Protocolos de automatización

La comunicación con los dispositivos relacionados con el ámbito de la automatización debe cumplir unas características peculiares como son la necesidad de intercomunicación en tiempo real y la resistencia a un ambiente hostil (ruido electromagnético y condiciones ambientales duras).

 

Las redes formadas por estos dispositivos se pueden clasificar según el entorno en el que van a ser instaladas:

 

  • Red de Factoría: Alto volumen de información y tiempos de respuesta no críticos.
  • Red de Planta: Cubrir áreas extensas, gestión optima de errores, priorización de mensajería y amplio ancho de banda.
  • Red de Célula: Mensajes cortos, eventos discretos, bajo coste de instalación, gestión de errores y priorización, alta fiabilidad y rápida recuperación ante errores.
  • Bus de Campo: Sustituye el cableado entre sensores-actuadores y los elementos de control. Deben ser de bajo coste, tiempo real, interconexión de controladores con todo tipo de dispositivos entrada-salida.

A nivel de factoría y planta, las comunicaciones cuentan con una implantación homogénea basada en Ethernet, pero a nivel de célula y campo no existe tal homogeneización, siendo complicado resolver a nivel técnico la comunicación entre equipos de diferentes fabricantes.

 

Por otra parte, atendiendo al contexto funcional de la automatización, los protocolos se pueden especializar en resolver la integración en diferentes ámbitos:

 

  • Automatización de procesos
  • Sistemas de control industrial
  • Automatización de edificios
  • Automatización de sistemas eléctricos
  • Automatización de lectura de métricas
  • Automatización de vehículos

 

Combinando ambas clasificaciones, el número de protocolos que se encuentran disponibles para este campo es muy amplio (cerca de la centena), habiendo diferentes opciones tanto de definiciones propietarias como de estándares abiertos y sus implementaciones, donde podemos destacar (sin pretender ser una selección exhaustiva) los siguientes:

 

  • ModBUS: En uno de los más veteranos. Apareció en 1979 para transmitir y recibir datos de control entre los controladores y los sensores a través del puerto RS-232, con un alcance máximo de 350 metros. Se trata de un protocolo con limitaciones que se debe utilizar en los casos en que se deban integrar instalaciones de este tipo.

[Automatización de lectura de métrica]

[Automatización de Edificios para sus variantes MODBUS RTU, ASCII o TCP]

  • LONtalk: LONworks (Local Operating Network) referencia el nombre del bus, pero éste siempre se utiliza en conjunto con un procolo llamado LONtalk. LONtalk consiste en una serie de protocolos que permiten la comunicación inteligente entre los dispositivos de red. Ha sido incluido en el estándarANSI/EIA 709.1 y su principal impulsor es Echelon Corporation.

[Automatización de Edificios]

  • OPC (OLE for Process Control): Es un estándar de comunicación en el campo del control y supervisión de procesos industriales, basado en una tecnología Microsoft, que ofrece una interfaz común para comunicación que permite que componentes software individuales interactúen y compartan datos. La comunicación OPC se realiza a través de una arquitectura Cliente-servidor. El servidor OPC es la fuente de datos (como un dispositivo hardware a nivel de planta) y cualquier aplicación basada en OPC puede acceder a dicho servidor para leer/escribir cualquier variable que ofrezca el servidor. Es una solución abierta y flexible al clásico problema de los drivers propietarios. Prácticamente todos los mayores fabricantes de sistemas de control, instrumentación y de procesos han incluido OPC en sus productos.

[Sistemas de control Industrial]

 

  • OPC UA o Arquitectura Unificada OPC, donde se abandona COM / DCOM en favor de dos transportes: SOAP / HTTP (S) y un mensaje binario codificado en la parte superior de TCP

[Sistemas de control Industrial]

 

 

El mundo de la automatización y de IoT viajan de la mano desde la aparición de este último, de tal manera que una plataforma IoT completa debe ser capaz de interpretar todos los protocolos posibles en el campo de la automatización (quizás algo demasiado ambicioso dada la multitud de protocolos existentes) o ser capaz de incorporar de una manera sencilla la integración con estos protocolos en función de la necesidad.

 

FEEP IoT & Big Data Platform Sofia2, facilita la incorporación de nuevos protocolos mediante el despliegue de Plugins en su módulo IoT Gateway (dentro de la capa de Ingestión y Procesado de la información).

 

Protocolos de automatización

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