We develop a layered model for performance evaluation of PROFIBUS networks. The performance of a PROFIBUS network for a manufacturing system is determined by the protocol stack, the network configuration, the application program, and the dynamics of the job flow. We thus propose a three-layer model that consists of a job flow model, a message model, and a network model. The job flow model generates commands that request data transmission between the network nodes to achieve manufacturing tasks. Each time when an event occurs in the job flow simulation model, appropriate commands are generated. The message model translates each command into a sequence of PROFIBUS messages. The sequence depends on how the command is implemented in the application program using the PROFIBUS communication services. The message model also initiates or aborts transmission of cyclic PROFIBUS messages as needed in the application program. The network model maps the messages into the lower-layer messages according to the PROFIBUS protocol specifications. We develop these models using an object-oriented modeling framework. We discuss modeling issues and strategies for each layer model. We also present experimental results for an application to a PROFIBUS network for a flexible manufacturing system.
PROFIBUS 네트워크의 성능평가를 위한 계층적 모델을 제안한다. 각 계층은 PROFIBUS 메시지의 발생과 관련 있는 job flow 모델, 응용프로그램의 구조와 관련이 있는 message 모델, 프로토콜 자체의 특성에 관련이 있는 network 모델로 구성되어 있다. job flow 모델은 특정 제조 작업을 수행하기 위해 네트워크 노드간 발생하는 command를 생성한다. 즉, job flow 시뮬레이션 모델에서 특정 이벤트가 발생할 때 이에 대응하는 적당한 command가 생성된다. message 모델은 command를 일련의 PROFIBUS 메시지로 변환하여 처리한다. 이러한 일련의 PROFIBUS 메시지는 응용 프로그램에서 어떻게 구현되었는가에 따라 달라진다. network 모델은 상위 message 모델에서 발생한 PROFIBUS 메시지를 프로토콜에 의해 처리한다. 본 연구에서는 이러한 계층적 모델을 객체지향기법을 이용하여 모델링 하였으며 시뮬레이션 프로그램을 통해 구현하였다. 또한 구현된 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 실제 PROFIBUS 네트워크의 성능분석 결과를 제시하였다.
