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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-12
(45)【発行日】2022-12-20
(54)【発明の名称】解析支援装置及び解析支援方法
(51)【国際特許分類】
   G06F 11/32 20060101AFI20221213BHJP
   G05B 19/05 20060101ALI20221213BHJP
   G06F 3/0482 20130101ALI20221213BHJP
【FI】
G06F11/32 120
G05B19/05 D
G06F3/0482
【請求項の数】 8
(21)【出願番号】P 2018092053
(22)【出願日】2018-05-11
(65)【公開番号】P2019197461
(43)【公開日】2019-11-14
【審査請求日】2020-12-15
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000002945
【氏名又は名称】オムロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002860
【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】椿野 凌平
(72)【発明者】
【氏名】小松 幸広
【審査官】加藤 優一
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2015/136959(WO,A1)
【文献】特開平10-133916(JP,A)
【文献】特開2001-265311(JP,A)
【文献】特開2011-134061(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G06F 11/07
G06F 11/28 -11/36
G06F 3/01
G06F 3/048
G05B 19/04 -19/05
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
制御機器と前記制御機器によって制御される対象機器との間の通信の解析を支援するための解析支援装置であって、
前記制御機器と前記対象機器との間で伝送された伝送データの記録である通信ログデータを取得する通信ログ取得手段と、
前記対象機器及び/又は前記制御機器の状態の記録である状態ログデータを取得する状態ログ取得手段と、
取得された前記通信ログデータ及び前記状態ログデータに基づき、前記制御機器と前記対象機器との間の伝送データの内容を時系列に表示する第1情報画面と、前記対象機器及び/又は前記制御機器の状態の時間的な変化を表示する第2情報画面であって前記伝送データの内容の時系列な表示は含まない第2情報画面とを、択一的に切り替え可能に、且つ、前記伝送データと前記状態との時間的な対応関係が識別できるように、表示装置に出力する情報出力手段と、
を有し、
前記伝送データの中に、伝送順に付与された番号情報が含まれており、
前記情報出力手段は、前記通信ログデータに記録されている各伝送データの番号情報を解析することにより、正しい伝送順で伝送データの伝送が行われていない伝送エラー箇所を検出し、前記第2情報画面に表示された前記対象機器及び/又は前記制御機器の状態の時間的な変化に重ねて、前記伝送エラー箇所を表示することを特徴とする解析支援装置。
【請求項2】
前記第1情報画面に時系列に表示された前記伝送データのうちの一部のデータ、又は、前記第2情報画面に表示された前記状態の時間的な変化の一部のデータを、注目データとして選択する操作をユーザから受け付けるユーザ操作受付手段を有し、
前記情報出力手段は、前記注目データが選択されている場合に、前記第1情報画面と前記第2情報画面の両方において、前記注目データに対応するデータを他のデータから識別可能な方法で表示する
ことを特徴とする請求項1に記載の解析支援装置。
【請求項3】
前記ユーザ操作受付手段は、前記第1情報画面と前記第2情報画面を切り替える画面切替指示をユーザから受け付け可能であり、
前記情報出力手段は、
前記第1情報画面において一部のデータが前記注目データとして識別可能に表示されている状態で前記画面切替指示を受け付けた場合に、前記第2情報画面に切り替え且つ前記注目データと同じ時刻のデータを識別可能に表示し、
前記第2情報画面において一部のデータが前記注目データとして識別可能に表示されている状態で前記画面切替指示を受け付けた場合に、前記第1情報画面に切り替え且つ前記注目データと同じ時刻のデータを識別可能に表示する
ことを特徴とする請求項2に記載の解析支援装置。
【請求項4】
前記制御機器と前記対象機器との間で伝送される伝送データの中に、前記制御機器の状態又は前記対象機器の状態を示す情報が含まれており、
前記状態ログ取得手段は、前記通信ログ取得手段によって取得された前記通信ログデータから前記状態ログデータを取得する
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の解析支援装置。
【請求項5】
前記情報出力手段は、前記第1情報画面及び/又は前記第2情報画面において、前記対象機器及び/又は前記制御機器の状態が変化している変化点を識別可能に表示する
ことを特徴とする請求項2~4のいずれか1項に記載の解析支援装置。
【請求項6】
前記ユーザ操作受付手段は、前記ユーザが前記変化点を前記注目データとして選択する操作を補助する選択補助手段を有する
ことを特徴とする請求項5に記載の解析支援装置。
【請求項7】
制御機器と前記制御機器によって制御される対象機器との間の通信の解析を支援するための解析支援方法であって、
