empowering communication

Reliable and highly available automation systems: PROFINET S2 system redundancy with Hilscher

What do I need system redundancy for?

Depending on the industry sector and specific application, industrial networks place very different demands on the reliability and availability of automation systems. The higher these requirements are, the more the keyword redundancy plays a decisive role: in other words, the additional availability of functionally identical or comparable resources that enable a technical system to continue to function without disruption if individual system components fail.

In the following blog post, you will learn everything you need to know about common redundancy mechanisms, S2 system redundancy in particular and how Hilscher can support you in implementing them in PROFINET networks.

Which redundancy mechanisms does PROFINET offer?
A PROFINET controller icon on top, a PROFINET device icon on the bottom. In the middle is a PROFINET icon.
S1 redundancy:

PROFINET S1 does not actually describe a special redundancy configuration, but rather the conventional PROFINET standard. This means that one IO device has a PROFINET interface that can establish a communication relationship with one controller.

Two PROFINET controller icons on top, a PROFINET device icon on the bottom. In the middle is a PROFINET icon.
S2 redundancy:

With S2 redundancy, an IO device also has exactly one PROFINET interface, which can however establish up to two communication relationships with two redundant IO controllers. Data is usually exchanged via the primary connection. However, if this connection is faulty, data is exchanged via the backup controller.

Two PROFINET controller icons on top, a PROFINET device icon on the bottom. In the middle is a PROFINET icon.
R1 redundancy:

In this configuration, an IO device has two PROFINET interfaces, each of which is connected to a controller. If the primary connection fails, the same interface does not switch to the second controller, but the IO device switches to the second interface.

Two PROFINET controller icons on top, a PROFINET device icon on the bottom. In the middle is a PROFINET icon.
R2 redundancy:

R2 system redundancy combines the approaches of S2 and R1. The IO device therefore has two PROFINET interfaces, each of which has two communication relationships to redundant controllers. Depending on the type of system error, the connection is always restored via the fastest possible communication relationship.

S2 system redundancy: the efficient all-rounder

S2 system redundancy describes a redundancy at the control level in which two redundant controllers are used to ensure the continuous operation of a system. If one of the controllers fails, the second controller automatically takes over control without any downtime. This is particularly important in industrial applications where smooth and uninterrupted operation is critical. These include:

  • Critical process automation: Industries such as oil and gas, chemicals and pharmaceuticals require high reliability and availability. PROFINET S2 redundancy ensures that in the event of a controller failure, the backup controller can take over immediately. This guarantees the continuity of critical processes without interruptions.
  • Production with high availability requirements: In the high-performance production facilities used in automotive manufacturing or semiconductor manufacturing, for example, any unplanned downtime can lead to significant losses. S2 redundancy helps to maintain a smooth production flow by seamlessly changing the controller in the event of a fault.
  • Utilities and energy sector: Power plants, water treatment plants and other utility services rely on continuous operation. S2 system redundancy ensures that even if a control unit fails, operations can continue without noticeable interruption.

Compared to the R redundancies, which enable completely separate network segments, a redundant system can be achieved using S2 system redundancy with relatively straightforward means. In this case, a device only requires one network interface, i.e. just one communication controller. This makes it possible to connect a compact field device to a high-availability system without additional hardware. This type of redundancy is already sufficient for most application scenarios in factory automation and even applies to large parts of process automation. S2 redundancy can therefore be described as the efficient all-rounder among redundancy mechanisms.

PROFINET S2 system redundancy with Hilscher

Hilscher offers a netX PROFINET firmware for device applications that require PROFINET S2 system redundancy. This means that devices that use the netX 51, netX 90 and netX 100 communication controllers and products based on them (e.g. PC cards from the cifX family or embedded modules such as netJACK or comX) as network interfaces can be integrated into redundant systems with minimal effort.

In relation to the low investment, companies benefit in many ways from upgrading their standard devices to redundant counterparts. The advantages include

  • Increased system availability: Redundancy minimizes downtime as the system automatically switches to the secondary controller if one controller fails.
  • Reduced maintenance costs: As the systems are still operational, maintenance work can be carried out without haste, reducing the cost and effort of emergency maintenance.
  • Fast recovery from faults: The automatic switchover to the secondary controller enables fast recovery from faults, which increases productivity and reduces downtime.
  • Increased safety and reliability: The use of system redundancy minimizes the risk of a complete system failure, which is particularly important in safety-critical applications.
  • Flexible adaptation to network requirements: S2 redundancy allows networks to be flexibly adapted to specific requirements and environments, providing a customized solution for various industrial applications.

