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5 Diferencias entre OPC UA y OPC Clásico

Quién más y quien menos, ha escuchado a hablar en alguna ocasión del Internet de las Cosas, también es probable que en alguna ocasión haya escuchado que se puede aplicar a la industria y, si así ha sido, probablemente también OPC UA. ¿Por qué es OPC UA tan importante? ¿Qué diferencias hay entre OPC UA y OPC Clásico?

1. Sistemas Operativos

OPC Clásico está basado en tecnología Windows, ya que utiliza COM / DCOM para mover datos entre aplicaciones. OPC UA, en cambio, se puede implementar sobre cualquier sistema operativo, ya sea Android, Linux o Windows.

2. Tecnología embedida

En OPC UA, los servidores pueden residir dentro de los mismos PLC, formando parte del hardware. En OPC Clásico, los Servidores OPC son drivers que deben instalarse sobre una máquina que se comunique directamente sobre la máquinas.

3. Seguridad

En la era de la información, somos cada vez más conscientes de la importancia de proteger los datos. A diferencia de OPC Clásico, OPC UA permite la encrpitación de las comunicaciones mediante certificados de seguridad que los interlocutores deben conocer antes de empezar a comunicarse.

4. Comportamiento con Firewall

Aquellos que han sufrido los problemas de DCOM sabrán que OPC Clásico no es especialmente amistoso con el Firewall: ya que además de necesitar tener muchos puertos abiertos, necesita de muchas configuraciones. OPC UA es amistoso con el Firewall, basta con abrir un puerto para comunicar aplicaciones.

5. Modelo de información

En OPC Clásico tenemos diferentes tecnologías para lidiar con cada tipo de fuente de datos: OPC DA para el tiempo real, OPC HDA para historización de datos y OPC A&E para alarmas y eventos… todas tecnologías que no pueden comunicarse entre si. Este problema es resuelto con OPC UA, que combina todas ellas en una sola tecnología.

Como vemos, las diferencias entre OPC UA y OPC Clásico son sustanciales, por lo que merece la pena plantearse el modelo de información de la empresa y saber más sobre esta tecnología.

 

 

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El reto de aprender Modbus por si sólo

Por allá en el año 2007, cuando empecé en este mundo de la automatización, me asignaron un nuevo proyecto: Tenía que comunicar dos máquinas con un protocolo del que ya había escuchado cosas antes, tenía que aprender Modbus.

La empresa para la que yo trabajaba por ese entonces desarrollaba proyectos de automatización y tenía un PLC desde hacía ya varios años que controlaba la extrusora de una fábrica.

Para aquel entonces, la fábrica compró un nuevo conjunto de válvulas y encomendó la tarea de integrarlas al PLC mencionado a la empresa para la que trabajaba, que me asignó a mí el trabajo, uno de mis primeros realmente.

¿Qué hice en ese momento?

Pues me puse a sudar. Pero al mismo tiempo, tuve una sensación difícil de explicar, lo vi como un reto, ¡Tenía que hacerlo!

Me fui a la universidad a buscarme un libro de comunicaciones industriales que tuviese contenido sobre Modbus. En general puedo decir que aprendí cosas, pero antes…

Me frustré.

¿Cómo podía ser que esos libros tuviesen tan pocos ejemplos? Luego de esta parte teórica, vino la parte práctica, es decir, la etapa de programar el PLC en si mismo con algunas funciones Modbus. ¿Cómo podía acceder al mapa de memoria de las válvulas? ¿Cómo podía mapear Entradas y Salidas? Desde luego, el PLC que programaba no tenía mucha literatura.

Me frustré.

¿Cómo podía ser que hubiese pocos ejemplos? Luego de tener una parte del código desarrollada me faltaba poderlo probar con algo… pero en la empresa no tenían ningún dispositivo Modbus, así que ya te lo puedes imaginar, la prueba la tuve que hacer en la misma fábrica.

Me frustré.

