La pasarela industrial sirve como interfaz entre redes que soportan diferentes protocolos. En el campo de TI (Tecnología de la Información) y OT (Operaciones de Tecnología), las pasarelas pueden comunicarse entre muchas arquitecturas y protocolos residentes diferentes. Repquetean y converten datos de una red a otra para entender la información.
La pasarela puede incluir funciones de convertidores de protocolo, dispositivos de adaptación de impedancia, convertidores de tasa, aisladores de fallas o convertidores de señal para proporcionar interoperabilidad del sistema. La pasarela industrial cubierta en este informe se utiliza para introducir dispositivos de red basados en IP en redes basadas en IP y puede ser introducida en la Internet Industrial.
Con la llegada de la Internet Industrial, el alcance de las funciones de la pasarela industrial se está expandiendo. Históricamente, gracias a la simple conversión de protocolos, la llegada de plataformas de puertas de enlace microprocesadores programables remotas con sistemas operativos estándar y la capacidad de hospedar agentes de plataformas IIoT y aplicaciones residentes ha expandido enormemente la configuración funcional de la pasarela.
Debido a su enfoque en su posible uso como dispositivo de infraestructura periférica de Internet Industrial, el informe presta especial atención a las pasarelas que soportan redes basadas en IP. Esto elimina las pasarelas que solo soportan redes no basadas en IP en los niveles esclavo y maestro, incluidas muchas pasarelas que se basarán en no-IP, generalmente puertas de enlace interconectadas de red de automatización serial.
ARC excluye además las tarjetas de interfaz de red conectadas a las placas traseras de PLC basadas en protocolos de red Ethernet. Por ejemplo, no se incluyen las tarjetas de interfaz de red diseñadas para placas traseras de PLC basadas en EtherNet/IP.
Los enrutadores y conmutadores de red se incluyen típicamente en una porción del espectro de puertas de enlace, pero tales productos se excluyen explícitamente de este informe y se incluyen en productos separados de infraestructura de red de ARC. Del mismo modo, se excluyen convertidores de medios, servidores de dispositivos y convertidores de protocolo propietarios.
Para capturar el alcance funcional emergente de las pasarelas industriales, el análisis separa los dispositivos de conversión de protocolos de automatización tradicionales de los nuevos dispositivos de puerta de enlace IIoT. En resumen, para este análisis, se considera que la puerta de enlace de automatización es aquella que funciona en un nivel inferior de la pila de arquitectura y hace hincapié en la conversión de protocolos.
Por otro lado, las características de las puertas de enlace IIoT o "nube" son que hacen hincapié en proporcionar los datos del dispositivo a otros componentes de la nube o Internet Industrial. Los factores diferenciadores incluyen el uso de microprocesadores y sistemas operativos estándar, como la plataforma Intel IoT, y API que soportan la transferencia de representación de estado (REST), el transporte de telemetría de cola de mensajes (MQTT) y otros protocolos de integración y transporte de datos IoT. OPC UA también puede ser utilizado para este propósito.
En las primeras etapas de la Internet Industrial, muchos proveedores ofrecen integración entre sus dispositivos de puerta de enlace y su propia nube privada. Los ejemplos incluyen HMS Industrial Network con Netbiter y su nube Argos, así como Digi International y su Device Cloud. Estos y otros productos similares se incluyen en la categoría IIoT.
Las últimas puertas de enlace IIoT soportan componentes de la plataforma IIoT más avanzada que puede ser ejecutada en el perímetro. Estas puertas de enlace simplifican la interfaz entre el perímetro y la nube y apoyan adicionalmente la ejecución de aplicaciones de perímetro tales como análisis. Los ejemplos de estos agentes de plataforma de perímetro incluyen las máquinas Predix de GE en sus puertas de enlace proxy locales y dispositivos asociados, así como las plataformas IOx desenlazadas de Cisco que se encuentran en sus enrutadores de la serie 8x9 y productos asociados.
Este informe introduce el mercado de pasarelas desde la perspectiva de la red esclava y maestra del servicio. Debido al énfasis en aplicaciones de Internet Industrial, todas las redes primarias deben ser basadas en IP, excluyendo las seriales y otras maestras no IP, incluidas según la clasificación de tipo de red:
Otras maestras Ethernet (generalmente redes de automatización serial)
Esclavo inalámbrico host inalámbrico (también puede ser cualquier tipo de inalámbrico, pero generalmente Bluetooth o equivalente a Wi-Fi)
Celular (cualquier tipo de esclavo a una red celular)
La unidad central de procesamiento (CPU) es un circuito electrónico o "chip" dentro de una pasarela basada en microprocesador que realiza operaciones básicas de aritmética, lógica, control y entrada/salida (I/O). Intel, ARM y Freescale son los proveedores de chips más populares para pasarelas industriales.