By using PROFINET S2 system redundancy, companies can therefore significantly improve the availability and reliability of their production systems, leading to an increase in efficiency and a reduction in downtime costs.

 

 

 

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.
Our PROFINET controllers

Contrôleur réseau pour bus de terrain et esclaves Ethernet temps réel avec contrôleur de mémoire

 

Le plus petit SoC multiprotocole

 

Contrôleur réseau pour bus de terrain et Ethernet temps réel (maître et esclave)

 

Our PROFINET PC cards

Carte PC PCI Express - Ethernet temps réel

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

Carte PC PCI Express pour plage de température étendue - Ethernet temps réel

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

Carte PC Mini PCI Express half size - Ethernet temps réel

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

Interface réseau déportée Ethernet temps réel

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

Interface réseau déportée Ethernet temps réel

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

Carte PC M.2 2230 Key A+E - Ethernet temps réel

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

Carte PC M.2 3042 Key B+M - Ethernet temps réel

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

Interface réseau déportée Ethernet temps réel

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

Interface réseau déportée Ethernet temps réel avec connecteurs M12

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

PC card M.2 2242 Key B+M - Real-Time Ethernet

Communication for PC-based automation

Carte PC PCI Express profil bas - Ethernet temps réel

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

Carte PC PCI Express profil bas avec NVRAM - Ethernet temps réel

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

Carte PC Mini PCI Express avec NVRAM - Ethernet temps réel

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

Carte PC Mini PCI Express - Ethernet temps réel

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

Interface réseau déportée Ethernet temps réel

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

Interface réseau déportée Ethernet temps réel avec connecteurs M12

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

Carte PC Mini PCI Express avec NVRAM et plage de température étendue - Ethernet temps réel

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

Carte PC Mini PCI Express sans dissipateur thermique - Ethernet temps réel

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

Carte PC Mini PCI Express pour plage de température étendue - Ethernet temps réel

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

Carte PC PCI - Ethernet temps réel

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

Carte PC Compact PCI - Ethernet temps réel

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

Carte PC Mini PCI - Ethernet temps réel

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

Interface réseau déportée Ethernet temps réel

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

Interface réseau déportée Ethernet temps réel avec connecteurs M12

Communication dédiée à l'automatisation sur base PC

Our embedded modules for PROFINET

DPM du module de communication - Ethernet temps réel

Module de communication flexible dédié à l'automatisation

Module de communication SPI - Esclave Ethernet temps réel

Module de communication flexible dédié à l'automatisation

DPM du module de communication - Ethernet temps réel

Module de communication flexible dédié à l'automatisation

Module de communication SPI - Esclave Ethernet temps réel

Module de communication flexible dédié à l'automatisation

Carte d’évaluation comX

Plateforme de développement pour tous les types de comX

Système sur module (SoM) netX 90 - Pile de protocoles préchargée

Design netX 90 ultra compact - entièrement testé et préchargé

Système sur module (SoM) netX 90 avec mémoire supplémentaire - Pile de protocoles préchargée

Design netX90 ultra compact - entièrement testé et préchargé

Carte d'évaluation netRAPID H90 - Ethernet temps réel et bus de terrain

Équipée d'un NRP H90-RE\F8D8

Système sur module (SoM) netX 51 avec mémoire supplémentaire -- Esclave Ethernet temps réel

Design netX prêt à souder de la taille d’un timbre poste

Carte d'évaluation netRAPID 51 - Ethernet temps réel

Équipée d'un NRP 51-RE

Système sur module (SoM) netX 52 avec transformateur - Esclave Ethernet temps réel

Design netX prêt à souder de la taille d’un timbre poste

Carte d'évaluation netRAPID 52 - Ethernet temps réel

 

Module interchangeable PCI Express - Ethernet temps réel

Peut être monté à tout moment et en n'importe quel point de la chaîne de distribution

Module interchangeable SPI - Esclave Ethernet temps réel

Peut être monté à tout moment et en n'importe quel point de la chaîne de distribution

Module mémoire à double accès interchangeable - Ethernet temps réel

Peut être monté à tout moment et en n'importe quel point de la chaîne de distribution

