Elegir el protocolo de comunicación adecuado es fundamental para que los PLC se conecten de forma fiable con sistemas SCADA, IHMs y otros dispositivos. Esta guía analiza 10 protocolos habituales, sus características y sus aplicaciones industriales típicas para ayudarte a tomar la decisión correcta.
10 protocolos de comunicación habituales para PLC
Nº 1 Ethernet/IP
Ethernet/IP es un protocolo abierto de capa de aplicación. Está destinado exclusivamente a uso doméstico y empresarial. No está diseñado para funcionar en aplicaciones industriales. Es una versión avanzada de Ethernet estándar. El protocolo fue desarrollado por Rockwell Automation.
No.2 Modbus
Modbus es un protocolo basado en la tecnología maestro-esclavo para la transferencia de información a través de líneas serie o Ethernet. Se clasifica, a su vez, en Modbus RTU, Modbus ASCII y Modbus TCP/IP.
No.3 Profibus y Profinet
PROFIBUS es un bus de campo serie clásico. PROFINET es un tipo de Ethernet industrial que se caracteriza por velocidades más altas, mayor ancho de banda y mensajes de mayor tamaño. El protocolo PROFIBUS está diseñado para la comunicación de alta velocidad con dispositivos de E/S distribuidos (E/S remotas). El sistema PROFIBUS utiliza un maestro de bus para sondear los buses serie RS485 con dispositivos de E/S DP distribuidos de forma multipunto. El sistema PROFIBUS utiliza un maestro de bus para sondear los dispositivos de E/S DP distribuidos en múltiples puntos del bus serie RS485.
Nº 4 EtherCAT
Desarrollada originalmente por Beckhoff Automation, EtherCAT es una tecnología de Ethernet industrial en tiempo real que se centra en tiempos de ciclo cortos (<= 100 us). Cada dispositivo lee los datos en su trama e inserta los datos en la trama a medida que viaja aguas abajo. El flujo de datos puede ser desde unos pocos bits hasta kilobytes de información. Si el controlador solicita información de un solo dispositivo, el flujo de datos será más corto y rápido en comparación con la recogida de información de todos los dispositivos.
Nº 5 Optomux
Optomux es un protocolo de red serie que funciona con RS-232/RS-485 y se basa en el estándar ASCII. Fue desarrollado por Opto22. Otros protocolos similares a estos estándares son Interbus y DirectNet.
Nº 6 DF-1
DF-1 es un protocolo asíncrono, orientado a bytes, que se utiliza para comunicarse con dispositivos Rockwell basados en RS-232.
Nº 7 Interbus
Interbus es un protocolo de red serie que funciona en RS-232/RS-485 y se basa en el estándar RTU. Desarrollado por Phoenix Contact.
Nº 8 HostLink
HostLink: este protocolo se ha desarrollado a partir del protocolo ASCII, que se utiliza habitualmente para comunicarse a través de RS232 o RS422.
Nº 9 Autopista de datos (DH+)
Se trata de un protocolo desarrollado por Rockwell Automation que utiliza transformadores para acoplar señales diferenciales; esto significa que el transmisor y la estación receptora no necesitan estar al mismo potencial de tierra. Funciona según el concepto de señalización diferencial. Utiliza dos hilos para la transmisión de datos, y los datos se representan mediante la diferencia de tensión entre ambos hilos. En este caso, los datos se transmiten a través de la tensión diferencial, lo que permite eliminar fácilmente el ruido en ambos cables. Utiliza la transmisión semidúplex para la comunicación. Se trata de un protocolo muy antiguo que solo se utilizaba en los PLC de Rockwell. Hoy en día está obsoleto y apenas se utiliza. Es adecuado para protocolos de paso de testigo y utiliza líneas de relé con derivaciones.
Nº 10 CAN
El protocolo CAN es un protocolo de capa de aplicación que utiliza mensajes de igual a igual para comunicarse con diversos dispositivos. Se trata de un sistema de comunicación multimaestro-esclavo y cuenta con un diccionario de objetos que contiene todas las funciones de un dispositivo. Se trata de un método de comunicación práctico con objetos de comunicación estándar para datos en tiempo real (PDO), datos de configuración (SDO), marcas de tiempo, mensajes de sincronización, mensajes de emergencia, mensajes de arranque, mensajes NMT y mensajes de control de errores, así como otros datos. En una configuración de hardware, es necesaria la terminación en el dispositivo final para establecer la comunicación a lo largo de todo el enlace.
