Cómo modernizar los dispositivos industriales antiguos sin sustituirlos

Tus dispositivos serie siguen funcionando correctamente.

Leen los sensores, controlan los PLC y supervisan las líneas de presión. Llevan funcionando una década —a veces dos— y no han dado ni un paso en falso.

Entonces, ¿por qué todo el mundo habla de sustituirlos?

La respuesta corta: no tienen por qué.

La cuestión no es sustituir los equipos antiguos, sino conectarlos a la infraestructura moderna que los rodea, de forma segura y fiable, y a una fracción del coste que supondría una sustitución completa.

Eso es precisamente lo que permite la conversión de serie a Ethernet.

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El problema de la infraestructura serie heredada

Los entornos industriales están repletos de dispositivos serie RS-232, RS-422 y RS-485, y con razón. La comunicación serie es sencilla, robusta y ha demostrado su eficacia en la práctica. Los controladores lógicos programables (PLC), los medidores, las unidades de transmisión remota (RTU) y los sensores basados en protocolos serie tienen una vida útil que se mide en décadas, no en ciclos de producto.

Pero esa durabilidad conlleva un problema de conectividad.

En un principio, los dispositivos serie se conectaban directamente a un ordenador o servidor local. Esto funcionaba bien cuando todo se encontraba en las propias instalaciones y se daba por sentado el acceso físico. Hoy en día, esto plantea un problema: esos dispositivos resultan prácticamente invisibles para las redes modernas.

Sin visibilidad remota. Sin gestión centralizada. Sin posibilidad de diagnosticar un problema desde ningún otro lugar que no sea la propia máquina.

Eso significa que, cuando surge algún problema —una alarma que se ha activado en una subestación remota, un error de comunicación en una línea de producción—, alguien tiene que desplazarse hasta allí. En las operaciones industriales, eso no solo es un inconveniente, sino que además resulta caro.

Ingeniero en una sala de control

 

Cómo la conversión de serie a Ethernet contribuye a la modernización

Un convertidor de serie a Ethernet es un servidor de dispositivos que sirve de puente entre los equipos serie antiguos y las redes IP modernas.

En lugar de conectarse a un ordenador local mediante un cable serie, se conecta al servidor de dispositivos. A continuación, dicho servidor se comunica a través de Ethernet —o de red móvil— con el resto de la red, con la nube o con una plataforma de gestión centralizada.

Desde el punto de vista del dispositivo serie, nada ha cambiado. El protocolo, los parámetros de comunicación, el comportamiento... todo sigue igual.

Desde el punto de vista de tu red, ese dispositivo está ahora conectado, es localizable y se puede gestionar como cualquier otro terminal IP.

Esa es la ventaja principal: se obtiene una conectividad moderna sin tener que tocar los equipos que ya funcionan.

Técnico reparando cables

El coste real de una visita de servicio

Antes de evaluar cualquier solución de modernización, conviene basarse en una cifra concreta.

¿Cuánto cuesta realmente cuando surge un problema en una instalación remota y un técnico tiene que desplazarse hasta allí?

En algunas operaciones, el coste asciende a unos pocos cientos de dólares en mano de obra y desplazamiento. En otras —como los sectores de los servicios públicos, el petróleo y el gas, o la fabricación a gran escala—, los paros imprevistos pueden suponer miles o decenas de miles de dólares por hora. Algunas organizaciones han calculado que esa cifra alcanza los 100 000 dólares por minuto cuando se produce una interrupción en el funcionamiento de equipos críticos para la producción.

Ese contexto es importante a la hora de evaluar una infraestructura de conversión de serie a Ethernet. Cuando un servidor de dispositivos de 200 dólares permite a un técnico diagnosticar un dispositivo serie de forma remota en lugar de tener que desplazarse, el cálculo del retorno de la inversión suele resolverse rápidamente.

Cómo funciona: una guía práctica

La implementación de un convertidor de serie a Ethernet es más sencilla de lo que la mayoría de los equipos cree.

El cambio físico es mínimo. En lugar de conectar el cable serie del dispositivo a un ordenador o servidor local, se conecta al servidor de dispositivos. Desde allí, el servidor de dispositivos se conecta a la red a través de Ethernet, o bien a través de una red móvil si el emplazamiento carece de una conexión por cable fiable.