コンピュータが、前記制御機器と前記対象機器との間で伝送された伝送データの記録である通信ログデータであって、各伝送データに伝送順に付与された番号情報が記録されている通信ログデータを取得するステップと、
コンピュータが、前記対象機器及び/又は前記制御機器の状態の記録である状態ログデータを取得するステップと、
コンピュータが、取得された前記通信ログデータ及び前記状態ログデータに基づき、前記制御機器と前記対象機器との間の伝送データの内容を時系列に表示する第1情報画面と、前記対象機器及び/又は前記制御機器の状態の時間的な変化を表示する第2情報画面であって前記伝送データの内容の時系列な表示は含まない第2情報画面とを、択一的に切り替え可能に、且つ、前記伝送データと前記状態との時間的な対応関係が識別できるように、表示装置に出力するステップと、
コンピュータが、前記通信ログデータに記録されている各伝送データの番号情報を解析することにより、正しい伝送順で伝送データの伝送が行われていない伝送エラー箇所を検出し、前記第2情報画面に表示された前記対象機器及び/又は前記制御機器の状態の時間的な変化に重ねて、前記伝送エラー箇所を表示するステップと、
を有することを特徴とする解析支援方法。
【請求項8】
コンピュータを、請求項1~6のいずれか1項に記載の解析支援装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、FA機器において問題が発生した場合の原因特定を支援する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
FA(ファクトリー・オートメーション)においては、PLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)などの制御機器と、制御機器からの制御命令に従って動作する各種の対象機器(センサ、アクチュエータなど)とで構成される制御システムが広く利用されている。このような制御システムにおいては、対象機器が設計通りに動作しなかったり、意図しない動作やエラーが発生したりする場合がある。そのような不具合が生じる原因としては、例えば、制御機器で動作するプログラムのバグ(制御命令の記述や送出タイミングの誤りなど)、対象機器で動作するプログラムのバグ(計測フローのロジックの誤りなど)、制御機器又は対象機器の故障、ケーブルの断線、ネットワークの輻輳などのさまざまな原因が想定されるため、問題箇所や原因を特定するのは容易ではない。従来は、制御機器と対象機器の間の通信ログをビューワソフトで閲覧し、不適切なパケットがないかを1データ(1パケット)ずつ確認するといった作業を行わざるを得なかったため、このような解析作業には、FA機器の通信に関する高度なスキルが必要になるとともに、原因特定までに膨大な時間(例えば数百時間)を要するという課題があった。なお、特許文献1では、並列計算機内部のネットワークの挙動を監視するための装置が提案されているが、同装置を上述した制御システムの挙動監視に転用することは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平10-40224号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであって、制御機器と対象機器との間の通信の解析作業を容易化するための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の第一側面は、制御機器と前記制御機器によって制御される対象機器との間の通信の解析を支援するための解析支援装置であって、前記制御機器と前記対象機器との間で伝送された伝送データの記録である通信ログデータを取得する通信ログ取得手段と、前記対象機器及び/又は前記制御機器の状態の記録である状態ログデータを取得する状態ログ取得手段と、取得された前記通信ログデータ及び前記状態ログデータに基づき、前記制御機器と前記対象機器との間の伝送データの内容を時系列に表示する第1情報画面と、前記対象機器及び/又は前記制御機器の状態の時間的な変化を表示する第2情報画面とを、前記伝送データと前記状態との時間的な対応関係が識別できるように、表示装置に出力する情報出力手段と、を有することを特徴とする解析支援装置を提供する。
【0006】
この構成によれば、前記対象機器及び/又は前記制御機器の状態変化と同じ時刻の伝送データの内容とを簡単に見比べることができるので、問題箇所や原因の発見が容易化される。その結果、原因の解析作業に要する時間の大幅な短縮が期待できる。また、解析作業が容易化されることで、例えば、ユーザサイドでの原因究明やメンテナンスが可能になり、FA機器のユーザビリティが向上する、といった副次的な効果も期待できる。
【0007】
前記第1情報画面に時系列に表示された前記伝送データのうちの一部のデータ、又は、
前記第2情報画面に表示された前記状態の時間的な変化の一部のデータを、注目データとして選択する操作をユーザから受け付けるユーザ操作受付手段を有し、前記情報出力手段は、前記注目データが選択されている場合に、前記第1情報画面と前記第2情報画面の両方において、前記注目データに対応するデータを他のデータから識別可能な方法で表示してもよい。
【0008】
この構成によれば、ユーザが注目データを選択すると、それに対応するデータを第1情報画面と第2情報画面の両方で確認することができる。したがって、ユーザが関心をもった注目データに関して、前記対象機器及び/又は前記制御機器の状態変化と同じ時刻の伝送データの内容とを簡単に見比べることができるので、問題箇所や原因の探索を効率よく行うことができる。
【0009】
