OPC UA y modelos de comunicación
Sesión 6 · U4 Estándar · Evaluación y defensa del trabajo final
ING. JAVIER APAZA MARTÍNEZ
Lunes 9 de noviembre de 2026 · 19:00 – 22:00
Plan de la sesión
Modelos de comunicación
¿Quién habla primero?
Cuatro formas de organizar una conversación
| Modelo | Quién inicia | Ejemplos | Punto débil |
|---|---|---|---|
| Maestro / esclavo | Solo el maestro, a uno por vez | Modbus RTU, PROFIBUS DP | El ciclo crece con cada esclavo |
| Cliente / servidor | Cada cliente, cuando quiere | Modbus TCP, OPC UA, S7, HTTP | El servidor es punto único de falla |
| Productor / consumidor | El productor, cada ciclo, sin que le pregunten | PROFINET IO, EtherNet/IP implícito, CANopen PDO | Hay que vigilar que el dato siga llegando |
| Publicador / suscriptor | El publicador, cuando hay algo nuevo | MQTT, OPC UA PubSub | Depende del broker |
Un mismo protocolo puede usar más de uno: PROFINET configura por cliente/servidor y intercambia E/S por productor/consumidor.
Los cuatro modelos
OPC UA
Los datos, con su significado y con seguridad
¿Por qué OPC UA?
Modbus
40107 = 448
¿Qué es? ¿En qué unidad? ¿×10? ¿Es un dato bueno? Hay que tener el manual al lado.
OPC UA
Tanque1.Temperatura = 44,8 °C
Con nombre, tipo, unidad, rango, calidad (Good) y marca de tiempo. El cliente lo descubre solo.
- IEC 62541, de la OPC Foundation. Funciona en Windows, Linux o dentro del PLC.
- Reemplaza al OPC clásico, que dependía de COM/DCOM de Windows.
- Trae seguridad incorporada: certificados, cifrado y usuarios.
El espacio de direcciones
▢ Server (estándar)
📁 PLC_Linea1
▢ Tanque1 : TanqueType
◆ Nivel Double · %
◆ Consigna lectura y escritura
◆ PiezasProducidas
⚙ ReiniciarContador()
- Nodos unidos por referencias, como carpetas y archivos.
- Objetos agrupan · variables tienen valor · ejecutan.
- Cada nodo tiene un NodeId: ns=3;s="Tanque1"."Nivel".
- Los tipos (TanqueType) permiten describir 20 tanques iguales.
- Especificaciones complementarias: modelos estándar para robots, envasadoras, inyectoras…
Lo que un cliente le puede pedir al servidor
| Servicio | Para qué | Ejemplo |
|---|---|---|
| Browse | Explorar los nodos | Ver qué hay dentro de Tanque1 |
| Read | Leer atributos y valores | Leer el nivel ahora |
| Write | Escribir un valor | Cambiar la consigna |
| Call | Ejecutar un método | Reiniciar el contador |
| Suscripción | Recibir solo los cambios | Tendencia del nivel cada 500 ms |
Seguridad en dos capas
1 · Canal seguro: entre aplicaciones
- Cada aplicación tiene un certificado.
- None: sin protección · Sign: firmado (no se altera) · SignAndEncrypt: firmado y cifrado.
- Política de seguridad, por ejemplo Basic256Sha256.
2 · Sesión: la persona
- Anónimo, usuario y contraseña o certificado de usuario.
- Permisos por usuario: leer, escribir, llamar métodos.
- Errores típicos: BadUserAccessDenied.
El paso que más se olvida: cliente y servidor tienen que confiar en el certificado del otro. Si no, BadSecurityChecksFailed.
OPC UA en el S7-1200
- Firmware V4.4 o superior y una licencia de runtime por CPU (SIMATIC OPC UA S7-1200 Basic).
- Propiedades de la CPU › OPC UA › Servidor: activar, elegir las políticas de seguridad y los usuarios.
- Solo se publican las variables marcadas como accesibles desde HMI/OPC UA.
- Desde UaExpert: agregar el servidor, confiar en los certificados y explorar.
Para practicar sin licencia
Prosys OPC UA Simulation Server (servidor con variables que cambian) y UaExpert (cliente). Los dos gratis.
Exactamente lo mismo que el laboratorio, pero con software real.
Dónde va OPC UA en la planta
Seguridad no reemplaza segmentación
Aunque OPC UA cifre, la oficina no se conecta directo a los PLC: pasa por la DMZ.
En producción
Sin None, sin anónimo, permisos mínimos por usuario y certificados gestionados.
OPC UA y MQTT
No compiten: OPC UA da el modelo de datos, MQTT el transporte hacia la nube.
OPC UA
Espacio de direcciones, servicios, suscripciones y seguridad. Pueden usar el laboratorio: /lab/opcua.html
10 min
Al volver: la evaluación de cierre
Evaluación sumativa del módulo
20 preguntas de las seis sesiones, sorteadas para cada uno. Un solo intento, sin práctica. Al terminar, descarga el comprobante PDF para el LMS.
Defensa del trabajo final
3 minutos cada uno · 2 de preguntas
Cómo va la defensa
- 3 minutos y 2 de preguntas: tu diagrama, una decisión de protocolo y tu configuración en TIA.
- Documento final: miércoles 11, 23:59, con lo que te preguntemos hoy.
Rúbrica: 100 puntos = 50 % de la nota
| Arquitectura y topología | 15 |
| Plan IP | 15 |
| Protocolos justificados | 15 |
| Configuración en TIA | 15 |
| Seguridad | 15 |
| Datos hacia arriba | 10 |
| Defensa | 15 |
Preguntas que pueden salir
- “Se corta este cable: ¿qué deja de funcionar?”
- “¿Por qué este protocolo aquí y no otro?”
- “¿Cómo entra el integrador a mantener la línea?”
- “Si se cae el broker o el servidor OPC UA, ¿qué pasa?”
- “¿Qué cruza tu DMZ, y en qué sentido?”
Cierre del módulo
Del sensor a la nube, en seis sesiones
El recorrido
S1 · Fundamentos
Pirámide, OSI, medios y topologías: dónde vive cada equipo.
S2 · Dispositivos e IP
Switch, router, gateway; una subred por zona, sin errores.
S3 · Protocolos
Modbus por dentro, PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT: cómo elegir.
S4 · Integración
MB_CLIENT, Modbus RTU, PUT/GET, PROFINET IO y diagnóstico por capas.
S5 · Seguridad e IIoT
Zonas y conductos, endurecimiento, MQTT y QoS.
S6 · Estándar
Los cuatro modelos y OPC UA con seguridad.
Para seguir aprendiendo (todo gratis)
| Tema | Recurso |
|---|---|
| Seguridad OT | NIST SP 800-82 Rev. 3 · resúmenes de la serie IEC 62443 (ISA) |
| PROFINET | Documentos técnicos de PI · Siemens PRONETA Basic |
| Modbus | Especificaciones en modbus.org · capturas de ejemplo de Wireshark |
| MQTT | HiveMQ, MQTT Essentials · Mosquitto y MQTT Explorer |
| OPC UA | OPC Foundation · UaExpert · Prosys OPC UA Simulation Server |
| Redes IP | Cisco Packet Tracer (Skills for All) |
Los diez laboratorios de este módulo siguen en el aula después del curso.
Encuesta de cierre
Tu opinión cambia la próxima versión: la de este año salió de la anterior.
Gracias
Fue un gusto. Nos vemos en planta.