Carte d'évaluation pour les versions netJACK avec mémoire à double accès (DPM)

Pour toutes les versions netJACK avec mémoire à double accès ou SPI

Carte d'évaluation pour les versions netJACK avec PCI Express

Pour toutes les versions netJACK avec PCI Express

Module IC de communication DIL-32 pour câble à fibre optique - Périphérique PROFINET IO

Communication pour appareils esclaves simples avec interface à fibre optique

Module IC de communication DIL-32 sans dissipateur thermique - Esclave Ethernet temps réel

Communication pour appareils esclaves simples sans processeur hôte attitré

Module IC de communication DIL-32 - Esclave Ethernet temps réel

Communication pour appareils esclaves simples sans processeur hôte attitré

Carte d'évaluation netIC avec câble à fibre optique - PROFINET IO-Device

Plate-forme d'évaluation netIC avec câble à fibre optique

Module IC de communication DIL-32 pour câble à fibre optique - Périphérique PROFINET IO

Communication pour appareils esclaves simples avec interface à fibre optique

Carte d'évaluation netIC - Esclave Ethernet temps réel

Une seule plate-forme d'évaluation pour tous les systèmes Ethernet temps réel

Module IC de communication DIL-32 - Esclave Ethernet temps réel

Communication pour appareils esclaves simples sans processeur hôte attitré

Our gateways for PROFINET

Media Switch SPE vers RTE

Connecte les réseaux Single Pair Ethernet à des protocoles Ethernet temps réel

Passerelle CANopen vers Ethernet

Passerelle d'entrée de gamme à coût optimisé pour conversions simples

Passerelle esclave CC-Link IE Field vers périphérique PROFINET IO

Couplage de données entre CC-Link IE Field et PROFINET

Passerelle Ethernet temps réel vers DeviceNet

Passerelle haut de gamme pour les conversions exigeantes

Passerelle PROFIBUS DP vers Ethernet

Passerelle d'entrée de gamme à coût optimisé pour conversions simples

Passerelle Ethernet temps réel vers Ethernet temps réel

Transmission de données entre deux réseaux Ethernet temps réel

Passerelle Ethernet temps réel vers Modbus RTU, 3964R ou série (ASCII / programmable)

Passerelle haut de gamme pour les conversions exigeantes

Passerelle DeviceNet vers Ethernet

Passerelle d'entrée de gamme à coût optimisé pour conversions simples

PROFINET / PROFIBUS Proxy dans un connecteur

Mise à niveau d'un esclave PROFIBUS vers PROFINET

Passerelle série (ASCII) ou Modbus RTU vers Ethernet

Passerelle d'entrée de gamme à coût optimisé pour conversions simples

Passerelle Ethernet temps réel vers esclave CC-Link

Passerelle haut de gamme pour les conversions exigeantes

Passerelle Esclave CC-Link vers Ethernet

Passerelle d'entrée de gamme à coût optimisé pour conversions simples

Passerelle Ethernet temps réel vers Ethernet

Passerelle haut de gamme pour les conversions exigeantes

Passerelle Ethernet temps réel vers PROFIBUS DP

Passerelle haut de gamme pour les conversions exigeantes

Passerelle Ethernet temps réel vers CANopen

Passerelle haut de gamme pour les conversions exigeantes

Réseau Ethernet LAN Contrôleur PROFINET IO

Réseau Ethernet LAN Contrôleur PROFINET IO pour rail DIN

Réseau Ethernet LAN Ethernet temps réel multiprotocole

Réseau Ethernet LAN maître Ethernet temps réel pour rail DIN

Passerelle périphérique PROFINET IO vers SmartWire-DT

Connectivité SmartWire-DT avec les systèmes PROFINET Ethernet temps réel

Related links
A photo collage showcasing various Hilscher products

Des produits clé en main aux solutions hautement intégrées et logiciels associés, Hilscher est votre partenaire pour tout ce qui touche la communication industrielle. Découvrez comment nous pouvons vous aider à faire passer la mise en réseau de vos machines au niveau supérieur !

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

PROFINET IRT not only requires short cycle times, but also deterministic behavior. Industrial networks must therefore meet certain requirements. Find out more about PROFINET IRT with netX from Hilscher here!

A photo of the male and female customer support phone operator with different internationality
Customer Center / Sales: Hilscher France S.a.r.l.

You've got questions? We've got the answers!