Cómo Ethernet Industrial hace que las redes sean más escalables

La adopción de soluciones de Ethernet industrial ha ido en aumento desde hace algún tiempo, a medida que la industria de la automatización pasa de protocolos en serie como PROFIBUS y CAN abierto a alternativas basadas en Ethernet como PROFINET^® y EtherCAT^®. Según un estudio de 2013 de IMS Research, se espera que el uso de Ethernet industrial sólo en el sector de procesos se duplique en 2016 respecto a los niveles de 2011.¹ Un informe de proveedores de 2015 descubrió que, aunque los protocolos de Ethernet Industrial siguen estando por detrás de los buses de campo en términos de cuota de mercado global (33% frente al 67%), están creciendo más del doble de rápido (17% frente al 7%).²

¿Qué está impulsando la adopción de Ethernet Industrial?

La razón por la que las soluciones de Ethernet han ganado tanto terreno frente a los buses de campo tradicionales se debe principalmente a la superioridad del ancho de banda y la velocidad de los suministros de Ethernet, así como a su excelente flexibilidad y rentabilidad gracias a un amplio y bien establecido ecosistema de productos. Además, Ethernet es una tecnología conocida, ya que entró en las LAN de las oficinas hace varias décadas.

Hay otro motor clave para la adopción de Ethernet: el aumento del Internet Industrial de las Cosas. La gran escala de la IIoT, con sus innumerables dispositivos y redes IP, está llevando a los transmisores por cable y a los buses de campo en serie a sus límites. Esta tendencia puede verse en la evolución de la familia de protocolos HART, por ejemplo.³

En concreto, la difusión de WirelessHART significa que ahora los dispositivos intercambian muchas variables de medición dinámicas, en lugar de los movimientos de una sola variable de muchos protocolos de automatización heredados. Mapear todos estos datos en un registro Modbus RTU sería un trabajo lento y minucioso. Los protocolos basados en serie, como Modbus RTU y otros, tampoco están preparados para llevar a cabo la gestión inteligente de dispositivos que es cada vez más importante en la IIoT.

El IIoT lleva a los transmisores cableados a sus límites

Como resultado, se desarrolló HART-IP con soporte para Ethernet IEEE 802.3 y Wi-Fi IEEE 802.11. Al igual que muchos otros protocolos de Ethernet industrial, reúne la informática empresarial y los sistemas de automatización y control, manejando tanto datos en tiempo real como otras formas de tráfico. Esto permite una mayor escalabilidad de las redes de planta, así como un ahorro de costes al poder utilizar un grupo de tecnologías (Ethernet) en lugar de varias.

Redes convergentes basadas en Ethernet frente a sistemas ad hoc

Debido a las numerosas ventajas descritas anteriormente, Ethernet es la capa física ideal para la IIoT. Los protocolos industriales que se ejecutan sobre ella pueden ayudar a consolidar gran parte del trabajo que antes realizaban los distintos buses de campo basados en serie, permitiendo que grupos separados de equipos de planta se integren en una red convergente. La elección del protocolo o protocolos de Ethernet Industrial para un entorno determinado dependerá en gran medida de factores como los requisitos de determinismo, la infraestructura ya existente y si la organización quiere o necesita componentes de hardware y software adicionales.

Ethernet simplifica las redes industriales

HART-IP es adecuado para manejar datos en tiempo real y otras formas de tráfico porque comparte una capa de aplicación con HART y WirelessHART. En otras aplicaciones, algo como EtherNet/IP podría ser preferible para trabajar dentro de una infraestructura Ethernet estándar y conectar el tráfico TCP/IP. O bien, EtherCAT puede ser la opción adecuada para el procesamiento sobre la marcha que reduce las cargas de la CPU y elimina la necesidad de depender de los conmutadores y concentradores.

Para muchos fabricantes, una mezcla de soluciones Ethernet será el camino óptimo. Utilizando una solución como la interfaz de la plataforma de red RapID con PriorityChannel^™ puede ayudar a soportar los principales protocolos, eliminando los efectos negativos del tráfico de la red Ethernet.³

Referencias

¹ "HART a velocidad Ethernet."Control Engineering Europe", noviembre de 2015.

² "El mercado de los buses de campo sigue siendo el doble de grande que el mercado de Ethernet Industrial."Drives & Controls", enero de 2015.

³ Soluciones de redes industriales. Analog Devices, Inc (antes Innovasic).