图1  利用快速交换机提高了性能和时序性

在大多数有时序标准的IT通讯中，按时序标准自动报告机床设备信息、数据的优先级是常规以太网解决方案中不可忽视的问题。速度、可运算性能、安全性等都是起决定性影响的因素。Harting为自动化通讯技术提供了满足开放式系统要求的快速交换机（Fast Track Switch）解决方案。

现在的以太网系统满足了很高的可预见性要求和高准确性的要求。而对这种以太网技术提出的最大要求是：不只是替代、更新有时序优先性的解决方案，相反还应该是一种基于开放式系统基础上的以太网解决方案。由Harting推出的交换机解决方案就是符合这一要求的解决方案。

封闭式和开放式以太网解决方案

在现场总线层次中主要的以太网解决方案有两大类：封闭式和开放式以太网解决方案。两种以太网类型的应用是由它们的选择性和优势所决定的。例如，封闭式的以太网解决方案，如Ethercat Device技术协议，Sercos III，Powerlink和Profinet IRT等的优点是性能强大和安全可靠。这些特性使其首先集中在高精度的监控应用领域中使用。它们最大的缺点是：所使用的现场总线仪器设备都是专门的特殊硬件，与其他应用系统的共存、兼容有限。

与封闭式以太网系统相反，如EtherNet/IP、Modbus TCP或者Profinet RT等，它们都可以毫无障碍的实现直至最后的终端设备通讯。这样一来，一般都可以明显降低价格不菲的专用硬件的成本。另外，这里所用的设备体积明显要大一些。这些网络设备的设计和维护保养也相对更加简单。作为开放式系统的缺点就是：由于系统的原则是开放的，因此在IT结构与自动化系统结构之间的竞争状况也更加激烈。这会引起非时间性的通讯延迟，带来不希望的信息迟到或者传输失败。Harting的快速交换机技术就是针对这一问题而采取的措施，并在交换机中解决了这一问题：交换机可靠地把识别到的自动化生产的数据、报告发送出去。

图2  有10个快速以太网接口的FTS 3100-A型交换机可以经USB监控用FTS管理软件进行配置

在许多应用场合，标准以太网的随机通讯方式已满足今天的通讯技术要求了：占整个工业应用的90%左右的楼宇自动化控制、过程自动化控制以及机床设备的自动化控制都成功的、可靠的使用了开放式的以太网系统。但这里的随机通讯状况对应用有着较大的限制。在剩下10%左右的应用中，对时序和性能的要求要比其他工业应用高很多。这些应用，例如监控，可通过封闭式优先性应用来实现。在这样的应用中，由于采用了开放式的以太网应用而没有了限制和制约，在扩展现场总线层次的应用时也可以省去封闭式系统的使用权许可费用。

Harting提供快速交换机（FTS）这一解决方案的应用几乎可以控制各种应用领域中的以太网网络。它使得排除IT服务商的限制、网络规划设计范围的限制成为可能。FTS快速交换机满足了现场总线层次提出的安全、快速和准确的数据传输的要求。

很高的现场总线层次中时序准确性的要求也不再是难以解决的问题了。利用快速交换机提高了性能和时序性（图1）。这一交换机技术使得以太网的扩建更加开放，也允许构建一个混合型的网络。终端设备也可以在没有专用硬件的情况下进行更换。

FTS快速交换机能够选择自动化信息数据，把它们与其他的IT数据包区别开来，并优先处理这些数据。在收到自动化控制程序（例如：Profinet现场总线程序）后会直接鉴别出来，使其有比IT程序更高级别的优先权，并按直接转发模式加速传输出去。

快速交换机开创了新的可能性

FTS快速交换机解决方案解决了长期以来孤岛式解决方案一直无法解决的问题，提供了新的应用可能性。在网络系统规划设计的初期阶段，在终端仪器设备的选择中也提供了更大的选择自由度。另外，这种快速交换机可以在Profinet现场总线环境中使用，也可以在像EtherNet/IP或者Modbus TCP这样的自动化控制网络中使用，并可以按照其他的通讯协议进行配置；其托管式的变型类型还满足了Profinet现场总线一致性等级B级的要求。它配备了Profinet现场总线的IO堆栈，因此可以在Profinet现场总线环境中利用传统的软件工具进行配置。如图2所示，有10个快速以太网接口的FTS 3100-A型交换机可以经USB监控用FTS管理软件进行配置。