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Sistemi di automazione affidabili e altamente disponibili: ridondanza di sistema PROFINET S2 con Hilscher

A cosa serve la ridondanza di sistema?

A seconda del settore industriale e dell’applicazione specifica, le reti industriali pongono requisiti molto diversi all’affidabilità e alla disponibilità dei sistemi di automazione. Più questi requisiti sono complessi, più la parola chiave ridondanza gioca un ruolo decisivo: in altre parole, la disponibilità aggiuntiva di risorse funzionalmente identiche o comparabili che consentono a un sistema tecnico di continuare a funzionare senza interruzioni in caso di guasto di singoli componenti del sistema.

Nel seguente post del blog, scoprirete tutto quello che ciò che è bene sapere sui meccanismi di ridondanza più comuni, in particolare sulla ridondanza di sistema S2 e su come Hilscher possa supportarvi nella sua implementazione nelle reti PROFINET.

Quali meccanismi di ridondanza offre PROFINET?

A PROFINET controller icon on top, a PROFINET device icon on the bottom. In the middle is a PROFINET icon.

Ridondanza S1:

PROFINET S1 non descrive una speciale configurazione di ridondanza, ma piuttosto lo standard PROFINET convenzionale. Ciò significa che un dispositivo IO dispone di un’interfaccia PROFINET che può stabilire una relazione di comunicazione con un controller.

Two PROFINET controller icons on top, a PROFINET device icon on the bottom. In the middle is a PROFINET icon.

Ridondanza S2:

Con la ridondanza S2, un dispositivo IO dispone di una sola interfaccia PROFINET, che può tuttavia stabilire fino a due relazioni di comunicazione con due controller IO ridondanti. I dati vengono solitamente scambiati attraverso la connessione primaria. Tuttavia, se questa connessione è difettosa, i dati vengono scambiati attraverso il controller di backup.

Two PROFINET controller icons on top, a PROFINET device icon on the bottom. In the middle is a PROFINET icon.

Ridondanza R1:

In questa configurazione, un dispositivo IO dispone di due interfacce PROFINET, ciascuna delle quali è collegata a un controller. Se la connessione primaria si interrompe, la stessa interfaccia non passa al secondo controller, ma il dispositivo IO passa alla seconda interfaccia.

Two PROFINET controller icons on top, a PROFINET device icon on the bottom. In the middle is a PROFINET icon.

Ridondanza R2:

La ridondanza del sistema R2 combina gli approcci S2 e R1. Il dispositivo IO dispone quindi di due interfacce PROFINET, ciascuna delle quali ha due relazioni di comunicazione con i controller ridondanti. A seconda del tipo di errore del sistema, la connessione viene sempre ripristinata attraverso il rapporto di comunicazione più veloce possibile.

Ridondanza PROFINET in azione

A picture of a factory control room with several workstations and large displays hanging from above. The Yokogawa logo is displayed on the right side.

Yokogawa Electric, a leading company in integrated plant production control systems, has implemented S2 redundancy for their PROFINET IO controller by adopting Hilscher's comX embedded module, thereby improving the operation rate of the plant.

Ridondanza di sistema S2: il tuttofare efficiente

La ridondanza di sistema S2 descrive una ridondanza a livello di controllo in cui vengono utilizzati due controller ridondanti per garantire il funzionamento continuo di un sistema. Se uno dei controller si guasta, il secondo assume automaticamente il controllo senza alcun tempo di inattività. Questo è importante in particolare nelle applicazioni industriali, dove il funzionamento regolare e ininterrotto è fondamentale. Tra essi figurano:

  • Automazione di processi critici: settori come l'oil & gas, il chimico e il farmaceutico richiedono un’elevata affidabilità e disponibilità. La ridondanza PROFINET S2 garantisce che, in caso di guasto di un controller, il controller di riserva possa subentrare immediatamente. Questo garantisce la continuità dei processi critici senza interruzioni.
  • Produzione con requisiti di disponibilità elevati: negli impianti di produzione ad alte prestazioni utilizzati, ad esempio, nella produzione di automobili o di semiconduttori, qualsiasi fermo macchina non programmato può comportare perdite significative. La ridondanza S2 contribuisce a mantenere un flusso di produzione regolare, cambiando senza problemi il controller in caso di guasto.
  • Settore dei servizi di pubblica utilità e dell’energia: le centrali elettriche, gli impianti di trattamento delle acque e altri servizi di pubblica utilità si basano sul funzionamento continuo. La ridondanza di sistema S2 garantisce che, anche in caso di guasto di un’unità di controllo, le operazioni possano continuare senza interruzioni degne di nota.

