WLAN en las redes industriales

Un nuevo artículo sobre redes industriales y como casi siempre trataremos de redactarlo de forma que pueda ser entendido sin conocimientos de automatización industrial.

Ethernet fue lanzado hace más de 20 años como una tecnología de transmisión basada en cable. Actualmente es el medio principal para transmitir datos en un entorno industrial. Ethernet ofrece alto ancho de banda, procedimientos de redundancia, estandarización y en consecuencia unos costes inferiores. Ya que los dispositivos de Ethernet industrial usan el protocolo TCP/IP, los componentes de las redes tales como switches o routers son fáciles de configurar y supervisar.

Las tecnologías de transmisión inalámbricas se expanden hacia innumerables aplicaciones. Los operadores de planta ahora demandan que la transferencia de datos en banda ancha son posibles en sus puntos terminales. Los operadores desean obtener datos de operación actualizados, controlar la planta al menor coste y usar unidades móviles tan flexibles como sea posible.

La tecnología inalámbrica se usa también donde sea necesario transmitir datos y para ello existan limitaciones, por ejemplo donde se usan ensamblajes de anillas deslizantes, aplicaciones móviles, tales como los sistemas de vehículos guiados automáticamente, o terminales móviles. Estas aplicaciones no serían posibles sin las tecnologías inalámbricas.

WLAN, una tecnología madura

La introducción de WLAN en la tecnología de automatización fue originalmente una tecnología de proceso lento. El mercado industrial tiende a ser conservador y usualmente va retrasado la adopción de nuevas tecnologías. Hay muchos motivos para esto. En primer lugar, las máquinas en los ambientes de proceso deben usarse durante muchos años lo cual no da pie a la puesta en marcha de experimentos.

Las soluciones WLAN se han desarrollado recientemente debido al interés del mercado industrial por las ventajas que ofrecen. Un punto importante es que la tecnología Ethernet es ahora fiable y efectiva en costes. Adicionalmente, el nuevo estándar 802.11n ayuda a hacer las aplicaciones WLAN más atractivas y se amplían sus áreas de aplicación.

El mercado de las redes industriales aún está dividido en varios tipos de protocolos de Ethernet. Ya que muchas redes industriales se crearon usando tecnologías Fieldbus, las variantes basadas en variantes de Ethernet de Fieldbus se desarrollaron para alcanzar compatibilidad entre las tecnologías existentes y la nueva red. Tales protocolos, como EtherNet/IP o Profinet, se usan para interconectar dispositivos Fieldbus, controladores y componentes de red de Ethernet.

Todos estos componentes son requeridos en los componentes de red, tales como conmutadores o puntos de acceso WLAN.

Diferencias entre WLAN y Ethernet

 Una red inalámbrica no puede ser mirada y tratada exactamente como una red basada en cable. Una red inalámbrica es variable por naturaleza. Los clientes de la re cambian su posición y se mueven de un punto de acceso a otro. Como resultado de ello, la tecnología de red también cambia permanentemente. Incluso en el caso de instalaciones inalámbricas fijas, por ejemplo cuando los edificios están conectados vía una conexión punto a punto inalámbrica, los parámetros de conexión no son siempre estables. El clima, influencia disruting (no solamente de radar) o cambios mecánicos simples, tales como la antena deben ser ajustados por fuertes vientos, dando como resultado velocidades variables, cambios en las tasas de datos y posiblemente cambios en canales, etc. Un parámetro clave, especialmente en redes basadas en Profinet y EtherNet/IP, es el retraso en la transmisión. Por su propia naturaleza, las redes inalámbricas no pueden alcanzarla latencia corta de conexiones de cable simples. Un 802.11n WLAN idealmente configurado alcanza valores similares al cable vía Fast Ethernet. La capa WLAN MAC está diseñada de forma que los paquetes no puedan simplemente ser enviados, sino que cual otro usuario de la red rival sea tenido en cuenta y el paquete tenga que esperar si es necesario. La latencia corta no debe ser por tanto garantizada en cada paquete que se envía. Esto no ocurre con un cable debido a que sólo tiene dos extremos. Los cables inalámbricos tienen muchos extremos y cada usuario debe ser tenido en consideración.

Bibliografía: WLAN in Industrial Networks. IEN April 2011 – Volume 37 – No 4