Redes industriales básicas: EtherNet/IP, Profinet y Profibus (topologías y diagnóstico práctico)

 

1. Panorama rápido

  • EtherNet/IP y Profinet

    • Corren sobre Ethernet industrial (capa física 100/1000 Mbps, RJ45 o fibra).

    • Usan switches, IP, estructuras en estrella/árbol/anillo.

  • Profibus (DP)

    • Red serial de campo (RS-485).

    • Topología en línea/bus, velocidad típica 1.5–12 Mbps.

    • Muy instalada en plantas antiguas y muchas aún en servicio.

La clave para mantenimiento:
saber cómo está cableado y cómo se diagnostica cuando “un nodo se cae”.

2. EtherNet/IP – Lo esencial

2.1. Qué es

  • Protocolo de Rockwell (ODVA) sobre Ethernet TCP/UDP/IP.

  • PLC (ControlLogix/CompactLogix) habla con:

    • Remotas, variadores, HMI, IO-Link masters, etc.

2.2. Topologías típicas

  1. Estrella clásica

    • Todos los dispositivos al switch principal.

    • Fácil de visualizar, un solo punto de concentración.

  2. Árbol / Estrella jerárquica

    • Switch principal en sala de control.

    • Switches secundarios en campo conectados al principal.

  3. Anillo (DLR, MRP, etc.)

    • Dispositivos en anillo con dos puertos.

    • Si se rompe un cable, la red se “autorepara” usando el otro sentido.

Buenas prácticas:

  • Cableado con UTP industrial, categoría mínima Cat5e.

  • Separar cables de Ethernet de potencia.

  • Etiquetar puertos y equipos (IP, nombre de nodo).

2.3. Diagnóstico básico EtherNet/IP

  1. LEDs de puerto en switch y equipo:

    • Link encendido → conexión física OK.

    • Parpadeo → tráfico.

    • Sin luz → cable roto, desconectado o puerto muerto.

  2. Ping desde PC o herramienta del PLC:

    • Si responde: comunicación IP básica OK.

    • Si no responde: problema de IP, mascara, gateway, cable o equipo apagado.

  3. En Studio 5000 / RSLogix:

    • “I/O Not Responding”, “Connection Timeout” en el árbol del proyecto.

    • Ver en Module Properties → Connection si hay fallos intermitentes.

  4. Básico de campo:

    • Cambiar cable por uno probado.

    • Probar otro puerto del switch.

    • Ver que no haya duplicidad de IP (dos equipos con la misma IP se “pelean”).

3. Profinet – Lo esencial

3.1. Qué es

  • Protocolo de Siemens (Profibus & Profinet Intl.) sobre Ethernet.

  • PLC S7 habla con:

    • ET200, variadores, remotas, HMI, etc.

3.2. Topologías

Parecidas a EtherNet/IP:

  • Estrella (más común)

  • Línea usando switches integrados en remotas

  • Anillo (MRP – Media Redundancy Protocol) en dispositivos que lo soportan

Profinet introduce el concepto de:

  • Nombre de dispositivo Profinet (Device Name).

  • Asignación desde TIA Portal.

3.3. Diagnóstico básico Profinet

  1. En TIA Portal / Online & Diagnostics:

    • Ver estado del dispositivo (OK / rojo / amarillo).

    • Mensajes típicos: “Module Fault”, “Station not reachable”.

  2. LEDs de dispositivo:

    • Link/Act en puertos.

    • LED BF (Bus Fault) / SF (System Fault) en módulos.

  3. Pruebas:

    • Ping IP como en EtherNet/IP.

    • Ver “Topology” en TIA (si fue configurada) para ver en qué punto se cae.

  4. Problemas típicos:

    • Nombre Profinet no coincide con el configurado en proyecto.

    • IP mal asignada o cambiada en campo.

    • Cableado dañado o con interferencias.

4. Profibus DP – Red en bus

4.1. Qué es

  • Bus de campo serial basado en RS-485.

