Protocolos de Comunicación Industrial: PROFIBUS, PROFINET y la Seguridad Funcional con PROFISAFE

Protocolos Fundamentales en la Automatización Industrial

1. PROFIBUS: El Estándar de Bus de Campo

PROFIBUS es una red industrial basada en tecnología de bus de campo. Se consolidó en el mundo industrial a finales de la década de los 90 y, gracias al apoyo de compañías líderes como Siemens, Beckhoff, WAGO y Bosch, se ha convertido en la red basada en buses de campo más exitosa del mundo.

Características clave de PROFIBUS:

• Respaldada por algunas de las empresas de mayor importancia en el mundo de la automatización.
• Todos los dispositivos PROFIBUS son intercambiables entre sí (sin importar el fabricante).
• Orientada para el control a nivel de célula y campo (pirámide CIM).
• Busca el ahorro económico, la comunicación bidireccional y la reducción de cables.
• Fue concebida originalmente para poder controlar diversos procesos industriales.

2. PROFINET: La Evolución Basada en Ethernet

La industria, al igual que otros sectores, requiere incorporar nuevas posibilidades de comunicación. De este hecho nació PROFINET que, al igual que PROFIBUS, es una red que está regulada por la organización Profibus y Profinet International (PI). En la actualidad, cerca de 16.4 millones de dispositivos están conectados gracias a esta red y las cifras siguen aumentando cada año.

La razón de este aumento se debe a las siguientes características:

• Capacidades similares a PROFIBUS.
• Mayor flexibilidad.
• Mayor poder de procesamiento.
• Más oportunidades de expansión.

Todo lo anterior se resume en: Mayor potencial de automatización. Al ser una red basada en Ethernet, comparte algunas características de las redes domésticas. El uso de protocolos como DHCP, DNS, ARP, HTTP, etc., es una de las tantas ventajas que posee.

Tipos de Comunicación en PROFINET

En los procesos industriales es de vital importancia contar con redes que transmitan la información en el menor tiempo posible y que esta no se pierda en el camino. Es por eso que PROFINET cuenta con dos tipos de comunicaciones:

• Comunicación Non-time critical (No crítica en tiempo).
• Comunicación Real Time (Tiempo Real).

3. PROFISAFE: Seguridad Funcional en Redes Industriales

Con el fin de añadir seguridad funcional a estas redes, PI ha desarrollado un protocolo adicional para garantizar la integridad de los sistemas. Este nuevo protocolo se ha convertido hoy por hoy en el líder de redes de buses seguras. Con cerca de 7 millones de nodos, es una buena opción a tener en cuenta en nuestras próximas integraciones.

PROFISAFE no es una red industrial independiente; se añade a nuestra red existente, ya sea PROFIBUS o PROFINET. PROFISAFE añade una capa de seguridad, considerando a lo demás un canal “negro”, que no es alterado.

Características de Seguridad de PROFISAFE

Algunas características con las que cuenta son:

• Transferencia de datos correctos.
• Destino correcto.
• Envío y recepción de información en el momento oportuno.

Mecanismos de Integridad de Datos

Todo lo anterior es logrado gracias a la incorporación de elementos de seguridad como:

• Numeración consecutiva de los mensajes (señal de vida).
• Incorporación de perro guardián (watchdog).
• Nombre único de emisor y receptor.
• Comprobación de integridad de datos.

El objetivo de este protocolo es asegurar la entereza de las personas, los procesos y el medio ambiente, evitando accidentes que puedan ser causados por fallas en el sistema.