Arquitectura de Redes Industriales y el Modelo OSI

Niveles de la Pirámide de Automatización Industrial

Nivel de Fábrica

• Equipamiento: Ordenadores, servidores, redes LAN/WAN e Internet.
• Gestión de datos: Gran volumen de datos.
• Velocidad de respuesta: Pequeña (baja prioridad de tiempo real).
• Tecnología principal: Ethernet.

Nivel de Planta

• Equipamiento: PCs, servidores, redes LAN e Internet.
• Gestión de datos: Gran volumen de datos.
• Velocidad de respuesta: Mediana.
• Tecnología principal: LAN Industrial (PROFINET), Ethernet y sistemas SCADA.

Nivel de Célula

• Equipamiento: PLCs de gama alta, PCs, CNC, robots, HMI y SCADA.
• Redes: LAN Industrial (PROFINET) y buses de campo.
• Gestión de datos: Volumen medio de datos.
• Velocidad de respuesta: Grande (alta prioridad).

Nivel de Campo

• Equipamiento: PLCs de gama alta, PLCs, CNC, robots, HMI y SCADA.
• Redes: LAN Industrial (PROFINET) y buses de campo.
• Gestión de datos: Volumen medio de datos.
• Velocidad de respuesta: Alta.

Nivel de Proceso

• Equipamiento: PLCs, PC, HMI, sensores y actuadores.
• Redes: Buses de campo y de dispositivos.
• Gestión de datos: Volumen pequeño de datos.
• Velocidad de respuesta: Instantánea.

Conceptos de Ingeniería y Comunicación de Datos

• CAE: Ingeniería asistida por ordenador (Computer Aided Engineering).
• CAD: Diseño asistido por ordenador (Computer Aided Design).
• CAM: Fabricación asistida por ordenador (Computer Aided Manufacturing).
• CNC: Control numérico computarizado.
• DTE: Equipos terminales de datos (Data Terminal Equipment).
• DCE: Equipos de comunicación de datos (Data Communications Equipment).
• LT: Línea de transmisión (Transmission Line).

Organizaciones Internacionales de Estandarización

• ISO: Organización Internacional de Estándares (International Organization for Standardization).
• UIT: Unión Internacional de Telecomunicaciones.
• ANSI: Instituto Nacional Americano para la Estandarización.
• IEEE: Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos.
• EIA: Asociación de Industrias Electrónicas.

El Modelo OSI (Open Systems Interconnection)

El modelo OSI, creado por la ISO, es un estándar formado por 7 capas que define las fases por las que deben pasar los datos para viajar de un dispositivo a otro en una red de comunicaciones.

Nivel 7: Aplicación

Se encarga de la utilización de los datos por parte de los programas de usuario.

Nivel 6: Presentación

Se ocupa de la representación y encriptación de los datos para asegurar su correcta interpretación.

Nivel 5: Sesión

Permite el control del inicio y la finalización de la conexión entre dispositivos.

Nivel 4: Transporte

Realiza la división de los datos en paquetes de envío. Incluye protocolos como TCP en entornos Ethernet.

Nivel 3: Red

Interviene en el direccionamiento de paquetes de datos cuando existen varias redes. Incluye protocolos IP en Ethernet, así como implementaciones en buses de campo y PROFINET.

Nivel 2: Enlace

Se encarga de la estructuración del paquete o trama de datos y su envío a la capa física. Realiza el control y detección de errores, así como el control de acceso al medio.

Nivel 1: Física

Se encarga de la transmisión de bits de datos al canal de comunicación. Define los niveles de la señal eléctrica según la norma utilizada y adecua la señal al medio empleado (cable, fibra óptica, radiofrecuencia, etc.). Controla la velocidad de transmisión y la codificación/decodificación de datos.