Dispositivos y direccionamiento IP
Sesión 2 · U2 Topologías y dispositivos
ING. JAVIER APAZA MARTÍNEZ
Miércoles 28 de octubre de 2026 · 19:00 – 22:00
Lo que traemos
El switch trabaja con la MAC (capa 2); el router, con la IP (capa 3).
Tramo máximo del cobre Ethernet. Más allá, o con ruido: fibra.
Es lo que tolera un anillo con MRP o DLR. Sin protocolo, un anillo es un bucle.
Hoy: qué equipo va en cada lugar y cómo se le pone dirección a todo. Es el tema donde más se falla en la práctica.
¿Por qué tanto tiempo en direccionamiento IP?
- Lo usan todos. Modbus TCP, OPC UA y MQTT viajan sobre IP; PROFINET la usa para configurar y diagnosticar cada equipo. Un protocolo se elige una vez por proyecto; la IP se pone en cada equipo.
- Si falla, falla todo, y no avisa. Con la IP mal puesta no funciona ningún protocolo, y el error no dice «IP»: dice timeout, sin conexión o equipo no encontrado.
- Es donde más se falla. IP repetida, máscara distinta, gateway fuera de la red, el SCADA con dos tarjetas en la misma subred. Son los errores que más se repiten en las prácticas.
- Sirve con cualquier marca. Siemens, Rockwell, Schneider, una cámara o una PC: las reglas son las mismas.
Los protocolos cambian según la marca y la máquina; el direccionamiento es el mismo en todos. Por eso va primero y va a fondo: es la base de las sesiones 3 a 6 y del trabajo final.
Todas las marcas van hacia Ethernet
| Marca | Antes: su bus o la línea serie | Ahora: sobre Ethernet | Equipos de hoy |
|---|---|---|---|
| Crearon su propio protocolo sobre Ethernet | |||
| Siemens | PROFIBUS (1989) | PROFINET (2003) | S7-1200 (2009) y S7-1500 (2012), con PROFINET de fábrica |
| RockwellAllen-Bradley | DH+, Remote I/O, DeviceNet, ControlNet | EtherNet/IP (2001) | ControlLogix 5580 (2015), con Ethernet de 1 Gb |
| SchneiderModicon | Modbus serie (1979) | Modbus TCP (1999) | Modicon M580 (2013), con Ethernet hasta en el rack |
| Mitsubishi | CC-Link (1996) | CC-Link IE (2007) y TSN (2018) | MELSEC iQ-R, con CC-Link IE integrado |
| Beckhoff | Lightbus | EtherCAT (2003) | Terminales EtherCAT y PC industriales con TwinCAT |
| Usan los protocolos abiertos de otros | |||
| Omron | Host Link (serie) y DeviceNet | EtherNet/IP y EtherCAT | Sysmac NJ (2011), con los dos de fábrica |
| Delta | PLC DVP: RS-485 (Modbus) y CANopen | EtherNet/IP y EtherCAT (2017) | PLC AS300 con Ethernet; servos ASDA-A3 en EtherCAT |
| Kinco | RS-485 (Modbus RTU) y CANopen | EtherCAT o PROFINET, en los servos | Servos FD5 en EtherCAT o PROFINET; los PLC K5 y KS siguen en serie y CANopen |
Años: PI, ODVA, ETG, CLPA, especificación Modbus/TCP y los fabricantes (Siemens, Rockwell, Schneider, Omron, Delta, Kinco).
Lo nuevo ya nace en Ethernet
Pero no de un día para otro
- Lo instalado dura décadas: PROFIBUS y Modbus RTU siguen en planta (S3) y se unen con gateways.
- En 2026, los buses de campo aún son el 14 % de lo nuevo; lo inalámbrico, el 7 %.
- En el tablero del curso conviven los dos mundos: el ATV12 y el servo Kinco por Modbus RTU; el BL20 y el CPX por PROFINET.
- Cada marca trajo su protocolo: el cable es el mismo, el «idioma» no. Lo común a todos es la IP.
Datos: HMS Networks, estudio anual de redes industriales (% de nodos nuevos en automatización de fábricas, 2015–2026).