En el lado del servidor, tienes varias opciones en función de tu arquitectura:

  • Digi RealPort instala un controlador de puerto COM virtual en el servidor, de modo que el software existente detecta el dispositivo serie exactamente igual que siempre. No es necesario realizar ningún cambio en las aplicaciones.
  • Los modos de socket TCP o UDP son adecuados para entornos en los que es necesario transportar el tráfico a un punto final específico.
  • Los modos Modbus y EtherNet/IP admiten la conversión de protocolos nativa directamente en el dispositivo, sin necesidad de una pasarela independiente.

Con herramientas como Digi Navigator, la configuración se automatiza. La detección, la instalación del dispositivo y la configuración del lado del host se pueden completar en 10 a 15 minutos por dispositivo una vez que el cableado está instalado. Para los equipos que realizan implementaciones a gran escala, esa repetibilidad es importante.

Ciberseguridad

Seguridad: la brecha que presentan la mayoría de las implementaciones heredadas

Hay algo a lo que no se presta suficiente atención en los debates sobre la modernización de las conexiones serie: las infraestructuras serie más antiguas solían instalarse sin cifrado.

Eso no fue negligencia. Se trataba del contexto. Los entornos aislados físicamente con controles de seguridad físicos tenían un modelo de amenazas diferente al que existe hoy en día. Las redes de tecnología operativa (OT) están cada vez más conectadas —a redes LAN empresariales, a plataformas en la nube, a herramientas de acceso remoto— y la superficie de ataque ha aumentado con esa conectividad.

Hoy en día, cuando el tráfico serie se transmite a través de conexiones TCP, UDP o puertos COM virtuales, debe cifrarse. Los servidores de dispositivos serie modernos admiten TLS 1.2 y TLS 1.3 de forma predeterminada, lo que garantiza la protección de los datos en tránsito, tanto si se transmiten a través de una red local como a través de un túnel VPN móvil.

Esta es una de las diferencias más significativas entre los servidores de dispositivos más modernos y los equipos a los que sustituyen. El cifrado está activado de forma predeterminada, no es una función añadida a posteriori.

Técnicos de campo en una planta industrial

Redundancia: ¿qué ocurre cuando se interrumpe la conexión principal?

La conectividad en las instalaciones industriales remotas rara vez es perfecta. Las conexiones a Internet por cable fallan. Las señales de telefonía móvil son inestables. Y cuando el enlace principal se interrumpe, se pierde toda visibilidad de esa instalación.

Los servidores de dispositivos serie modernos resuelven este problema gracias a sus funciones integradas de conmutación por error.

Digi SureLink, por ejemplo, supervisa continuamente la conexión principal a Internet mediante el seguimiento de un objetivo configurado: una dirección IP específica, un sitio web o la propia interfaz de red. Si se interrumpe la conectividad, SureLink cambia automáticamente a una ruta de respaldo. Esa ruta de respaldo puede ser una conexión Ethernet secundaria o una conexión móvil a través de un módulo CORE integrado.

En entornos con redes redundantes, la agrupación de enlaces Ethernet ofrece una conmutación por error fluida entre interfaces físicas sin que se produzca una desconexión perceptible para los dispositivos o aplicaciones que dependen de ese enlace.

El resultado: cuando falla la ruta principal, las operaciones continúan, y el equipo se entera antes de que un técnico tenga que investigar.

Protocolos compatibles: más allá de la conexión serie básica

Una preocupación habitual a la hora de evaluar la conversión de serie a Ethernet es la compatibilidad de protocolos. Los entornos industriales se basan en una amplia gama de estándares de comunicación, por lo que un servidor de dispositivos que solo gestione tráfico serie sin procesar puede no ser suficiente.

Digi Connect EZ La línea de productos es compatible con:

  • Modbus (traducción original)
  • EtherNet/IP (traducción original)
  • PLC de Allen-Bradley
  • PROFINET
  • DNP3 (como capa de transporte hacia un punto final que se encarga de la traducción)

Para las organizaciones que operan en entornos con protocolos mixtos —una realidad habitual en los sectores de la fabricación y los servicios públicos—, esta flexibilidad elimina la necesidad de instalar convertidores de protocolo independientes en cada emplazamiento.

En la nube o en tus propias instalaciones: tú eliges

Digi Remote ManagerNo todos los entornos industriales pueden conectarse a Internet. Las plantas de producción aisladas físicamente, las subestaciones eléctricas y las instalaciones de petróleo y gas suelen tener requisitos estrictos que prohíben la conexión a la nube.

La modernización de sistemas serie a Ethernet no implica tener que elegir entre un modelo u otro.

