Buses industriales, pilares estratégicos para la conectividad en la industria moderna

La transformación digital y la creciente confluencia entre los mundos IT y OT están redefiniendo los pilares de la industria moderna. Esta evolución exige una conectividad cada vez más robusta, flexible y segura, capaz de unir ambos entornos sin fisuras. En este nuevo escenario, los buses y protocolos industriales han dejado de ser simples canales de comunicación para convertirse en pilares estratégicos que habilitan la producción personalizada, la interoperabilidad entre sistemas heterogéneos y la integración fluida con plataformas de gestión y análisis en la nube. Su papel es ahora clave en la automatización avanzada, la trazabilidad en tiempo real y la toma de decisiones basada en datos. En el siguiente artículo, consultamos a varios especialistas para conocer su visión sobre los retos, oportunidades y tendencias que marcarán el futuro de la conectividad industrial.

PREGUNTAS

1. ¿Cómo ha evolucionado el papel de los buses industriales en la era de la digitalización y la Industria 4.0? 

2. ¿Cuáles son los principales desafíos técnicos al conectar sistemas IT y OT? 

3. ¿Qué tendencias marcarán el futuro de los buses industriales en los próximos cinco años? 

4. ¿Cuál es la apuesta tecnológica de su compañía con referencia a las diferentes comunicaciones entre los distintos niveles del modelo ISA95?

1. La industria está viviendo un momento de transformación acelerada. Factores como la volatilidad, la escasez de personal cualificado, el incremento del coste energético y las regulaciones medioambientales, entre otros factores, obligan a las empresas a ser más eficientes, sostenibles y flexibles que nunca. La presión por optimizar al máximo los recursos, reducir las paradas de planta y minimizar los residuos, manteniendo la calidad, es una realidad que marca el ritmo de la competitividad. 

Para responder a este desafío, es imprescindible que se implementen y optimicen complejos sistemas de automatización y control de planta. Los sistemas tradicionales ya no son suficientes; es necesario evolucionar hacia sistemas de comunicación basados en Ethernet.
 

Otro de los factores que está contribuyendo a esta reconversión de los sistemas de comunicación o buses industriales es la evolución o implementación de la llamada Industria 4.0, centrada principalmente en establecer la conexión del sistema de operación (OT), con los sistemas de gestión de planta, también llamados tecnológicos (IT). Durante años, tecnologías como Modbus, CAN, DeviceNet o Profibus fueron la base para comunicar sensores y actuadores con sus controladores. Su función era clara: transmitir señales para ejecutar la siguiente maniobra de la máquina o actuador. Sin embargo, la industria actual demanda mucho más.
 

Actualmente, para cubrir necesidades de comunicaciones en tiempo real, como procesos deterministas, diagnósticos avanzados, acceso remoto a la máquina o planta, integración de sistemas de automatización o supervisión con plataformas IT, es necesario trabajar con sus evoluciones como Profinet, EtherCAT, Ethernet/IP…
 

Los sistemas de comunicación basados en Ethernet también nos han traído un avance en la simplificación de las arquitecturas de seguridad en máquina/línea, permitiéndonos reducir el cableado de la instalación, pero también aumentar las funciones de seguridad más allá de un simple paro de emergencia de categoría 1. Profinet, EtherCat o EtherNet/IP con protocolos seguros tales como PROFIsafe, FSoE o CIP Safety nos permiten dar una respuesta más completa y proporcionada a varias situaciones de emergencia como STO, SSL, SE...
 

Para funcionalidades avanzadas como cloud y edge computing, mantenimiento predictivo, sistemas de visión artificial o sensórica inteligente, es fundamental contar con infraestructuras capaces de gestionar grandes volúmenes de datos y transmitirlos a alta velocidad. En este aspecto, las redes basadas en Ethernet industrial superan ampliamente las limitaciones de los buses de campo tradicionales, que apenas alcanzan los 100 Mbps, ofreciendo velocidades que pueden llegar —e incluso superar— 1 Gbps, lo que las convierte en la opción ideal para entornos conectados y escalables.
 