¿Cómo podía ser que no hubiese ningún dispositivo para probar? No puedo mencionar la cantidad de cosas que aprendí, pero también la cantidad de horas que me tiré en la fábrica…

¿Y entonces?

Bueno, el proyecto desde luego salió, logré comunicar el PLC con esas nuevas válvulas y la satisfacción que me llevé fue impresionante, me sentí como el mismo Mark Zuckerberg: aquello era impresionante, la fábrica estaba funcionando y en parte era gracias a mí. Era la sensación de éxito.

Pero cuando pasaron unas semanas y maduré la experiencia, recopilé toda la información que había obtenido y la organicé correctamente. Desde luego, pensé que sin esfuerzo no hay éxito, pero también me di cuenta que en realidad había mal gastado muchas horas por errores básicos de organización en mi aprendizaje.

¿Te sientes identificado? Te recomiendo leer esta serie de post para aprender Modbus…

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¿Modbus y Arduino combinados?

Modbus y Arduino: por un lado un protocolo de comunicación con un larguísimo recorrido en el mundo industrial del que hemos hablado en otras entradas.

Por el otro, una marca que desarrolla placas Open Source de la que Opiron ha hablado largo y tendido en muchos tutoriales. De hecho, tenéis la sección de Arduino abierta en nuestro canal de Youtube.

¿Qué pasaría si combináramos ambos?

¿Un dispositivo con Modbus y Arduino?

Sigamos avanzando en nuestro concepto: Modbus es un protocolo de comunicación que desde hace unos años es libre, y por lo tanto, puede implementarse en múltiples dispositivos sin necesidad de pagar royalties. Por el otro, Arduino es también una plataforma de hardware libre, con una comunidad de programadores y recursos enormes.  Las posibilidades de combinar ambas tecnologías son muchas, pudiendo ampliar las capacidades de comunicación de las placas Arduino con:

  • Sistemas SCADA.
  • Sistemas PLC, RTU.
  • Redes industriales ya existentes.

Pero seguramente conviene no quedarse ahí, puesto que Modbus además aporta la seguridad de apoyar nuestros proyectos sobre una tecnología absolutamente robusta y probada en el mundo industrial.

Modbus: ¿TCP o RTU? , Arduino ¿Qué placa?

Cuestión de tecnología: Como sabemos, de Modbus tenemos diferentes versiones, desde las versiones Modbus RTU hasta las Modbus TCP. Por suerte, todas ellas son integrables con los módulos Arduino gracias a la gran cantidad de librerías desarrolladas para tal fin.  Elegir una u otra dependerá de las necesidades de las comunicaciones que debamos implementar así como de las redes donde se deba integrar el dispositivo. Te recomiendo leer esta entrada para más información.

En cuanto a Arduino, ¿Es Modbus implementable en cualquier placa? La respuesta corta es sí…  Al menos Arduino Mega, Uno o Leonardo sí lo son (probado!)

¿Quieres aprender a implementar Modbus con Arduino?

Es evidente que las ventajas de combinar ambos son enormes. Ahora bien, aprender por separado ambas tecnologías (aunque ya sepas al menos una de ellas), no es tan fácil. Por mucho que haya librerías y recursos disponibles en internet. Por ello, te proponemos que estés atento, puesto que muy pronto lanzaremos un curso que te permitirá convertirte en un experto de ambas tecnologías.

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¿Qué es Modbus?

Si preguntas a un ingeniero si existe un protocolo de comunicación popular, fácil de implementar, y con años de probada fiabilidad en entornos industriales exigentes, lo más seguro que te responda es una palabra mágica: “Modbus”. Con esta frase resumo el éxito de un protocolo de comunicación que lleva décadas de éxito.

¿Qué es Modbus?

Empecemos por lo básico, Modbus es un protocolo de comunicación industrial, que normalmente podemos encontrar en fábricas y edificios inteligentes.

