Guía completa: Cómo elegir un controlador industrial
Para recoger datos de máquinas y plantas con hardware basado en Raspberry Pi, se elige entre tres tipos de equipo. Una pasarela como el GateBerry lee los equipos existentes por RS-485 (Modbus RTU) o Ethernet (Modbus TCP) y envía los valores a MQTT, a una base de datos o a la nube. Un Raspberry PLC hace lo mismo y además lee sensores y gobierna salidas con sus propias entradas y salidas industriales. Un panel PC como el TouchBerry Pi muestra los datos al operario en la máquina. Los tres ejecutan Linux sobre una Raspberry Pi 4 (el GateBerry FLEX también puede llevar una Raspberry Pi 5), así que la capa de datos usa herramientas abiertas: Node-RED, Python, MQTT, InfluxDB o Grafana.
Esta guía compara los tres equipos con los datos de sus fichas de producto, muestra una arquitectura típica de extracción de datos, lista los protocolos y herramientas de cada capa y explica cómo conservar los datos cuando falla la red o la alimentación.
GateBerry, Raspberry PLC y TouchBerry Pi: ¿qué hace cada equipo?
| Elemento | GateBerry | Raspberry PLC 21 | TouchBerry Pi 10,1" |
|---|---|---|---|
| Función principal | Leer equipos de campo y reenviar los datos | Leer sensores, gobernar salidas y reenviar los datos | Mostrar los datos al operario |
| Ordenador | Raspberry Pi 4 (BCM2711, 1,8 GHz); la FLEX también con Raspberry Pi 5 | Raspberry Pi 4 (BCM2711, 1,8 GHz) | Raspberry Pi 4 (BCM2711) |
| E/S propias | Ninguna | 13 entradas (6 analógicas de 0-10 V) y 8 salidas (3 analógicas/PWM) | 3 entradas digitales, 2 entradas analógicas (0-10 V o 4-20 mA), 5 salidas digitales |
| Puertos de campo | RS-485, I2C | 2 x RS-485, serie TTL, I2C, SPI | Un puerto serie (RS-485, RS-232 o TTL, a elegir en el pedido), I2C, SPI |
| Red | Ethernet Gigabit, Wi-Fi, Bluetooth LE | Ethernet Gigabit y 10/100, Wi-Fi, Bluetooth LE | Ethernet Gigabit |
| Corte de alimentación | SAI con supercondensadores, apagado seguro | SAI con supercondensadores, apagado seguro | SAI con supercondensadores, apagado seguro |
| Reloj de tiempo real | PCF85363 con batería | DS3231 con batería | Sí |
| Alimentación | De 12 a 24 Vdc | De 12 a 24 Vdc | De 12 a 24 Vdc |
| Montaje | Carril DIN, IP20 | Carril DIN, IP20 | Panel, pantalla táctil de 10,1", frontal IP20 o IP65 (FLEX) |
| Opciones (FLEX) | LoRa, 4G, CAN, M-Bus o RS-232 | CAN, LoRa, 4G o M-Bus maestro | LoRa, 4G o CAN |
El GateBerry y el Raspberry PLC llevan Debian Bookworm de 64 bits preinstalado. La familia Raspberry PLC va del 19R al 58; por ejemplo, el Raspberry PLC 42 tiene 26 entradas y 16 salidas. El TouchBerry Pi también existe con pantallas de 7" y 18,5".
Una arquitectura típica de extracción de datos
- 1. CampoEquipos y sensoresContadores de energía, variadores, PLC antiguos y transmisores, por RS-485, Ethernet o señales de 4-20 mA y 0-10 V.
- 2. RecogerPasarela o PLCConsulta Modbus RTU y Modbus TCP, lee sus propias entradas y añade la marca de tiempo de su reloj de tiempo real.
- 3. EdgeGuardar y procesarFiltra y escala los valores, mantiene una base de datos local y guarda los datos mientras la red está caída.
- 4. UsarMostrar y enviarUn panel PC en la máquina, un broker MQTT, un SCADA o una plataforma en la nube.