  • Un maestro (PLC) y varios esclavos (remotas, drives, balanzas, etc.).

  • Comunicación cíclica, muy usado en los 90–2000 y todavía vigente.

4.2. Topología

  • Línea / bus:

    • Cable morado Profibus, dispositivos “colgados” en la línea.

    • Dos terminadores activos (ON) solo en los extremos del bus.

  • Máximo recomendado:

    • Dependiendo de la velocidad:

      • A 1.5 Mbps, longitudes típicas de hasta 200 m por segmento (sin repetidores).

    • Hasta 32 nodos por segmento (más con repetidores).

Puntos críticos:

  • Terminación correcta (switch en el conector a ON solo en los extremos).

  • No hacer “estrellas” ni “T” directas; si se necesitan, usar repetidores.

4.3. Diagnóstico básico Profibus

  1. LEDs de módulo:

    • BF (Bus Fault), SF (System Fault) en Siemens y equivalentes en otros fabricantes.

    • Si solo un esclavo da fallo → problema local; si todos, problema maestro o línea principal.

  2. Direcciones de nodo (0–126):

    • Cada dispositivo tiene una dirección única (rotary switches o software).

    • Dirección duplicada = caos intermitente.

  3. Terminadores:

    • Solo ON en el primer y último conector de la línea.

    • Si se apaga un equipo que tiene terminador activo → el bus puede caerse.

    • Muchas veces se usan conectores con terminación activa independiente de la alimentación.

  4. Herramientas:

    • Algunos PLC tienen diagnósticos integrados (Error de estación n).

    • Analizadores Profibus / laptops con adaptador pueden ver calidad de señal, errores, telegramas.

  5. Fallas típicas:

    • Cable cortado o apantallamiento mal conectado.

    • Terminador apagado donde debería estar ON.

    • Conector mal crimpado, hilos intercambiados (A/B).

    • Address cambiada accidentalmente.

5. Diagnóstico general: enfoque de mantenimiento

5.1. Para redes Ethernet (EtherNet/IP, Profinet)

Ruta lógica:

  1. Capa física

    • ¿Link encendido en ambos extremos?

    • ¿Cable dañado o sin clic? Cambiar por uno probado.

  2. Capa IP

    • ¿Puedes hacer ping desde un PC en la misma red?

    • Revisar IP, máscara, gateway, duplicidad de direcciones.

  3. Capa de protocolo

    • EtherNet/IP: ver en Studio 5000 si el módulo reporta “Connection Faulted”.

    • Profinet: ver diagnósticos en TIA, BF/SF LEDs.

  4. Tendencias / intermitencias

    • Si se cae cuando arranca un motor grande → revisar EMC, puesta a tierra, separación de cables.

    • Ver si hay loops de red sin STP/MRP (switches mal conectados en anillo sin protocolo).

5.2. Para Profibus

Secuencia típica en planta:

  1. Ver cuántos equipos están con BF.

    • Muchos → falla de segmento principal.

    • Uno o pocos seguidos → probablemente corte entre esos puntos.

  2. Revisar terminadores:

    • Extremos del bus con terminación ON.

    • Si alguien movió un conector, revisarlo primero.

  3. Revisar conectores “sospechosos”:

    • Los últimos tocados en mantenimiento.

    • Cables que pasan por zonas con vibración.

  4. Si hay analizador disponible:

    • Ver tasa de errores, forma de onda RS-485, reflexiones.

6. Tabla resumen rápida

RedMedio físicoTopología típicaDiagnóstico clave
EtherNet/IPUTP/Fibra (Ethernet)Estrella, árbol, anilloLEDs de puerto, ping, alarmas en PLC/SCADA
ProfinetUTP/Fibra (Ethernet)Estrella, línea, anillo MRPOnline & Diagnostics en TIA, BF/SF, ping
Profibus DPRS-485 cable moradoLínea/bus con terminadoresBF/SF, terminadores ON en extremos, direcciones únicas, calidad del cable

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