El objetivo del protocolo es la transmisión de información entre distintos equipos electrónicos conectados a un mismo bus. Muchos dispositivos de campo lo usan para poder comunicarse con PLC’s y SCADA’s.

La historia 

Nos tenemos que remontar hasta el año 1979 para recuperar la primera especificación de este protocolo de comunicación. En aquel entonces, los PLC estaban empezando a dar los primeros pasos y Modicon, una empresa que a posteriori fue absorbida por Schneider Electric, desarrolló este protocolo para sus PLC. En el año 2004 fue liberado y hoy en día la Modbus Organization da soporte y promueve su uso.

La tecnología

Las redes Modbus utilizan una arquitectura maestro – esclavo. El maestro inicia las comunicaciones (por ejemplo un SCADA) preguntando datos a un esclavo (por ejemplo un PLC), que le responde siempre en función de la pregunta hecha por el maestro. Cada dispositivo de una red posee una dirección única.

Modbus es un protocolo de aplicación, lo que significa que puede implementarse sobre diferentes capas físicas. Es por ello que podemos encontrar versiones  TCP/IP, o también serie como RTU y ASCII. Por lo tanto, podremos usar Modbus tanto con cables de red como con cables serie, siempre que los dispositivos con los que interactuemos estén preparados para ello.

Conclusión

Si buscas una tecnología fiable y fácil de implementar, debes considerar Modbus como una alternativa a tener muy en cuenta tanto para proyectos de automatización tanto en la industria como en domótica.

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¿Es Modbus un protocolo IoT?

Normalmente, cuando pensamos en Modbus lo relacionamos con un protocolo relacionado con máquinas y protocolos antiguos, como RS-232, RS-485, etc. Pero nada más lejos de la realidad, éste es uno de los protocolos de comunicación más usados a día de hoy en la industria y no existe ninguna intención o previsión para que vaya a desaparecer en poco tiempo. Por lo tanto la duda es obvia, ¿Está preparado Modbus para el mundo del IoT?

Una revisión del protocolo

Modbus es un protocolo de aplicación, lo que significa que puede implementarse sobre diferentes capas físicas (por eso tenemos encontramos desde versiones Serie hasta versiones TCP, por ejemplo).  La versión TCP, como explicamos en el ebook sobre Modbus TCP / IP que puedes encontrar gratis, es particularmente adaptable a protocolos de red por su arquitectura Cliente / Servidor, por lo que es muy común encontrar este protocolo integrado plenamente en el segundo nivel de la pirámide de automatización.

Modbus es un protocolo particularmente popular en la industria y hay básicamente dos razones que así lo explican: por un lado, su probada fiabilidad y por el otro su carácter libre, lo que permite a los fabricantes de dispositivos poder usarlo sin pagar royalties.

Implementación

La implementación de este protocolo en sistemas de control y redes empresariales está muy probada y hay muchos recursos disponibles (tanto de librerías de software como de casos de éxito).

Sin embargo, para hacer frente al mundo de nivel del IoT y de la industria 4.0 e IoT, a los protocolos de comunicación se les debe exigir una capa de seguridad nativa contra posibles ataques mal intencionados y Modbus no está concebido de esta manera, cosa que por ejemplo OPC UA sí permite.

Sin embargo, a día de hoy en el mercado tenemos Gateways que permiten que Modbus pueda ser integrado al mundo del IoT , como el OPC UA Modbus Server disponible en nuestra tienda, que permite mantener las mismas funcionalidades nativas pero con funcionalidades de seguridad como la encriptación para habilitarlo al mundo del IoT.

Conclusión

Estamos hablando de protocolo fiable, que lleva funcionando desde finales de los años 70, una eternidad en el mundo de la tecnología y que seguirá existiendo por muchos más. Por lo tanto, Modbus y IoT no son mundos incompatibles, sino más bien completamente complementarios.

En Opiron somos expertos en desarrollo de arquitecturas industriales así que si necesita llevar datos Modbus a alguna plataforma, ¿Por qué no prueba a contactarnos? 😉