El sistema operativo (SO) gestiona los recursos de hardware y software del ordenador y proporciona servicios comúnes a las aplicaciones. Los sistemas operativos son un factor importante de diferenciaciación en el campo de las pasarelas industriales debido a la tendencia a poder realizar aplicaciones residentes en el perímetro en la pasarela. Linux es actualmente el sistema operativo más popular para proveedores de puertas de enlace IIoT, pero Windows 10 se está convirtiendo en una alternativa, especialmente para los clientes que usan Microsoft Azure Cloud.
A cada dispositivo en Internet se asigna una dirección IP para identificación y definición de ubicación. La versión 6 del Protocolo de Internet (IPv6) proporciona un espacio de direcciones de mayor capacidad para identificar y ubicar ordenadores en red y enrutar tráfico a través de Internet.
IPv6 de 128 bits es desarrollado por el Internet Engineering Task Force (IETF), y aparentemente, el número de direcciones disponibles bajo su predecesor, IPv4, pronto se agotará. Estos dos protocolos no son interoperables, pero existen software y productos para permitir la comunicación entre el host y las interfaces que soportan los respectivos protocolos.
Al escribir este artículo, la mayoría de las redes industriales no soportan IPv6. Sin embargo, están disponibles muchas nuevas puertas de enlace IIoT.
Las puertas de enlace industriales de cómputo periférico son una herramienta poderosa en la era de la Internet de las Cosas Industrial (IIoT). Integran la recopilación de datos, el procesamiento en tiempo real y la protección de seguridad en un solo paquete robusto, actuando como el cerebro inteligente de las fábricas. Al procesar datos en la fuente, logran tiempos de respuesta a nivel de milisegundos, asegurando el funcionamiento eficiente de los procesos de producción. Adicionalmente, protegen los datos corporativos de amenazas mediante mecanismos de seguridad robustos. Además, reducen los requisitos de ancho de banda de red y optimizan la utilización de recursos, trayendo experiencias inteligentes sin precedentes a las industrias tradicionales. En esencia, las puertas de enlace industriales de cómputo periférico juegan un papel fundamental en ayudar a las industrias tradicionales a emprender un viaje hacia la digitalización y la inteligencia.
Una red celular inalámbrica opera a través de un transceptor de ubicación fija, denominado sitio celular o estación base. Un solo sitio celular cubre un área limitada, mientras que una red de sitios celulares cubre una gran área. La mayoría de las personas saben que las redes celulares son utilizadas por sus teléfonos personales, pero las redes celulares también son ampliamente utilizadas para monitorear y gestionar remotamente diversos dispositivos.
Actualmente, la mayoría de las puertas de enlace celulares industriales operan en 3G o 4G LTE. El término 4G denota la cuarta generación de tecnología de datos para las redes celulares. La abreviación LTE significa Evolución a Largo Plazo y es una sigla del flujo técnico de datos de alta velocidad para teléfonos y otros dispositivos móviles. La nueva tecnología LTE-M está diseñada para las comunicaciones de Internet.
La puerta de enlace que conecta la red secundaria a la estructura principal de Ethernet puede admitir uno de los protocolos disponibles de red Ethernet industrial. Existen muchos protocolos, pero la mayoría de los dispositivos actualmente compatibles son protocolos de red industrial diseñados para EtherNet/IP o PROFINET.
El tamaño del aspecto se refiere a las dimensiones, la forma y la superficie física de la puerta de enlace. Muchos dispositivos de red industrial de borde son comercializados como montaje en carril DIN o rack/panel. Las puertas de enlace integradas en dispositivos terminales, tales como PC industriales sin ventilador o HMI, son otra opción. En esta última categoría, solo se incluyen las puertas de enlace integradas comercializadas por proveedores de dispositivos independientes. Los proveedores que solo comercializan productos integrados quedan fuera del alcance de este estudio.
USR-M511 de PUSR es una puerta de enlace Modbus que consulta a los dispositivos secundarios Modbus RTU/ASCII y muestra los datos en una página web interna. También admite respuestas a las consultas desde un maestro Modbus TCP. USR-M511 ofrece un método flexible para controlar y monitorear sus dispositivos Modbus RTU/ASCII.