Rispetto alle ridondanze R, che prevedono segmenti di rete completamente separati, la ridondanza di sistema S2 può essere ottenuta con mezzi relativamente semplici. In questo caso, un dispositivo necessita di una sola interfaccia di rete, ovvero di un solo controller di comunicazione. In questo modo è possibile collegare un dispositivo di campo compatto a un sistema ad alta disponibilità senza hardware aggiuntivo. Questo tipo di ridondanza è già sufficiente per la maggior parte degli scenari applicativi dell’automazione di fabbrica e si applica anche a gran parte dell’automazione di processo. La ridondanza S2 può quindi essere descritta come l’efficiente tuttofare tra i meccanismi di ridondanza.

Ridondanza di sistema PROFINET S2 con Hilscher

Hilscher offre un firmware PROFINET per netX per le applicazioni dei dispositivi che richiedono la ridondanza del sistema PROFINET S2. Ciò significa che i dispositivi che utilizzano i controller di comunicazione netX 51, netX 90 e netX 100 e i prodotti basati su di essi (ad esempio le schede PC della famiglia cifX o i moduli embedded come netJACK o comX) come interfacce di rete possono essere integrati in sistemi ridondanti con il minimo sforzo.

In relazione al basso investimento, le aziende traggono beneficio in molti modi aggiornando i dispositivi standard a favore di quelli ridondanti. I vantaggi includono

  • Maggiore disponibilità del sistema: la ridondanza riduce al minimo i tempi di inattività, poiché il sistema passa automaticamente al controller secondario in caso di guasto di un controller.
  • Riduzione dei costi di manutenzione: poiché i sistemi sono ancora operativi, gli interventi di manutenzione possono essere eseguiti senza fretta, riducendo i costi e gli sforzi della manutenzione di emergenza.
  • Recupero rapido dai guasti: la commutazione automatica sul controller secondario consente un rapido ripristino dai guasti, aumentando la produttività e riducendo i tempi di inattività.
  • Maggiore sicurezza e affidabilità: l’uso della ridondanza del sistema riduce al minimo il rischio di un guasto completo del sistema, particolarmente importante nelle applicazioni critiche per la sicurezza.
  • Adattamento flessibile ai requisiti della rete: la ridondanza S2 consente di adattare in modo flessibile le reti a requisiti e ambienti specifici, fornendo una soluzione personalizzata per varie applicazioni industriali.

Utilizzando la ridondanza di sistema PROFINET S2, le aziende possono quindi migliorare significativamente la disponibilità e l’affidabilità dei loro sistemi di produzione, con un conseguente aumento dell’efficienza e una riduzione dei costi di fermo.

 

 

 

A tray of embedded modules with a netX chip onboard in a production machine. A red gleam is seen in the background. A small golden needle for testing comes from the top pointing at the tray.