Impulsada por la Industria 4.0, la estandarización y la interoperabilidad se han convertido en objetivos prioritarios para facilitar la comunicación entre equipos de distintos fabricantes. Este aspecto resulta especialmente relevante para integradores de máquinas, que necesitan entornos abiertos y compatibles. Protocolos como OPC UA y TSN (Time-Sensitive Networking) son fundamentales para lograrlo, ya que establecen un marco de comunicación estandarizado, seguro y determinista, permitiendo la integración eficiente y confiable de dispositivos heterogéneos en entornos industriales conectados.
 

La gestión de datos en la nube permite aprovechar tecnologías como gemelos digitales en tiempo real, análisis avanzado e incluso toma de decisiones con IA dedicada. Sin embargo, esta conectividad también aumenta la exposición a ciberataques. Por ello, la ciberseguridad industrial se convierte en un pilar estratégico, incorporando mecanismos que antes no eran necesarios para proteger tanto la integridad de los datos como la continuidad operativa.
 

2. Existen múltiples desafíos técnicos para que los sistemas OT sean conectables con sistemas IT. Estos se pueden agrupar en cinco grandes áreas:

1. Interoperabilidad y protocolos: Los entornos OT utilizan protocolos industriales específicos (PROFINET, EtherCAT, entre otros), mientras que IT se basa en estándares como TCP/IP, HTTPS o MQTT. Esta diversidad dificulta la comunicación directa y obliga a implementar soluciones como gateways, middleware o capas de traducción que garanticen un flujo de información fiable entre ambos mundos.
2. Obsolescencia y ciclos de vida: Muchos sistemas OT operan con equipos y software antiguos que no soportan tecnologías IT ni las nuevas capas de seguridad. Además, mientras IT se actualiza con frecuencia y bajo impacto, los sistemas OT tienen ciclos de vida de 10 a 20 años, donde cada actualización implica paradas de producción y riesgos para la continuidad operativa. 
3. Diferencias en prioridades operativas y rendimiento: OT exige baja latencia y alta disponibilidad en tiempo real para procesos críticos, mientras IT prioriza la gestión segura de grandes volúmenes de datos, garantizando confidencialidad e integridad. Estas dos visiones nos pueden generar un conflicto de diseño del sistema o desequilibrios en el desempeño de los sistemas operativos.
4. Ciberseguridad: Los sistemas OT no fueron concebidos para estar conectados a redes IT, lo que los convierte en vulnerables ante ciberataques. La protección de infraestructuras críticas requiere medidas robustas que abarquen ambos entornos, alineadas con normativas como CRA, NIS2 o NMR, especialmente relevantes para fabricantes de maquinaria y sistemas de automatización.
5. Gestión y compatibilidad de datos: La información proviene principalmente de sensores y actuadores OT. Para que sea útil en IT, debe estructurarse, filtrarse y contextualizarse. El uso de modelos de datos comunes (como OPC UA) y tecnologías como Edge Computing ayuda a reducir latencias y optimizar la explotación de datos para la toma de decisiones.

La integración IT/OT no se logra solo con estándares y herramientas; requiere colaboración real entre equipos, tradicionalmente separados, y cultura organizacional. Es necesario fomentar modelos de trabajo híbridos, formación específica y comunicación fluida para crear perfiles que comprendan ambos mundos. Solo así la convergencia aportará valor tangible en el marco de la Industria 4.0.

