Opciones de Comunicación en un PLC. Comunicación Serial

    La comunicación serial es uno de los pilares fundamentales en la transmisión de datos dentro de sistemas electrónicos e industriales. Su principio básico radica en enviar la información bit por bit de manera secuencial, a través de un canal o bus de comunicación. Este método contrasta con la comunicación paralela, donde varios bits se transmiten simultáneamente.

    La elección de la comunicación serial frente a la paralela se debe a su simplicidad, bajo costo de implementación y facilidad de sincronización, lo que la ha convertido en un estándar dentro de las redes de computadoras, instrumentación industrial y sistemas de automatización como los PLC.

Fundamentos de la Comunicación Serial

Concepto General

    La comunicación serial se basa en el envío de datos de manera secuencial por un sólo canal de comunicación. Cada bit de información se transmite uno tras otro, utilizando generalmente un par de cables conductores o un canal de transmisión físico como fibra óptica o radiofrecuencia.

Ventajas de la Comunicación Serial

• Reducción de costos: Menos conductores que la comunicación paralela.

• Mayor alcance: Al minimizar la cantidad de líneas, se reducen problemas de atenuación y ruido.

• Sincronización sencilla: Permite coordinación entre emisor y receptor de manera más confiable.

• Estandarización: Protocolos internacionales (RS-232, RS-485, USB, etc.) facilitan la interoperabilidad.

Limitaciones

• Velocidad más baja frente a la comunicación paralela en cortas distancias.

• Requiere protocolos de control para asegurar la integridad de los datos.

Estructura de la Comunicación Serial

Transmisión Asíncrona

    En la transmisión asíncrona, cada byte de datos es enviado acompañado de un bit de inicio, bits de datos, bit de paridad opcional y uno o más bits de parada. Este formato es común en RS-232.

Transmisión Síncrona

    En este caso, los datos se envían de manera continua, sincronizados por una señal de reloj compartida entre emisor y receptor. Esto permite velocidades más altas y es empleado en protocolos industriales como DH+.

Componentes Básicos

• Emisor: Dispositivo que genera la señal y envía los datos.

• Receptor: Dispositivo que recibe y procesa la información.

• Medio físico: Cable, fibra óptica, radiofrecuencia.

• Protocolo: Conjunto de reglas para organizar y verificar la comunicación.

Comunicación RS-232

Definición

    El estándar RS-232 (Recommended Standard 232) es uno de los protocolos de comunicación serial más antiguos y difundidos. Fue desarrollado en la década de 1960 por la Electronic Industries Association (EIA) y se ha utilizado extensamente en computadoras, periféricos e industria.

Características Técnicas

• Modo de transmisión: Asíncrona.

• Velocidades típicas: De 300 bps hasta 115.2 kbps.

• Distancia máxima recomendada: ~15 metros a velocidad máxima.

• Voltajes de señal:

  • Lógica 1 (MARK): -3 a -15 V

  • Lógica 0 (SPACE): +3 a +15 V

Conexión Física

    RS-232 utiliza comúnmente conectores DB-25 o DB-9, en los cuales se definen pines específicos para transmisión (TX), recepción (RX), tierra (GND) y señales de control como RTS, CTS, DTR, DSR.

Ventajas

• Simplicidad de implementación.

• Estándar universal.

• Bajo costo.

Limitaciones

• Distancia limitada.

• Baja inmunidad al ruido.

• Inadecuado para múltiples dispositivos en un mismo bus.

Aplicaciones en PLC

    Los PLC emplearon RS-232 principalmente en etapas iniciales para:

• Programación y monitoreo.

• Conexión punto a punto con terminales de operador (HMI).

• Comunicación directa con variadores de velocidad o dispositivos de medición.

Comunicación DH-485

Definición

    DH-485 (Data Highway 485) es un protocolo de comunicación serial desarrollado por Allen-Bradley (Rockwell Automation) basado en la norma RS-485. Fue diseñado para permitir comunicación multidrop entre varios dispositivos industriales.