Le nostre schede PC PROFINET

CIFX PCIE90-RE

CRA-compliant communication for PC-based automation

CIFX 50E-RE

Comunicazione per l’automazione basata su PC

CIFX 50E-RE\ET

Comunicazione per l’automazione basata su PC

CIFX HPCIE90-RE\F

Comunicazione per l’automazione basata su PC

CIFX M224290BM-RE\F

Comunicazione per l’automazione basata su PC

CIFX M223090AE-RE\F

Comunicazione per l’automazione basata su PC

CIFX M3042100BM-RE\F

Comunicazione per l’automazione basata su PC

CIFX LPCIE90-RE

CRA-compliant communication for PC-based automation

CIFX 70E-RE

Comunicazione per l’automazione basata su PC

CIFX 70E-RE\MR

Comunicazione per l’automazione basata su PC

CIFX 90E-RE\ET\F

Comunicazione per l’automazione basata su PC

CIFX 90E-RE\MR\ET\F

Comunicazione per l’automazione basata su PC

CIFX 90E-RE\NHS\F

Comunicazione per l’automazione basata su PC

CIFX 90E-RE\F

Comunicazione per l’automazione basata su PC

CIFX 90E-RE\MR\F

Comunicazione per l’automazione basata su PC

CIFX 50-RE

Comunicazione per l’automazione basata su PC

CIFX 80-RE

Comunicazione per l’automazione basata su PC

AIFX-RE

Comunicazione per l’automazione basata su PC

AIFX-RE\M12

Comunicazione per l’automazione basata su PC

CIFX 90-RE\F

Comunicazione per l’automazione basata su PC

I nostri moduli embedded per PROFINET

COMX 90CA-RE

Flexible communication module for automation

COMX 51CA-RE

Modulo di comunicazione flessibile per l’automazione

COMX 51CN-RE

Modulo di comunicazione flessibile per l’automazione

COMXEB

Piattaforma di sviluppo per tutti i tipi comX

COMX 100CA-RE

Modulo di comunicazione flessibile per l’automazione

COMX 100CN-RE

Modulo di comunicazione flessibile per l’automazione

NRP H90IC\F8D8

netX 90 chip carrier

NRP H90

Design netX 90 ultracompatto - testato completamente

NRP H90 (precaricato)

Design netX 90 ultracompatto - testato e caricato completamente

NRP H90\F8D8

Design netX 90 ultracompatto - testato completamente

NRP H90\F8D8 (precaricato)

Design netX 90 ultracompatto - testato e precaricato completamente

NRP 52-RE

Design netX pronto per la saldatura in formato francobollo

NRP 51-RE

Design netX pronto per la saldatura in formato francobollo

NJ 100EN-RE

Per il montaggio in qualsiasi momento nella catena di consegna

NJ 51D-RE/PNS

Per il montaggio in qualsiasi momento nella catena di consegna

NJEB-E

Per ogni netJACK con PCI Express

NJ 100DN-RE

Per il montaggio in qualsiasi momento nella catena di consegna

NJEB-D

Per ogni netJACK con memoria a doppia porta o SPI

NIC 52-RE

Comunicazione per semplici dispositivi slave senza un proprio processore host

NICEB-RE

Una piattaforma di valutazione per tutti i protocolli Real-Time Ethernet

NIC 50-RE

Comunicazione per semplici dispositivi slave senza un proprio processore host

NIC 50-RE/NHS

Comunicazione per semplici dispositivi slave senza un proprio processore host

NIC 50-REFO/PNS

Comunicazione per semplici dispositivi slave con collegamento a cavo in fibra ottica

NIC 52-REFO

Comunicazione per semplici dispositivi slave con collegamento a cavo in fibra ottica

NICEB-REFO

Piattaforma di valutazione netIC con cavo in fibra ottica

I nostri gateway per PROFINET

NS 90-RE-SPE

Conversione da Single Pair Ethernet a Industrial Ethernet

NT 151-RE-RE

Trasmissione dati tra due reti Real-Time Ethernet

NT 151-CCIES-RE/PNS

Accoppiamento dati tra CC-Link IE Field e PROFINET

NT 50-DP-EN

Gateway entry level ottimizzato per le conversioni semplici

NT 50-DN-EN

Gateway entry level ottimizzato per le conversioni semplici

NT 50-CC-EN

Gateway entry level ottimizzato per le conversioni semplici

NT 50-CO-EN

Gateway entry level ottimizzato per le conversioni semplici

NT 50-RS-EN

Gateway entry level ottimizzato per le conversioni semplici

NT 100-RE-RS

Gateway di alto livello per conversioni impegnative

NT 100-RE-CC

Gateway di alto livello per conversioni impegnative

NT 100-RE-CO

Gateway di alto livello per conversioni impegnative

NT 100-RE-DN

Gateway di alto livello per conversioni impegnative

NT 100-RE-DP

Gateway di alto livello per conversioni impegnative

NT 100-RE-EN

Gateway di alto livello per conversioni impegnative

NL 51N-DPL

Aggiornamento di una scheda secondaria PROFIBUS a PROFINET

NHST-T100-EN

Master Ethernet in tempo reale con controllo LAN per guida DIN

NHST-T100-EN/PNM

Controller PROFINET IO con controllo LAN per guida DIN

EU5C-SWD-PROFINET

Connettività SmartWire-DT ai sistemi PROFINET Real-Time Ethernet

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The inside of a factory with a conveyor belt and grey boxes. On the right side is the PROFINET logo.

PROFINET IRT non richiede solo tempi di ciclo brevi, ma anche un comportamento deterministico. Le reti industriali devono quindi soddisfare determinati requisiti. Per saperne di più su PROFINET IRT con netX di Hilscher, cliccate qui!

A photo of the male and female customer support phone operator with different internationality

Customer Center / Sales: Hilscher Italia S.r.l.

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