Comparación rápida de los protocolos de comunicación más habituales en los PLC
La siguiente tabla ofrece una visión general rápida de los protocolos de comunicación de PLC más habituales, incluyendo su tipo de comunicación, velocidad relativa y aplicaciones industriales típicas. Aunque el rendimiento real depende de la implementación y del diseño de la red, esta comparación puede ayudarte a identificar rápidamente qué protocolo es el más adecuado para un proyecto de automatización concreto.
| Protocolo | Tipo de comunicación | Velocidad relativa | Aplicación típica |
|---|---|---|---|
| Ethernet/IP | Ethernet industrial | Alta | Sistemas de Rockwell Automation |
| Modbus RTU | Serie | Bajo | Comunicación entre el PLC y el dispositivo |
| Modbus TCP | Ethernet | Medio | SCADA y redes industriales |
| Profibus | Bus de campo serie | Medio | Automatización industrial heredada |
| Profinet | Ethernet industrial | Alta | Automatización industrial en tiempo real |
| EtherCAT | Ethernet en tiempo real | Muy alto | Control de movimiento y robótica |
| Optomux | Serie (ASCII) | Bajo | Comunicación de E/S remota |
| DF1 | Serie | Bajo | Comunicación del PLC Allen-Bradley |
| Interbus | Bus de campo | Medio | Redes industriales distribuidas |
| HostLink | Serie | Bajo | Comunicación del PLC de Omron |
| Data Highway Plus (DH+) | Red privada | Medio | Sistemas Rockwell heredados |
| CAN | Bus de campo | Medio | Control en el sector de la automoción y sistemas embebidos |
Como se muestra en la tabla anterior, los protocolos basados en Ethernet, como EtherCAT, Profinet y Ethernet/IP, predominan en la automatización industrial moderna, mientras que Modbus, Profibus y otros protocolos seriales siguen desempeñando un papel importante en los sistemas heredados y en las aplicaciones en las que el coste es un factor determinante.
Retos en la integración de protocolos de comunicación de los PLC
Aunque es importante comprender los protocolos de comunicación de cada PLC, muchos proyectos de automatización implican el uso de múltiples protocolos que operan dentro del mismo sistema. La integración de dispositivos de diferentes fabricantes suele requerir la conversión de protocolos, la recopilación de datos y una gestión centralizada. Por ello, las pasarelas industriales se han convertido en una solución práctica para conectar PLC, IHMs, sistemas SCADA y plataformas en la nube a través de diferentes estándares de comunicación.
Por ejemplo, Pasarelas perimetrales de la serie EG de IOTRouter Admite la conexión de diversas marcas de PLC más habituales, entre las que se incluyen, a título enunciativo, SIEMENS, MELSEC, OMRON, LSis, AllenBrandly, Beckhoff, Inovance, Keyence, Panasonic, Delta, XinJE, MegMeet, Yaskawa, Fatek, Vigor, Fuji, etc.
Resumen
En la práctica, no existe un único protocolo de comunicación para PLC que se adapte a todos los casos. Modbus y Profibus siguen siendo fiables para los sistemas heredados, EtherCAT y Profinet destacan en la automatización de alta velocidad, y CAN es ideal para redes distribuidas o del sector de la automoción. En los proyectos reales, el reto rara vez consiste en elegir un único protocolo, sino en garantizar que los dispositivos, los sistemas y los proveedores puedan comunicarse de forma eficaz a través de múltiples protocolos. Dedicar tiempo a comprender los puntos fuertes y las limitaciones de cada protocolo, así como a planificar la interoperabilidad, es fundamental para crear un sistema de automatización estable, eficiente y preparado para el futuro.
Agnes Wang es especialista en soluciones de IoT en IOTRouter, donde se dedica principalmente a las pasarelas de IoT industrial, la computación en el borde y las soluciones de automatización industrial.
Está especializada en tecnologías de comunicación industrial, entre las que se incluyen Modbus, IEC 60870-5-104, MQTT, OPC UA, integración de PLC y aplicaciones de monitorización remota. Colabora en la redacción de artículos técnicos y guías de aplicación sobre soluciones de IoT industrial, conversión de protocolos y computación periférica.