3. Las tendencias que marcarán el futuro de los buses industriales basados en Ethernet en los próximos cinco años estarán impulsadas por la digitalización avanzada, la conectividad total y la automatización inteligente, todo ello alineado con las exigencias de la Industria 4.0. El objetivo será mejorar la seguridad, la eficiencia y el análisis de datos en tiempo real. Entre ellas, destacamos cinco tendencias principales:

• Migración hacia Ethernet y TNS: Los buses industriales evolucionarán para convertirse en los principales canales de comunicación, desplazando paulatinamente los buses de campo como PROFIBUS o CAN. La adopción de Gigabit Ethernet y Redes TSN (Time-Sensitive Networking) permitirá mover grandes volúmenes de datos con alta velocidad, baja latencia y sincronización precisa, requisitos clave para aplicaciones críticas.
• Integración con IIoT y Edge Computing: Estos buses serán el eje de comunicación entre sensores inteligentes, dispositivos IIoT, máquinas y sistemas IT o cloud, garantizando una transmisión fluida y eficiente. Esto facilitará el análisis de grandes volúmenes de datos en tiempo real y la toma de decisiones basadas en inteligencia artificial. 
• Ciberseguridad avanzada: La protección de la continuidad operativa será prioritaria. Se incorporarán mecanismos integrados como autenticación, cifrado y segmentación de tráfico, junto con arquitecturas Zero Trust, para blindar las redes industriales frente a amenazas.
• Plug and produce y mantenimiento predictivo: Funcionalidades como la autoconfiguración, diagnóstico avanzado, mantenimiento preventivo reducirán los tiempos de parada de planta y acelerarán la puesta en marcha de maquinaria. La monitorización continua, apoyada en IA, permitirá realizar un diagnóstico preventivo de posibles fallos o averías.
• Redes inalámbricas complementarias: Para mayor flexibilidad y ahorro en instalaciones, o para una mayor movilidad, tecnologías como Wi-Fi, WirelessHART y 5G se integrarán en las redes industriales, aunque las aplicaciones críticas seguirán confiando en conexiones cableadas.

En definitiva, la evolución en las redes de comunicación industriales no solo mejorará la eficiencia y capacidad operativa, sino que también permitirá a las fábricas y plantas industriales ser más ágiles, seguras y preparadas para los retos de la digitalización y sostenibilidad que exigen los próximos años en la Industria 4.0.
 

4. La estrategia tecnológica de Schneider Electric se articula a través de EcoStruxure™, una plataforma abierta e interoperable que integra los mundos OT (Tecnología Operativa) e IT (Tecnología de la Información) bajo una arquitectura unificada. Su objetivo es garantizar una comunicación fluida, segura y estandarizada entre todos los niveles del modelo ISA-95, desde el nivel 0 (dispositivos de campo) hasta el nivel 4 (gestión empresarial).
 

Los niveles 0 a 2 corresponden al campo y control, donde se encuentran los dispositivos conectados como sensores, actuadores, PLCs y medidores inteligentes. En este nivel se utilizan protocolos abiertos tales como Modbus, Modbus TCP, OPC UA, IEC 61850 y Ethernet/IP. Además, se incorpora el concepto de Edge Control, con controladores como Modicon M580, soluciones de automatización como EcoStruxure Automation Expert y sistemas SCADA como EcoStruxure Geo SCADA Expert.

En el nivel 3, orientado a MES y MOM, se incluyen soluciones como EcoStruxure Manufacturing Operation, que permiten la ejecución de órdenes, trazabilidad, gestión de calidad, mantenimiento y eficiencia energética. Este nivel se integra con los sistemas de control mediante estándares como B2MML (Business to Manufacturing Markup Language), que implementa la norma ISA-95 en formato XML.
 

Finalmente, el nivel 4 corresponde al ERP y la gestión empresarial, donde se establece la conectividad con sistemas ERP como SAP u Oracle mediante APIs, middleware y conectores estándar. Aquí se habilita un flujo bidireccional de datos, que incluye órdenes de producción, inventarios, indicadores clave de desempeño (KPIs), calidad y mantenimiento.
 

En definitiva, EcoStruxure no solo conecta los diferentes niveles del modelo ISA-95, sino que habilita la transformación digital industrial, facilitando la convergencia IT/OT y aportando valor tangible en el marco de la Industria 4.0.