Plan de la sesión
Dispositivos de red
Cada uno trabaja en una capa y resuelve un problema distinto
Cada equipo, en su capa
| Capa | Equipo | Qué hace |
|---|---|---|
| 7 · Aplicación | Gateway de protocolo · IO-Link master | Traduce un protocolo a otro (Modbus RTU ↔ TCP, PROFIBUS ↔ PROFINET) |
| 3 · Red | Router · firewall | Une subredes, filtra tráfico, VPN, NAT |
| 2 · Enlace | Switch · punto de acceso Wi-Fi | Reenvía tramas por MAC dentro de la misma red |
| 1 · Física | Repetidor · conversor de medios | Regenera la señal o la pasa de cobre a fibra |
Pregunta clave para elegir: ¿qué problema tengo? ¿Distancia, otra red, otro protocolo, otro medio?
Switch: no gestionable o gestionable
| Función | No gestionable | Gestionable |
|---|---|---|
| Reenviar por MAC | ✓ | ✓ |
| VLAN | — | ✓ separa control, cámaras y oficina |
| Redundancia de anillo | — | ✓ MRP, RSTP (y DLR en EtherNet/IP) |
| Diagnóstico | LED del puerto | ✓ SNMP, alarmas, estadísticas, diagnóstico PROFINET |
| Espejo de puerto | — | ✓ copia el tráfico para analizarlo con Wireshark |
| Multicast (IGMP snooping) | — | ✓ evita que el tráfico de grupo inunde la red |
Switch industrial frente a switch de oficina
De oficina
- 230 V CA, una sola fuente
- Montaje en rack o escritorio
- 0 a 40 °C, ambiente limpio
- Ventilador, sin protección contra polvo ni agua
- Pensado para durar 3 a 5 años
Industrial
- 24 V CC con dos entradas (fuente redundante)
- Riel DIN dentro del tablero
- Rango de temperatura extendido (según modelo)
- Sin ventilador; carcasa IP30, o IP65/67 para montar en máquina
- Contacto de alarma, diagnóstico y protocolos industriales
Ejemplos de fabricantes: Siemens SCALANCE, Hirschmann, Moxa, Phoenix Contact, Cisco IE.
Router, firewall y gateway
Router
- Une subredes (capa 3)
- NAT 1:1: integra máquinas clonadas con la misma IP
- VPN para el acceso remoto del integrador
Firewall
- Decide qué tráfico pasa entre zonas
- Los industriales entienden Modbus o S7: pueden permitir leer y bloquear escribir
- Base de la segmentación (S5)
Gateway
- Traduce protocolos: Modbus RTU ↔ TCP, PROFIBUS ↔ PROFINET
- En Modbus TCP→RTU, la Unit ID indica a qué esclavo va
- IO-Link master: junta sensores punto a punto
Cuidado con la palabra “gateway”: en IP también se llama gateway (puerta de enlace) al router de la subred. Son dos cosas distintas.
Y los que trabajan en la capa física
Repetidor
RS-485 y PROFIBUS: regenera la señal y empieza un segmento nuevo (otras 32 cargas, otra longitud).
Conversor de medios
Cobre ↔ fibra, sin tocar los datos. Ideal para cruzar 400 m entre tableros.
Punto de acceso
Wi-Fi ↔ cable. Los industriales permiten roaming rápido para AGV y equipos móviles.
Fotos: LittleJoe (conversor) y Celineyy (punto de acceso), Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0. Repetidor: ilustración propia.
¿Qué equipo necesito?
Seis situaciones sorteadas de un banco: elige el equipo correcto.
Direccionamiento IP
MAC, IP, máscara, subred y gateway
MAC e IP: DNI y domicilio
MAC · capa 2
00:1B:1B:A1:B2:C3 · 48 bits
Viene grabada de fábrica en la tarjeta. Los primeros 24 bits dicen quién la fabricó.
Como el DNI: va con la persona a donde vaya.
IP · capa 3
192.168.10.20 · 32 bits
Se asigna según la red en que está el equipo.
Como el domicilio: si te mudas, cambia.
ARP las une: “¿Quién tiene la 192.168.10.20?” (a todos, por broadcast) → “Yo, mi MAC es 00:1B:1B…”. Con arp -a ves esa tabla en tu PC.
Anatomía de una dirección IPv4
192.168.10.20
Parte de red: igual en todos los equipos de la subred.
Parte de equipo: distinta en cada uno.
La máscara dice dónde termina una y empieza la otra.
255.255.255.0 = /24
24 bits de red · 8 bits de equipo
2⁸ = 256 direcciones − 2 = 254 equipos
Las dos que se restan: la dirección de red (.0) y el broadcast (.255).