Digi Remote Manager ofrece visibilidad centralizada basada en la nube, gestión de la configuración y supervisión para entornos con conexión a Internet.

En entornos aislados físicamente, una opción de gestión local ofrece la misma visibilidad y control centralizados sin necesidad de conectividad externa. Los dispositivos situados en la planta de producción, en zonas OT seguras o tras estrictas barreras de red pueden seguir gestionándose de forma centralizada, simplemente desde la propia infraestructura de la instalación.

Elaboración de un plan de modernización por fases

Las iniciativas de modernización industrial más eficaces no pretenden abarcarlo todo a la vez.

Un enfoque por fases —que comienza con una prueba de concepto en una sede, valida el proceso de implementación y luego se amplía— reduce el riesgo y fomenta la confianza interna antes de comprometerse con un despliegue completo.

Un plan por fases típico tiene el siguiente aspecto:

Fase 1 — Prueba de concepto:Seleccionar un emplazamiento o una clase de dispositivos. Implementar un servidor de dispositivos serie, configurar la conectividad y comprobar que la visibilidad y la gestión remotas funcionan según lo previsto. Calcular el tiempo y el coste de la implementación.

Fase 2 — Ampliación del proyecto piloto:ampliar la iniciativa a unos cuantos centros más. Aprovechar las conclusiones de la Fase 1 para perfeccionar las plantillas de configuración, agilizar la implementación con herramientas como Digi Navigator y establecer un proceso repetible.

Fase 3 — Implementación completa:Implemente a gran escala utilizando el proceso validado. Las plataformas de gestión centralizada, como Digi Remote Manager supervisar y gestionar toda la flota desde una única interfaz.

La clave está en empezar por algún sitio. Una implantación piloto que demuestre la capacidad de triaje a distancia —aunque sea en un solo centro— suele generar suficientes datos sobre el retorno de la inversión como para justificar la ampliación del programa.

Qué significa esto para sus operaciones

Si te encargas de mantener en funcionamiento la infraestructura industrial, tienes que hacer malabarismos con tres aspectos a la vez: el tiempo de actividad, el presupuesto y la presión para modernizar.

La conversión de serie a Ethernet resuelve estos tres aspectos sin necesidad de renunciar a nada.

  • El tiempo de actividad mejora, ya que el acceso remoto permite una evaluación más rápida, una resolución más rápida y menos desplazamientos de los técnicos.
  • El presupuesto queda protegido porque los equipos existentes siguen funcionando; su sustitución se aplaza o se descarta.
  • La modernización se produce porque esos dispositivos serie ahora están conectados, son visibles y se pueden gestionar junto con el resto de la red.

El equipo que ya tienes no tiene por qué ser un obstáculo. Con la capa de conectividad adecuada, pasa a formar parte de tu infraestructura moderna, en lugar de ser un lastre.

Digi Connect EZ en acción

El resultado final

La conversión de serie a Ethernet es una de las herramientas más prácticas que existen para la modernización industrial.

No requiere una renovación de la infraestructura. No interrumpe las operaciones existentes. Y ofrece la visibilidad remota, la gestión centralizada y la seguridad que exigen los entornos industriales modernos.

La línea de productos Digi Connect EZ está diseñada específicamente para hacer frente a este reto, ya que es compatible con los protocolos, las configuraciones y las plataformas de gestión en las que confían los equipos industriales.

¿Estás listo para conectar tus dispositivos antiguos?

Si gestiona infraestructuras de comunicación serie en entornos industriales, de servicios públicos, de fabricación o del sector del petróleo y el gas, Digi puede ayudarle a trazar un plan práctico para la modernización.

Preguntas frecuentes: Modernización de la infraestructura mediante la conversión de serie a Ethernet

¿Cómo ayuda un convertidor de serie a Ethernet a modernizar las infraestructuras heredadas?

Un convertidor de serie a Ethernet (también denominado «servidor de dispositivos») es un dispositivo de red que conecta equipos serie antiguos a las redes modernas basadas en IP.

Permite que los dispositivos industriales que se comunican mediante los protocolos serie RS-232, RS-422 o RS-485 envíen y reciban datos a través de redes Ethernet o móviles sin necesidad de modificar el equipo ni el software originales.

Esto permite supervisar, gestionar y solucionar problemas de forma remota en infraestructuras antiguas mediante herramientas de red modernas.

¿Por qué son importantes los convertidores de Ethernet a serie para la modernización industrial?