1. A lo largo de los últimos años, hemos vivido cómo los buses industriales han evolucionado de ser un medio de transmisión de señales de control a un elemento clave dentro de la arquitectura de control en factorías y procesos de fabricación. Las tecnologías de bus de campo como PROFIBUS o Modbus ayudaron a sustituir las conexiones punto a punto que fueron sustituidas por redes de campo más fiables y con un mayor nivel de control. 

Esta evolución, lejos de detenerse, ha acelerado. Nuevas tecnologías de proceso basadas en Ethernet Industrial con protocolos como PROFINET, EtherNET/IP o EtherCAT incluyen un componente de control no solo sobre el proceso, sino también del canal. Mejorando la confiabilidad del dato y su trazabilidad.
 

Además, tecnologías como OPC UA, MQTT ayudan a conectar de manera segura y estandarizada los equipos de proceso con sistemas SCADA, MES e incluso plataformas cloud. 

2. El principal desafío, más que técnico, está en la gobernanza del dato y la ciberseguridad. Desde un punto de vista OT, los sistemas están diseñados para operar con tiempos de respuesta muy muy bajos, prácticamente tiempo real y con un gran volumen. Resulta fundamental, por tanto, realizar un diseño correcto de las comunicaciones, evaluando cuáles son los datos OT que son necesarios elevar al entorno IT.
 

En un entorno IT, las prioridades son diferentes. Escalabilidad, interoperabilidad y seguridad tanto a nivel de red como de aplicación. La ciberseguridad es cada vez un punto más importante. Donde las arquitecturas segmentadas, redes DMZ, gestión de usuarios e identidades y certificados de seguridad son elementos de extrema importancia. Afortunadamente, contamos con una amplia gama de dispositivos y soluciones para ayudar a la interconexión de equipos legacy que carecen de conectividad moderna. Gracias a pasarelas podemos convertir protocolos antiguos a estándares actuales como OPC UA.
 

3. El futuro inmediato apunta hacia una mayor presencia de redes de proceso basadas en Industrial Ethernet. Además, tecnologías como TSN (Time Sensitive Networking) permitirán controlar tanto flujo de control como datos, simplificando la infraestructura. Veremos comunicaciones Wireless basadas en estándares iIoT como LoRaWAN que complementarán las comunicaciones cableadas en ciertos sectores o partes del proceso. También conexiones WiFi, LTE 4G o 5G. Serán muy utilizadas por su capacidad de control en el entorno de milisegundos, asegurando conexiones en tiempo real.
 

En cuanto a protocolos, veremos cómo los protocolos basados en publicación/suscripción, como MQTT, crecerán ayudando a arquitecturas más escalables y orientadas a eventos. El Edge Computing también cobrará importancia y se consolidará con gateways capaces de procesar y tratar los datos antes de transmitirlos.
 

4. En Becolve Digital, apostamos por una arquitectura de comunicaciones abierta, segura y escalable que permita integrar de manera sencilla los distintos niveles del modelo ISA-95. Desde el nivel de proceso a los entornos cloud. En los niveles de campo, trabajamos una amplia gama de gateways, sensores y módulos de adquisición de señales industriales que operan con protocolos tradicionales como Modbus RTU, CAN o PROFIBUS.

En el nivel de control. Promovemos la adopción de protocolos estándar y modernos que ayuden a la interconexión segura hacia niveles superiores como OPC UA. Ahí nuestra gama de gateways industriales y routers de comunicaciones fabricados por partners estratégicos como HMS Networks, ACKSYS o Milesight actúan como nodos capaces de convertir, filtrar y comunicar datos procedentes de PLCs, sensores y otros dispositivos.

Para niveles superiores de control, gestión y análisis desde Becolve Digital proponemos las soluciones SCADA Y MES de AVEVA. Además, de Kepware y OPC Router para la estandarización de las comunicaciones.

En definitiva, la visión de Becolve Digital es ofrecer una infraestructura de comunicaciones robusta, escalable y preparada para el futuro. Combinando la comunicación OT-IT en un entorno favorable para la ciberseguridad industrial. 

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Este artículo aparece publicado en el nº 566 de Automática e Instrumentación págs 62 a 65.