Tamaños de subred que vas a usar
| Prefijo | Máscara | Equipos | Uso típico en planta |
|---|---|---|---|
| /24 | 255.255.255.0 | 254 | Una red por línea o por máquina (lo más común) |
| /25 | 255.255.255.128 | 126 | Partir una /24 en dos |
| /26 | 255.255.255.192 | 62 | Celdas pequeñas |
| /28 | 255.255.255.240 | 14 | Una máquina pequeña |
| /30 | 255.255.255.252 | 2 | Enlace entre dos routers |
Fórmula: equipos = 2(32 − prefijo) − 2
Direcciones privadas y especiales
Privadas (uso interno)
| 10.0.0.0/8 | 10.x.x.x |
| 172.16.0.0/12 | 172.16 a 172.31 |
| 192.168.0.0/16 | 192.168.x.x |
En planta se usan siempre estas. Las demás son de internet.
Especiales: nunca a un equipo
- 127.0.0.1 el propio equipo (loopback)
- 169.254.x.x APIPA: “no conseguí IP” → es una falla
- 0.0.0.0 sin dirección
- 255.255.255.255 broadcast a toda la red local
Las “clases” A, B, C, D y E ya no se usan desde 1993: hoy manda el prefijo (CIDR). La clase E iba de 240.0.0.0 a 255.255.255.255.
¿Qué dirección le doy a un equipo?
Ejemplo: la red 192.168.1.0/24 (máscara 255.255.255.0): 256 direcciones, de la .0 a la .255. No todas sirven para un equipo.
● Nunca
- .0 es la dirección de la red: el nombre de la red, no de un equipo.
- .255 es el broadcast: le llega a todos.
- Una IP repetida: los dos equipos fallan a ratos.
- Una IP de otra red: el equipo queda aislado.
● Para los equipos
- De la .2 a la .254, sin repetir.
- Repartidas con el plan: PLC .10–.19, HMI .20–.39…
- Anotadas en la tabla de direcciones del proyecto.
¿Están en la misma subred?
Se comparan solo los bits de red. Si coinciden, se hablan directo; si no, necesitan un router.
| Equipo A | Equipo B | ¿Misma subred? |
|---|---|---|
| 192.168.1.10/24 | 192.168.1.200/24 | Sí: red 192.168.1.0 |
| 192.168.1.10/24 | 192.168.2.10/24 | No: .1.0 frente a .2.0 |
| 10.0.5.20/16 | 10.0.7.30/16 | Sí: red 10.0.0.0 |
| 192.168.1.100/25 | 192.168.1.150/25 | No: .0/25 frente a .128/25 |
El gateway: la salida hacia otras redes
- El PLC de la línea 1 quiere hablar con 192.168.2.10 → no es de mi red → lo manda a su gateway 192.168.1.1.
- El router lo entrega en la línea 2.
- El gateway siempre está en mi propia subred.
- Para hablar con la misma subred, el gateway no se usa.
El SCADA con varias tarjetas de red
- Como el router: una tarjeta en cada red, .1.100 y .2.100, cada una en la subred de su línea.
- La diferencia: el SCADA ve las dos líneas, pero las líneas no se ven entre sí: Windows no enruta.
- Gateway en ninguna tarjeta, o solo en la que sale a otras redes.
✗ El error n.º 1: las dos tarjetas en 192.168.1.x (.100 y .101). Misma subred: Windows no sabe por cuál salir; una máquina se ve y la otra no, o se alternan.
Lo más ordenado sigue siendo una sola tarjeta y un router, como en la diapositiva anterior.
Un plan de direcciones ordenado
Una subred por zona
| Línea 1 | 192.168.10.0/24 |
| Línea 2 | 192.168.20.0/24 |
| Supervisión | 192.168.100.0/24 |
| Cámaras | 192.168.110.0/24 |
Rangos por tipo de equipo
| .1 | Router o gateway |
| .10 – .19 | PLC |
| .20 – .39 | HMI |
| .40 – .99 | E/S remotas, variadores |
| .100 – .199 | PC, SCADA, ingeniería |
| .200 – .254 | Reserva |
Es una convención, no una norma: lo importante es que la planta tenga una y que esté documentada.
Direccionamiento IP
Ocho preguntas de un banco de más de 30: red, broadcast, máscara, gateway. Pueden usar la calculadora.