El equipo del paso 2 no tiene por qué sustituir al sistema de control. En muchas plantas el PLC existente sigue gobernando la máquina, y una pasarela lee sus registros en paralelo. Es la forma más segura de empezar a monitorizar una máquina que ya está en producción.
Protocolos y herramientas de cada capa
| Tarea | Protocolo o herramienta habitual | Por dónde empezar |
|---|---|---|
| Leer contadores, variadores y PLC | Modbus RTU por RS-485, Modbus TCP por Ethernet | Guía de Modbus TCP y RTU para PLC Raspberry Pi |
| Leer Modbus desde Python | PyModbus | PyModbus con un PLC Raspberry Pi |
| Dar datos a SCADA y MES | Servidor OPC UA | Servidor OPC UA en un Raspberry PLC con Node-RED |
| Enviar datos a un broker o a la nube | MQTT | Dashboard de ThingsBoard con MQTT |
| Crear flujos y dashboards | Node-RED | Ejemplo de dashboard en Node-RED |
| Guardar series temporales | InfluxDB, TimescaleDB, SQLite | Bases de datos IIoT de código abierto |
| Lógica de control en IEC 61131-3 | CODESYS u OpenPLC | CODESYS en un Raspberry PLC y la guía de OpenPLC |
Como los equipos ejecutan un Linux estándar, también puedes ejecutar varias de estas herramientas a la vez en contenedores Docker y actualizarlas por la red sin cambiar el hardware.
Cómo conservar los datos cuando falla la red o la alimentación
- Guarda en el edge. Escribe cada lectura primero en una base de datos local y envíala al servidor desde ahí. Cuando vuelva el enlace, envía lo pendiente. MQTT con QoS 1 también reintenta los mensajes que no se han confirmado.
- Pon la marca de tiempo en origen. Usa el reloj de tiempo real del equipo, sincronizado por NTP cuando haya red, para que los datos que llegan tarde conserven su hora real.
- Apaga de forma limpia. El SAI con supercondensadores de estos equipos permite que Linux se apague de forma segura tras un corte, lo que protege la base de datos y el sistema de archivos de la tarjeta microSD.
- Muestra los datos en local. Un panel PC con su propio dashboard sigue mostrando valores y alarmas en la máquina aunque no se pueda llegar al sistema central.
Cómo elegir el equipo
- Solo necesitas leer equipos ya instalados: una pasarela como el GateBerry.
- También necesitas leer sensores o gobernar salidas: un Raspberry PLC, elegido por el número de entradas y salidas.
- El operario necesita una pantalla en la máquina: un TouchBerry Pi, solo o junto a una pasarela o un PLC.
- La máquina necesita lazos de control rápidos y deterministas: déjalos en un controlador pensado para ello y deja los datos al equipo Raspberry. La guía para elegir un controlador industrial compara las opciones.
Preguntas frecuentes sobre la monitorización con equipos Raspberry Pi
¿Puede un Raspberry PLC leer datos de un PLC Siemens o Schneider existente?
Sí, si el PLC existente ofrece Modbus TCP, Modbus RTU u OPC UA. El Raspberry PLC hace de cliente o maestro y lee sus registros sin cambiar su programa.
¿Qué sistema operativo usan estos equipos?
El GateBerry y el Raspberry PLC llevan Debian Bookworm de 64 bits preinstalado. El TouchBerry Pi lleva Linux preinstalado.
¿Qué pasa cuando se va la alimentación?
El SAI integrado con supercondensadores mantiene el equipo encendido el tiempo suficiente para apagar Linux de forma segura. Cuando vuelve la alimentación, el equipo arranca de nuevo y tus servicios arrancan con él.
¿Linux en un Raspberry PLC es un sistema de tiempo real?
Un Linux estándar no es un sistema operativo de tiempo real estricto. Es muy adecuado para recoger datos, convertir protocolos y supervisar. Para lazos rápidos y deterministas, mide los tiempos en tu aplicación o deja esa parte en un controlador dedicado.
¿Puedo añadir 4G o LoRa para un emplazamiento remoto?
Sí. Las versiones FLEX admiten una placa de comunicaciones: 4G y LoRa están disponibles en el GateBerry, el Raspberry PLC 21 y el TouchBerry Pi.
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