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EtherNet/IP y la Internet de las Cosas
Por Tomás Godoy, Head of Solutions de Endress+Hauser Chile.
Los nuevos sistemas IoT basados en EtherNet/IP son una excelente forma de obtener mayor y mejor información del proceso en forma económica y confiable.

En el último tiempo es cada vez más frecuente ver cómo nuevos equipos, tanto en el hogar como en la oficina, se conectan a Internet, compartiendo datos de su operación, consumo o estado de funcionamiento, haciendo su utilización más amigable y eficiente.

La industria de la automatización también ha tenido un desarrollo importante en lo que se refiere a comunicación digital. En un comienzo, se hablaba de protocolos propietarios donde los fabricantes potenciaban al máximo características de sus equipos o sistemas por medio de funcionalidades específicas que sus protocolos soportaban. Con el tiempo, los usuarios comenzaron a solicitar interoperabilidad entre sistemas, lo que llevó a la creación de buses digitales abiertos soportados por instituciones independientes. El siguiente paso en este desarrollo, ha sido la incorporación de características de comunicación avanzadas utilizando Ethernet como plataforma de comunicación.

Ethernet se ha impuesto por su facilidad de implementación tanto en el medio físico (cobre, fibra óptica, aire, etc.), como en protocolos de comunicación soportados. Primero, se utilizó Ethernet para interconectar sistemas de control, pero en el último tiempo esta tendencia también se ha llevado a equipos de terreno. Es así como nace EtherNet/IP, plataforma sobre la que se emplea el ampliamente utilizado Protocolo Común Industrial (CIP) sobre Ethernet.

Usar Ethernet/IP permite al usuario acceder a la inteligencia de equipos multivariables. Por ejemplo, el flujo másico, la densidad, temperatura, y los ajustes del totalizador, así como los diagnósticos, pueden ser entregados a través de un solo cable. Sumado a esto, pueden lograrse ahorros de hasta un 40% a través de la reducción del tiempo de comisionamiento. El tiempo utilizado en la identificación del loop, la integración del equipo y la afinación del loop del proceso, también puede reducirse en un 25%.


Ventajas de EtherNet/IP

Las principales ventajas de EtherNet/IP son:

Alta velocidad en tráfico de datos (10Gbit/seg), que permite conectar una gran cantidad de equipos al mismo segmento.

Se puede conectar a múltiples maestros en forma simultánea.

Los equipos cuentan con perfiles de datos predefinidos, lo que permite una integración muy rápida y a menor costo.

Curva rápida de aprendizaje al ser familiar para personal con experiencia en Ethernet.

Se pueden utilizar las mismas herramientas y tecnologías Ethernet disponibles en el mercado.

Conectividad fácil a una variada cantidad de sistemas.

Mayor robustez en conectividad inalámbrica debido a la amplia experiencia que existe en el mercado.

Mayor confiabilidad en los datos al utilizar métodos de seguridad estándar de Ethernet.

Se puede utilizar QoS (Quality of Service) para optimizar el tráfico de la red.

Power over Ethernet (PoE) permite alimentar equipos por medio del mismo cable sin requerir tendidos adicionales de cable.

Se permiten topologías lineales o de anillo, entre otras, dando a las redes mayor robustez o incluso redundancia.

Acceso a información de diagnóstico de los medidores sin pasar necesariamente por el sistema de control.

Permite compartir la información obtenida por medidores y equipos con múltiples sistemas, tanto administrativos como comerciales.

En EtherNet /IP existen dos tipos de mensajes: telegramas de I/O de tiempo real y telegramas explícitos. Los telegramas de tiempo real son datos de alta prioridad y llevan información del proceso, variables de medición de estatus y en general, información crítica de alta prioridad. Por otra parte, los telegramas explícitos son acíclicos y se destinan a llevar información de configuración del estado de parámetros internos del medidor o valores de diagnóstico.

Arquitectura de EtherNet/IP.

En EtherNet /IP existen dos tipos de mensajes: telegramas de I/O de tiempo real y telegramas explícitos. Los telegramas de tiempo real son datos de alta prioridad y llevan información del proceso, variables de medición de estatus y en general, información crítica de alta prioridad. Por otra parte, los telegramas explícitos son acíclicos y se destinan a llevar información de configuración del estado de parámetros internos del medidor o valores de diagnóstico sistema de control, los que por medio de herramientas especiales de diagnóstico, pueden evaluar señales patrón en el interior de los equipos sin interferir la operación o comunicación con el sistema de control.

Además, al utilizar EtherNet/IP, los costos de implementación de un sistema de monitoreo de condiciones es considerablemente menor, debido a que ya no es requerido pasar por el sistema de control para obtener la información a monitorear. Asimismo, permite el enlace directo entre el software de monitoreo y los equipos en cuestión, reduciendo el número de licencias requerido e incrementando significativamente la flexibilidad del sistema. Muchos de los equipos modernos implementados con EtherNet/IP cuentan en la actualidad con un servidor web por medio del que se pueden realizar ajustes de parámetros y tareas de diagnóstico sin requerir software o una herramienta dedicada. Esto flexibiliza y reduce los tiempos de intervención al no requerir mantener estas herramientas en los computadores portátiles.

Al ser Ethernet una plataforma utilizada en otras áreas de la ingeniería, los tiempos de aprendizaje para ingenieros nuevos en EtherNet/IP es menor que el utilizado para otros buses de campo. Además, retener conceptos de EtherNet/IP es más fácil, ya que los componentes y características son similares a instalaciones Ethernet estándar (Hub, Switch, UTP, RJ45).

En relación a las funcionalidades de IoT (o Internet de las Cosas), EtherNet/IP permite a los datos salir del ambiente clásico de una red local y viajar por la infraestructura de red a otra área geográfica, integrando estos datos con otros sistemas o usuarios. Así, las tareas de comisionamiento, mantenimiento o investigación de fallas, pueden ser soportadas por especialistas remotos directamente de las fábricas.

Diciembre 2016
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