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¿Qué es Ethernet?

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Ethernet es una tecnología de red propuesta por primera vez en los años 70 y estandarizada posteriormente como IEEE 802.3 en 1983.

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Ethernet es una tecnología de red propuesta por primera vez en los años 70 y estandarizada posteriormente como IEEE 802.3 en 1983. Definida por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE), esta norma especifica las capas física y de enlace de datos de Ethernet. Ethernet permite a ordenadores y dispositivos conectarse y comunicarse dentro de redes de área local (LAN) y redes de área extensa (WAN).

La función principal de Ethernet es permitir que los dispositivos conectados a la red intercambien datos. Imagine un escenario en el que muchas personas hablan al mismo tiempo; las conversaciones serían caóticas y difíciles de seguir. Del mismo modo, los paquetes de datos transmitidos simultáneamente a través de un cable Ethernet compartido pueden colisionar y crear confusión. Los protocolos Ethernet gestionan las reglas de transmisión de datos para evitar estos conflictos, garantizando una comunicación regular y eficaz.

¿Qué es Ethernet industrial?

Ethernet industrial es una forma especializada de Ethernet diseñada para satisfacer las exigentes demandas de los entornos industriales. Especialmente diseñada para sistemas de automatización y control de la producción, se ha convertido en la tecnología de red líder en las fábricas de todo el mundo.

Requisitos como la comunicación en tiempo real, la baja latencia y el enrutamiento determinista de datos son cruciales en los entornos industriales. Ethernet Industrial utiliza protocolos especialmente desarrollados para tener éxito en estos entornos difíciles. Existen unos 20 protocolos de Ethernet industrial, pero cinco de los más comunes son EtherCAT, EtherNet/IP, PROFINET, Modbus TCP/IP y POWERLINK.

5 protocolos Ethernet industriales comunes

1. EtherCAT

EtherCAT, acrónimo de Ethernet for Control Automation Technology, fue lanzado por Beckhoff en 2003. Utiliza la arquitectura maestro-esclavo y destaca por su capacidad de "procesamiento sobre la marcha". Cada nodo (dispositivo esclavo) desempaqueta los datos relevantes y los transmite simultáneamente; de este modo, la eficiencia y la velocidad aumentan significativamente.

2. EtherNet/IP

Apoyado por la Open Device Vendors Association (ODVA) y adoptado por Rockwell Automation, EtherNet/IP se basa completamente en el protocolo Ethernet. Utiliza el protocolo industrial común (CIP) para servicios universales de automatización industrial. EtherNet/IP admite un número ilimitado de nodos gracias a su conexión a Ethernet y conmutadores estándar, pero sus capacidades de comunicación en tiempo real son algo limitadas.

3. PROFINET

Desarrollado a principios de la década de 2000 por miembros de Siemens y Profibus, PROFINET es una solución Ethernet industrial común. Tiene tres clases: CC-A (tiempo real básico), CC-B (añade compatibilidad con Simple Network Management Protocol) y CC-C (PROFINET IRT, que ofrece cambios de datos en tiempo real con tiempos de ciclo inferiores a 1 ms). PROFINET es versátil y adecuado para diversas tareas de automatización, desde sistemas de trabajo hasta control de movimiento.

4. Modbus TCP/IP

Modbus se desarrolló a partir del bus de campo Modbus RTU, combinando TCP/IP, Ethernet, estándares TCP/IP y métodos de transmisión de datos Modbus. Funciona según el modelo maestro-esclavo (cliente-servidor), en el que sólo el dispositivo maestro puede iniciar consultas. Aunque su uso está muy extendido, Modbus TCP/IP no está diseñado para la comunicación en tiempo real.

5. POWERLINK

Desarrollado por B&R, POWERLINK es un protocolo Ethernet industrial en tiempo real que cumple con la norma IEEE 802.3. La topología de red flexible ofrece capacidades de conexión en caliente y conexión cruzada. Mediante el uso de métodos de sondeo y zona horaria, es compatible con varios componentes de automatización industrial, permitiendo que sólo un nodo transmita datos a la vez.

Ethernet industrial frente a Ethernet comercial

Mientras que Ethernet comercial es omnipresente en hogares y oficinas, Ethernet industrial tiene diferencias claras que se adaptan a las necesidades industriales.

- Normas y protocolos: Ethernet comercial suele utilizar el estándar IEEE 802.3. Por el contrario, Ethernet industrial se basa en el estándar IEEE 802.3. En cambio, Ethernet industrial se basa en protocolos especializados como EtherNet/IP, EtherCAT y otros para satisfacer los requisitos industriales.

- Velocidad de red: Ethernet industrial suele funcionar a velocidades más lentas que Ethernet comercial. Esto se debe a que las redes industriales dan prioridad a los datos de control y automatización sobre la transferencia de datos a alta velocidad.

- Estabilidad, fiabilidad y seguridad: Los componentes de Ethernet industrial están diseñados para soportar condiciones adversas como polvo, productos químicos, vibraciones, temperaturas extremas e interferencias electromagnéticas. Esta robustez contrasta con la de Ethernet comercial, que a menudo no soporta estos entornos.

- Comunicación en tiempo real: A diferencia de Ethernet comercial, Ethernet industrial debe permitir la distribución de datos en tiempo real. Esto es crucial para aplicaciones como los sistemas de automatización y control, donde los datos deben transmitirse a intervalos de tiempo precisos para un control exacto.

Imagine Ethernet industrial como la fuerza invisible detrás de diversos procesos industriales. Desempeña un papel vital en la automatización de fábricas, los sistemas de control, la robótica, el transporte e incluso la industria del petróleo y el gas. Esta tecnología se integra a la perfección con la Industria 4.0, permitiendo una transmisión de datos y una conectividad eficientes para una automatización avanzada. Con su diseño robusto y una mayor compatibilidad, Ethernet industrial está preparada para un desarrollo continuo también en el futuro.