Muchos entornos industriales siguen dependiendo de una infraestructura basada en conexiones serie porque los equipos son fiables, duraderos y su sustitución resulta costosa. El problema es que los dispositivos serie más antiguos nunca se diseñaron para el acceso remoto ni para la gestión centralizada.

Los convertidores de Ethernet a serie resuelven este problema al servir de puente entre las comunicaciones serie heredadas y las redes IP modernas.

En lugar de sustituir los PLC, las RTU, los contadores o los sensores que funcionan correctamente, las organizaciones pueden modernizarse de forma gradual incorporando conectividad. Esto permite:

  • Monitorización y diagnóstico a distancia
  • Gestión centralizada de dispositivos
  • Visibilidad en la nube o en las instalaciones
  • Resolución más rápida de problemas
  • Menos desplazamientos de los técnicos y menos tiempo de inactividad
  • Mayor ciberseguridad gracias a las comunicaciones cifradas

En resumen, la conversión de Ethernet a serie prolonga la vida útil de la infraestructura existente y, al mismo tiempo, permite disponer de capacidades operativas modernas.

¿Puedo modernizar los dispositivos serie antiguos sin tener que sustituirlos?

Sí. En muchos casos, sustituir los equipos industriales antiguos resulta innecesario y tiene un coste prohibitivo.

La infraestructura de conversión de serie a Ethernet permite a las organizaciones conservar los dispositivos existentes e integrarlos en entornos modernos de tecnología operativa (OT) y de TI. Dado que los protocolos serie y el funcionamiento de los dispositivos no sufren cambios, el proceso de modernización causa mínimas interrupciones.

Este enfoque resulta especialmente valioso para las empresas de servicios públicos, las plantas de fabricación, las operaciones del sector del petróleo y el gas, y las infraestructuras de transporte, donde el tiempo de actividad es fundamental.

¿Qué tipos de dispositivos antiguos se pueden conectar mediante servidores de dispositivos serie?

Los servidores de dispositivos serie se utilizan habitualmente con:

  • PLC
  • RTU
  • Sensores industriales
  • Equipos SCADA
  • Contadores de servicios públicos
  • Lectores de códigos de barras
  • Sistemas de vigilancia medioambiental
  • Máquinas CNC
  • Controladores de automatización de edificios
  • Centrales de alarma

Cualquier equipo que utilice comunicación RS-232, RS-422 o RS-485 puede ser candidato para una modernización de serie a Ethernet.

¿Tengo que cambiar mis dispositivos serie o mi software actuales al modernizar la infraestructura con servidores serie de Digi?

No. Con Digi RealPort, se instala un controlador de puerto COM virtual en el servidor host, de modo que las aplicaciones existentes detectan el dispositivo serie exactamente igual que antes. No es necesario realizar ningún cambio en el dispositivo ni en la aplicación.

¿Qué protocolos industriales es compatible con Digi Connect EZ?

Digi Connect EZ admite conectividad serie industrial mediante protocolos como Modbus, sockets TCP/UDP, RFC-2217, túneles serie y redireccionamiento de puertos COM Digi RealPort. Está diseñado para transmitir comunicaciones serie de forma segura a través de redes IP sin necesidad de modificar los dispositivos o aplicaciones existentes.

¿Cómo se protege la comunicación serie sobre IP?

Los servidores de dispositivos serie modernos, como el Digi Connect EZ, cifran las comunicaciones mediante TLS 1.2 y protocolos de comunicación cifrados de última generación, protegiendo así el tráfico serie tanto si se transmite a través de una red local como a través de una VPN móvil.

¿Funciona Digi Connect EZ en lugares donde no hay una conexión a Internet fiable?

Sí. Los dispositivos Digi Connect EZ pueden incorporar un módulo CORE de red móvil para ubicaciones sin conexión por cable, y Digi SureLink ofrece una conmutación automática por error en caso de que se interrumpa la conexión principal.

¿Es necesaria la conectividad a la nube para la modernización de los sistemas serie?

No, no es necesario disponer de conexión a la nube para modernizar la infraestructura serie. La infraestructura de serie a Ethernet puede implementarse tanto en entornos conectados a la nube como en entornos totalmente locales, en función de los requisitos operativos y de seguridad.

Las organizaciones que gestionan redes aisladas físicamente o sometidas a una estricta regulación pueden seguir utilizando plataformas de gestión centralizadas e instaladas en sus propias instalaciones para supervisar y gestionar servidores de dispositivos serie sin exponer su infraestructura a la Internet pública.

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