El concepto de “conectividad industrial” se refiere a las comunicaciones que se ejecutan a través de cables o a través del aire, utilizadas en fábricas y plantas. Estándares rigen los diseños del medio físico (o capa física) y del protocolo (software) que transporta los mensajes. En ese sentido, las redes industriales pueden ser analógicas o digitales, y específicas a nivel de dispositivo, nivel de controlador o nivel empresarial o pasar por varios niveles.

Para Vicente Mardones, Gerente General de Concables, la tendencia en conectividad industrial es bastante clara: “Todo está migrando a redes Profinet o Ethernet. En este punto, es muy importante destacar que el cable y sus respectivos accesorios sean de nivel industrial (Heavy Duty) para soportar ambientes rigurosos tanto en el ámbito mecánico como el de las comunicaciones”.

Al respecto, Antonio Vidal, Gerente de Productos en Fabelec, observa que en Tecnologías de la Operación (OT, por su sigla en inglés), en nuestro país aún se usa la tecnología de redes seriales y los estándares que esta conlleva. “Sin embargo, la adopción del estándar Ethernet TCP/IP en la industria ha ido reemplazando gradualmente estas redes seriales, lo que ha permitido un aumento en la capacidad de comunicación como también mayor seguridad y robustez. Por ello, los principales protocolos industriales también han adoptado este estándar, lanzando versiones con Ethernet TCP/IP, como por ejemplo, Modbus TCP, EtherNet/ IP y Profinet”, indica. “No obstante, la tendencia es a la adopción de estándares que permitan interoperación entre diferentes marcas, como lo es el estándar OPC y su protocolo OPC-UA”.

El profesional enfatiza en la relevancia de la aparición de sistemas analíticos con gran capacidad de cálculo y de comunicación necesaria para una integración entre los mundos TO y TI. “En este punto es esencial considerar los nuevos protocolos de comunicación (MQTT y Rest) que permiten esta integración, otorgando esta capacidad de cálculo a nuestras plantas de producción”, arguye.

Luis Vásquez, Ingeniero Senior de Proyectos de Veto y Cía., coincide, señalando que en la actualidad están destacando dos protocolos de comunicación: MQTT y OPC-UA. “MQTT (Message Queue Telemetry Transport) es uno de los protocolos de comunicación IoT basado en el estándar TCP/IP más utilizados. Se caracteriza por ser un protocolo liviano, escalable, fiable y seguro”, explica. “En tanto, OPCUA, la evolución del OPC Clásico, es un protocolo industrial cliente/servidor multiplataforma que no solo se centra en comunicar sensores con sistemas SCADA, sino que es capaz de ir más allá, comunicándose con ERP y plataformas en la Nube. Se caracteriza por ser un protocolo independiente y dispone de mecanismos de seguridad integrados”.

Hoy en día, las redes industriales pueden apuntar a diversos objetivos, desde uno meramente operacional (como la captura de datos desde un instrumento de campo) hasta otros más estratégicos. De hecho, Vidal acota que una de las tendencias en conectividad industrial que han observado es la centralización de la información de la producción de diferentes plantas. “A raíz de esto, creemos que en 2023 tomará mayor fuerza la integración de plataformas analíticas a nuestros sistemas de control. Esto es parte de la ‘revolución 4.0’ de la industria; hoy en día existen múltiples mecanismos para acceder a estas plataformas, pero aún no hemos sacado el máximo provecho de esta capacidad de análisis para reducir la inactividad y la optimización de la producción”, explicó.

Por su parte, Mardones añadió que los impulsores que empujan estas nuevas implementaciones están ligados a la interoperabilidad y a la homogenización de los protocolos de comunicación más usados en las plantas. “De este modo, se podrá tener un lenguaje común en la cual puedan convivir todos los dispositivos industriales que ya existen y los que vendrán”, explicó.