Características Técnicas

• Medio físico: Cableado diferencial (RS-485).

• Velocidad de transmisión: 19.2 kbps.

• Topología: Bus lineal.

• Máximo de nodos: 32 dispositivos en una sola red.

• Distancia máxima: 1219 metros (4000 pies).

Ventajas

• Mayor distancia de transmisión respecto a RS-232.

• Soporte de múltiples nodos.

• Buen nivel de inmunidad al ruido gracias a la transmisión diferencial.

Limitaciones

• Velocidad relativamente baja.

• Requiere cableado específico y configuración de direcciones de nodo.

Aplicaciones en PLC

• Comunicación entre varios PLC Allen-Bradley SLC-500 y MicroLogix.

• Integración de terminales de operador (PanelView).

• Intercambio de datos en redes industriales pequeñas y medianas.

Comunicación DH+ (Data Highway Plus)

Definición

    DH+ (Data Highway Plus) es una red de comunicación serial síncrona desarrollada por Allen-Bradley, diseñada para entornos industriales donde se necesita comunicación confiable y rápida entre múltiples controladores.

Características Técnicas

• Velocidades: 57.6 kbps, 115.2 kbps y 230.4 kbps.

• Topología: Bus lineal con derivaciones en “trunk line-drop line”.

• Número máximo de nodos: Hasta 64 dispositivos por red.

• Medio físico: Cable coaxial de 150 ohms.

• Método de acceso: Token Passing (permite que un nodo hable cuando recibe el “token”).

Ventajas

• Mayor velocidad que DH-485.

• Escalabilidad hasta 64 nodos.

• Excelente confiabilidad por el método de acceso token passing.

• Diseñada específicamente para ambientes industriales ruidosos.

Limitaciones

• Requiere cable coaxial específico.

• Equipos dedicados y relativamente costosos.

• Protocolo propietario, con menor apertura frente a estándares universales como Ethernet/IP.

Aplicaciones en PLC

• Redes de PLC Allen-Bradley PLC-5 y ControlLogix.

• Integración con HMI industriales y sistemas SCADA.

• Interconexión de múltiples controladores en procesos de gran escala.

Comparativa entre RS-232, DH-485 y DH+

Característica	RS-232	DH-485	DH+
Velocidad	Hasta 115 kbps	19.2 kbps	57.6 – 230.4 kbps
Distancia máxima	15 m	1219 m	3048 m
Nodos soportados	2 (punto a punto)	32	64
Medio físico	Cobre (TX/RX, GND)	RS-485 diferencial	Cable coaxial 150 ohms
Aplicación típica	Programación, HMI	PLC SLC/MicroLogix	PLC-5, ControlLogix

Evolución hacia Comunicaciones Modernas

    Aunque RS-232, DH-485 y DH+ han sido ampliamente utilizados, la industria ha migrado hacia protocolos más modernos como:

• Ethernet/IP: Comunicación basada en Ethernet estándar con altas velocidades.

• ControlNet: Protocolo determinista para aplicaciones de control en tiempo real.

• DeviceNet: Red industrial basada en CAN bus.

    Sin embargo, los protocolos seriales siguen presentes en sistemas heredados (legacy systems) y en equipos donde la simplicidad es prioritaria.

    La comunicación serial ha sido y sigue siendo esencial en los sistemas industriales y en la automatización con PLC. Protocolos como RS-232, DH-485 y DH+ marcaron la pauta en distintas etapas de la evolución de las redes industriales:

• RS-232 introdujo la conexión básica punto a punto.

• DH-485 permitió la interconexión de múltiples PLC en distancias relativamente largas.

• DH+ ofreció mayor velocidad y confiabilidad en ambientes industriales complejos.

    Aunque hoy en día Ethernet/IP y otras tecnologías modernas dominan el sector, comprender estos protocolos seriales es clave para mantener, diagnosticar y modernizar sistemas industriales existentes.