中继器实现的总线型网络拓扑结构图。

图2是本实用新型的集线器的外形结构示意图。

图3是图2的正视图。

图4本实用新型的电路方框图。

图5是本实用新型的电路原理图。

图6是本实用新型的一号总线通道的电路原理图。

图7是本实用新型的工作过程状态转换示意图。

图8是利用本实用新型的集线器实现的混合型网络拓扑结构图。

图9是利用本实用新型的集线器实现的树型网络拓扑结构图。

具体实施方式