Al respecto, Vásquez agrega que la Industria 4.0 está revolucionando la forma en cómo funcionan las empresas, mejorando sus procesos operativos y productivos. “Esta revolución trae consigo una gran número de tecnologías como Internet de las Cosas (IoT), Edge Computing, Cloud Computing, Machine Learning e IA. De la mano de estas tecnologías, hay distintas tendencias de conectividad industrial orientadas a comunicar las máquinas a estas tecnologías, como son OPC UA (protocolo de comunicación multiplataforma, más abierta y orientada hacia los servicios) y MQTT (comunicación cliente-servidor). Por ejemplo, ambos permiten llevar datos de protocolos clásicos como Modbus a la nube”, indica. En ese sentido, Vidal sostiene que la “vertiginosa evolución” de la Tecnología que hemos visto en el último tiempo es otra de las grandes impulsoras de los cambios en conectividad industrial.

“No solo han aumentado en la capacidad de almacenamiento, velocidad de procesamiento y de comunicación, sino también se han reducido los costos en su producción, así como su tamaño y consumo. Estos avances han permitido que estas nuevas tecnologías puedan ser usadas por una mayor cantidad de empresas de cualquier tamaño”, agrega. En términos de medios físicos, el ejecutivo de Concables afirma que se está utilizando muy frecuentemente los cables de red Ethernet Industrial Categoría 6A. “Incluso en algunas regiones, ya se están utilizando cables y conectores categoría 7. Ahora, la tecnología a implementar depende mucho de las necesidades y capex de cada proyecto, ya que no se justifica poner una carretera enorme si solo transitarán muy pocos autos en ella. En esto hay que ser enfático: las redes bien diseñadas y en base a los requerimientos reales, duran muchos años. Por lo tanto, siempre hay una solución real y concreta para cada necesidad”, argumenta.

Conectividad inalámbrica

Hace unos años, ni siquiera se concebía utilizar tecnologías de conectividad inalámbrica en un proyecto industrial. Sin embargo, los avances tecnológicos han cambiado el escenario.

Al respecto, Vidal señala que “estos cambios en la industria siempre han sido lentos debido a desconfianzas, desconocimiento, entre otros factores. Pero, en lo que es manejo de información, el uso de conectividad inalámbrica para la centralización de la información, el uso de túneles VPN y otras técnicas de comunicación van en aumento y son una alternativa completamente factible que se está usando hoy en día en diferente medida”.

Por ejemplo, como señala Vásquez, para aplicaciones de sensorización a larga distancia, de bajo costo y autoalimentadas, destacan las tecnologías LoRa y LoRaWAN, “las que permiten una rápida puesta en marcha y conexión a diversas plataformas y servicios en la nube”.

“Como toda tecnología, cada una es aplicable de acuerdo a distintas variables, por lo que siempre es necesario realizar un análisis del lugar y el entorno donde se utilizará la solución. Las distintas tecnologías de telemetría y telecontrol deben ir acompañadas de un buen análisis para tener resultados satisfactorios y que cumplan con las expectativas del cliente”, continúa el profesional de Veto y Cía.

Como indica Mardones, al pensar un proyecto de redes industriales, se debe pensar que existen dos mundos: el OT (Tecnologías de Operación) y el IT (Tecnologías de la Información). “En ambientes industriales, se debe solo pensar en equipos, cables, accesorios, software, firewalls que sean pensados desde su concepción para este tipo de ambientes rigurosos”, añade.

En tanto, Vidal recuerda que las redes industriales deben ser siempre altamente confiables, seguras y robustas. “Esto, en todo el tiempo de vida de estas; es decir, durante la instalación, el funcionamiento y las mantenciones. Por ello, conceptos como Seguridad, Redundancia, entre otros, son muy importantes a la hora de proyectar una red”, indica.

Finalmente, Vásquez concluye que “la Industria 4.0 provee un conjunto de tecnologías y, como se mencionó anteriormente, el entorno y la aplicación juegan un rol importante en la definición de las tecnologías a emplear. Por ejemplo, si queremos monitorear en un entorno sin alimentación eléctrica y difícil de cablear, las soluciones inalámbricas con autonomía eléctrica aplican para conectar equipos existentes en planta”.

La conectividad industrial ha dejado de estar dominada por tecnologías propietarias y cada vez más se emplean estándares abiertos. Además, diversos avances tecnológicos han obligado a las redes industriales a transformarse en “multi-función”, cumpliendo múltiples objetivos tanto del proceso como del negocio. Por ello, resulta importante la correcta elección de las tecnologías a emplear.