Modbus: el protocolo industrial universal (RTU y TCP)
Modbus es el protocolo industrial más extendido del mundo. Creado en 1979 por Modicon, está presente en millones de controladores lógicos programables, onduladores, variadores, contadores y sensores. Su simplicidad es su punto fuerte: un maestro consulta a los esclavos a través de registros (bobinas, entradas, registros de retención), sin necesidad de negociar la sesión.
- Modbus RTU: conexión serie RS-485 o RS-232, hasta 247 esclavos por bus, tramas compactas con CRC.
- Modbus TCP: encapsulación en TCP/IP sobre Ethernet, direccionamiento por IP, sin límite de esclavos por segmento.
Casi todos los equipos industriales utilizan el protocolo Modbus. Es el punto de partida imprescindible para cualquier integración del IoT.
Recursos detallados:
OPC UA: el estándar abierto para la Industria 4.0
OPC UA (Arquitectura Unificada) es el protocolo de referencia para la interoperabilidad de la Industria 4.0. A diferencia de Modbus, incorpora un modelo orientado a objetos, seguridad nativa (autenticación, cifrado TLS) y un mecanismo de detección de servicios.
OPC UA funciona sobre TCP/IP (puerto 4840) o sobre WebSockets. Es un estándar exigido por numerosas normas (Industria 4.0, RAMI 4.0) y adoptado por los principales fabricantes de controladores lógicos programables (Siemens, Beckhoff, B&R…).
Su principal uso en el ámbito del IoT: enviar los datos de un controlador lógico programable (PLC) o de un servidor SCADA a una pasarela, que a su vez los transmite a través de MQTT a la nube.
Recurso: De OPC UA a MQTT
RS-485: la conexión serie industrial
RS-485 es una norma eléctrica (no un protocolo) que define un bus diferencial multipunto. La mayoría de los protocolos industriales en serie (Modbus RTU, M-Bus, BACnet MS/TP) se basan en RS-485 como capa física.
Características principales:
- Distancia: hasta 1 200 m a 100 kbps
- Resistencia al ruido electromagnético (cable apantallado de par trenzado)
- Hasta 32 controladores/receptores estándar (256 con transceptores de alta impedancia)
- Alimentación bifilar para contadores M-Bus (variante de 2 hilos)
Para conectar un bus RS-485 ya existente a la nube sin modificar el cableado, se intercala directamente en el bus una pasarela serie-Ethernet industrial o una pasarela 4G.
Recursos:
MQTT: el protocolo IoT en la nube
MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) es el protocolo de referencia del IoT para la transmisión de datos a la nube. Su modelo de publicación/suscripción a través de un broker central (Mosquitto, HiveMQ, AWS IoT…) separa a los productores de datos de los consumidores.
Ventajas para el IoT industrial:
- Sobrecarga muy baja (encabezado de 2 bytes como mínimo): ideal para redes celulares
- Gestión nativa de la desconexión y la reconexión (QoS 0, 1, 2)
- Mensaje «last will» para detectar la pérdida de conexión
- TLS para el cifrado de extremo a extremo
La pasarela IoT convierte los registros Modbus en temas MQTT estructurados (JSON o binarios) y los publica en el broker en la nube.
BACnet y M-Bus: gestión de edificios y telelectura
BACnet (Building Automation and Control Network) es el estándar abierto para la gestión técnica de edificios (GTB). Define objetos semánticos (temperatura, luminosidad, valor de consigna, alarma) y funciona mediante BACnet/IP (Ethernet) o BACnet MS/TP (RS-485). Se utiliza en sistemas de climatización, iluminación, control de accesos y sistemas contra incendios.
M-Bus (Meter Bus) es el estándar europeo (EN 1434, EN 13757) para la lectura remota de contadores: agua fría, agua caliente, gas, calefacción y electricidad. La versión con cable (2 hilos) alimenta los contadores desde el concentrador. La versión Wireless M-Bus (868 MHz) prescinde del cableado.
Recursos:
Tabla comparativa de protocolos industriales
| Protocolo | Medio | Velocidad típica | Uso principal | Guía |
|---|---|---|---|---|
| Modbus RTU | RS-485 / RS-232 | 9 600–115 200 bps | Controladores lógicos programables, sensores, contadores | → |
| Modbus TCP | Ethernet TCP/IP | 10–1 000 Mbps | Controladores en red IP | → |
| OPC UA | Ethernet TCP/IP | 1–1 000 Mbps | Industria 4.0, sistemas de información de negocio | → |
| RS-485 | Par trenzado | 100 kbps–10 Mbps | Bus de campo multidispositivo | → |
| MQTT | TCP/IP (nube) | Según la red | Transmisión de datos IoT a la nube | → |
| BACnet/IP | Ethernet | 10–100 Mbps | GTB, climatización, edificios | → |
| BACnet MS/TP | RS-485 | 9 600–76 800 bps | GTB de campo | → |
| M-Bus | Par trenzado | 300–9 600 bps | Lectura remota de contadores | → |
| Wireless M-Bus | Radio de 868 MHz | Baja velocidad | Lectura remota sin cableado | → |
Nuestras soluciones por protocolo
Cada protocolo cuenta con su propia página de integración, con esquemas de arquitectura y casos de uso detallados:
| Solución | Descripción |
|---|---|
| Modbus RTU a la nube | Transmisión de datos Modbus RTU / RS-485 a la plataforma en la nube |
| Modbus TCP a la nube | Modbus TCP sobre Ethernet a la supervisión en la nube |
| Modbus RTU a MQTT | Conversión de Modbus RTU a temas MQTT |
| Contadores Modbus | Integración de contadores con registros Modbus |
| OPC UA a MQTT | Puente OPC UA → MQTT para la Industria 4.0 |
| RS-485 Modbus 4G | Conexión de bus RS-485 mediante módem 4G/LTE |
| Pasarela serie-Ethernet industrial | Conversión de RS-485/232 a Ethernet en carril DIN |
| BACnet a la nube | Integración de BACnet para la gestión de edificios (GTB) en la nube |
| M-Bus a la nube | Concentrador M-Bus con transmisión a la nube |
| M-Bus inalámbrico de lectura remota | Lectura remota por radio a 868 MHz sin cableado |
| Transmisión de datos industriales | Arquitectura completa de transmisión multiprotocolo |