10 min
Volvemos con VLAN, PROFINET y diagnóstico
VLAN: varias redes en los mismos switches
- Cada VLAN es una red separada, aunque compartan cables y switches.
- Ejemplo: VLAN 10 control · VLAN 20 cámaras · VLAN 30 oficina técnica.
- Entre switches, un enlace troncal (IEEE 802.1Q) lleva todas, etiquetadas.
- Para hablar entre VLAN hace falta un router o un switch de capa 3, y ahí se aplican reglas.
¿Para qué?
✓ El video de las cámaras no satura el control
✓ Un problema en la oficina no llega a la máquina
✓ Primer paso de la segmentación de seguridad (S5)
IP en PROFINET: el nombre manda
PROFINET es el Ethernet industrial de los PLC Siemens; lo vemos a fondo en la S3. Lo adelantamos hoy por una razón: cambia cómo recibe su IP un equipo de campo, y eso va en tu plan de direcciones.
PC, HMI o Modbus TCP
La IP se escribe en el propio equipo.
Equipo PROFINET
Llega sin IP: le das un nombre y el PLC le pone la IP del proyecto.
- Para tu plan IP: por cada equipo PROFINET anota nombre e IP (por ejemplo, et200-l1 → 10.10.0.21).
- Si cambias un equipo dañado, basta con darle el mismo nombre.
- El error típico: equipo sin nombre o con un nombre distinto → LED de falla de bus. El bautizo lo hace el protocolo DCP (capa 2); lo practicamos en TIA en la S4.
Herramientas para la caja de herramientas
| Herramienta | Para qué |
|---|---|
| ipconfig /all | IP, máscara, gateway y MAC de cada tarjeta de la PC |
| ping 192.168.10.10 | ¿Responde el equipo? (ojo: algunos no responden aunque estén bien) |
| arp -a | Qué MAC tiene cada IP vista: delata IP duplicadas |
| tracert | Por qué routers pasa el paquete |
| Cisco Packet Tracer | Simular subredes, VLAN y routers (gratis, vía Skills for All) |
| Wireshark | Ver el tráfico real: lo usaremos en S3 y S4 |
Caza el error
Cinco planes reales con una falla cada uno.
Cuestionario de la sesión
Un solo cuestionario, con una sección por tema: dispositivos de red, direccionamiento IP, caza el error y, al final, una planta para asignar direcciones (en la práctica te corrige al escribir; en el oficial, no). Practiquen ahora todas las veces que quieran; el intento oficial lo hace cada uno hasta el viernes 30 a las 19:00. Pueden usar el planificador IP.
Topología y plan de direcciones de la planta
La planta del caso: dos líneas de producción y un SCADA a 150 m, con equipos reales (PLC, HMI, variador, servo, balanza RS-485, E/S remotas, cámara).
- Diagrama de la topología, con medios y tipos de switch
- Equipos de red elegidos y justificados
- Plan de IP completo, validado con el planificador (captura sin errores)
- Dónde pondrías redundancia y con qué protocolo
- Tres preguntas de análisis
Cómo cuenta
No tiene nota propia: hoy lo practicamos con esta planta y después lo haces con la planta de tu trabajo final (su parte 2.1).
Elige tu planta antes de la S3 y avísala por el LMS. Tenlo listo antes de la S4 y autoevalúate con la lista de cotejo.
Guía completa y lista de cotejo: /practicas/p1.html
Lo que vimos hoy
- Cada equipo trabaja en una capa: repetidor y conversor (1), switch (2), router y firewall (3), gateway (7).
- MAC = DNI de la tarjeta; IP = domicilio en la red. ARP las une.
- La máscara separa red y equipo; misma subred = hablan directo; si no, router y gateway.
- SCADA con varias tarjetas: cada una en la subred de su máquina.
- Un plan de IP ordenado y documentado ahorra horas de diagnóstico.
S3 · Protocolos de comunicación industrial
Veremos
- RS-232, RS-485 y Modbus RTU/TCP por dentro (trama y funciones)
- PROFIBUS, PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT, CANopen
- Cómo elegir un protocolo
Para llevar
- Avance 1 encaminado
- Elegir la planta del trabajo final antes de la S3 y avisarla por el LMS
- Si quieres adelantar: instala Wireshark (gratis)
Gracias
El planificador IP queda en el aula para el avance 1