Performance Analysis of Priority Scheme in the IEC/ISA Fieldbus

IEC/ISA 필드버스의 우선 순위 성능 분석

This paper investigates the performance characteristics of the data link layer of the 1996 version of IEC/ISA fieldbus which is developed as internatioal standard of fieldbus. A discrete-event simulation model of the data link layer of IEC/ISA fieldbus is developed. Using the simulation model, this paper identifies the network parameters that influence the performance of prioritys scheme and real-time data transmission, and analyzes the delay performance of IEC/ISA fieldbus with respect to the change of network parameters. The simulation model also integrates continuous-time simulation model of a control system as application process. Using the integrated simulation model, this study investigates the effect of network-induced delay on the performance of control system. Since the simulation model developed in this study can predict the network performance, it will be effectively utilized in the design phase of control and automation systems that adopt the IEC/ISA fieldbus.

본 논문에서는 필드버승의 국제 규격인 IEC/ISA 필드버스의 1996년도 제안서를 토대로 데이터 링크 계층에 대한 성능을 시뮬레이션 기법을 통하여 해석한다. 이 연구를 위해 스케듈링 기능과 우선 순위 기능을 포함하는 데이터 링크 계층의 이산사건 시뮬레이터를 개발하였고, 이를 통하여 IEC/ISA 필드버스에서 제공하는 우선 순위 기능의 동작과 실시간 데이터의 전송 특성에 영향을 주는 네트워크 파라미터들을 파악하였다. 또한 시뮬레이션 모델을 이용하여 IEC/ISA 필드버스가 구축될 수 있는 실제의 여러 네트워크 시스템 환경에 대하여 네트워크 파라미터의 변화에 대한 IEC/ISA 필드버스의 데이터 전송 ㅣ지연 시간의 특성을 분석하였다. 본 연구를 통하여 개발된 시뮬레이션 모델에서는 또한 응용 프로세스로 제어 시스템의 연속시간 시뮬레이션 모델을 통합함으로써, 데이터 전송 지연 시간이 필드버스에 접속된 제어 시스템의 제어 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구를 통하여 개발된 시뮬레이션 모델은 네트워크의 성능을 미리 예측 가능하게 하며, 따라서 IEC/ISA 필드버스가 도입되는 제어 및 자동화 시스템의 설계시 매우 유용하게 활용될 수 있을 것이다.