前記ユーザ操作受付手段は、前記第1情報画面と前記第2情報画面を切り替える画面切替指示をユーザから受け付け可能であり、前記情報出力手段は、前記第1情報画面において一部のデータが前記注目データとして識別可能に表示されている状態で前記画面切替指示を受け付けた場合に、前記第2情報画面に切り替え且つ前記注目データと同じ時刻のデータを識別可能に表示し、前記第2情報画面において一部のデータが前記注目データとして識別可能に表示されている状態で前記画面切替指示を受け付けた場合に、前記第1情報画面に切り替え且つ前記注目データと同じ時刻のデータを識別可能に表示してもよい。
【0010】
このように2つの情報画面を切り替え表示する構成を採用することにより、サイズの小さな(あるいは解像度の低い)表示装置においても、情報画面の視認性を低下させることなく表示が可能となる。FA機器に具備される表示装置は、小型ないし低解像度のものが多いため、上記のような切り替え表示は有用である。
【0011】
前記制御機器と前記対象機器との間で伝送される伝送データの中に、前記制御機器の状態又は前記対象機器の状態を示す情報が含まれており、前記状態ログ取得手段は、前記通信ログ取得手段によって取得された前記通信ログデータから前記状態ログデータを取得してもよい。この構成によれば、同じ情報源から通信に関する情報と状態に関する情報を得ることができるため、通信に関する情報と状態に関する情報との時間的な同期をとる処理が不要となるなど、データ処理が簡便になるという利点がある。
【0012】
前記情報出力手段は、前記第1情報画面及び/又は前記第2情報画面において、前記対象機器及び/又は前記制御機器の状態が変化している変化点を識別可能に表示してもよい。制御に関わる不具合が発生すると、対象機器又は制御機器の状態が変化する場合が多い。したがって、情報画面において対象機器や制御機器の状態変化点をわかりやすく表示することで、不具合が発生した可能性の高い箇所の絞り込みを容易にでき、問題箇所や原因の探索を効率よく行うことができる。
【0013】
前記ユーザ操作受付手段は、前記ユーザが前記変化点を前記注目データとして選択する操作を補助する選択補助手段を有してもよい。制御に関わる不具合が発生すると、対象機器又は制御機器の状態が変化する場合が多い。したがって、情報画面において対象機器や制御機器の状態変化点を注目データとして選択する操作を簡便に行えるようにすることで、不具合が発生した可能性の高い箇所の絞り込みを容易にでき、問題箇所や原因の探索を効率よく行うことができる。
【0014】
前記伝送データの中に、伝送順に付与された番号情報が含まれており、前記情報出力手段は、前記通信ログデータに記録されている各伝送データの番号情報を解析することにより、正しい伝送順で伝送データの伝送が行われていない伝送エラー箇所を検出し、前記第1情報画面及び/又は前記第2情報画面において、前記伝送エラー箇所を識別可能に表示
してもよい。制御に関わる不具合は、伝送エラーが原因で発生する可能性も高い。したがって、伝送エラー箇所を自動で検出し、且つ、伝送エラー箇所を伝送データの内容や状態変化の情報と共に表示することにより、問題箇所や原因の探索を効率よく行うことができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、制御機器と対象機器との間の通信の解析作業を容易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
図1図1は、制御システムの構成図である。
図2図2は、解析支援装置の構成図である。
図3図3は、タイムライン表示画面の例を示す図である。
図4図4は、タイムチャート表示画面の例を示す図である。
図5図5は、正常状態ガイド表示の例を示す図である。
図6図6は、解析支援装置の処理フローを示す図である。
図7図7は、解析支援装置の処理フローを示す図である。
図8図8A及び図8Bは、解析支援装置の処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
<適用例>
本発明に係る解析支援装置は、例えば図1に示されるような制御機器11と対象機器12から構成される制御システム1に適用され、制御システム1において不具合が発生した場合などに、ユーザによる原因解析作業を支援する目的で利用されるものである。解析支援装置は、制御機器11と対象機器12の間の通信ログデータと、制御システム1の状態ログデータとを読み込み、図3図4に示されるような2種類の情報画面を出力可能である。図3のタイムライン表示画面30では、制御機器11と対象機器12の間の伝送データの内容が時系列に表示される。図4のタイムチャート表示画面40では、制御システム1の状態の時間的な変化を示す波形が表示される。これらの情報画面は、伝送データと制御システム1の状態との時間的な対応関係が識別可能なように表示される。したがって、ユーザは、例えば、制御システム1の状態変化と同じ時刻の伝送データの内容とを簡単に見比べることができるので、問題箇所や原因の発見を容易に且つ効率的に行うことができる。
【0018】
<システム構成>
図1を参照して、本発明の実施形態に係る制御システムを説明する。この制御システム1は、制御機器としてのPLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)11と、制御機器によって制御される対象機器としてのセンサ12とを有している。PLC11とセンサ12との間は通信ケーブル13によって接続されている。
【0019】
センサ12としては、例えば、画像センサ、変位センサ、測長センサ、コードリーダ、エリアセンサなどのデバイスを用いることができる。通信ケーブル13としては、例えば、イーサネットケーブル、パラレルI/Oケーブル、シリアルケーブルなどを用いることができ、通信プロトコルとしては、例えば、パラレル、PLCリンク、EtherNet/IP、EtherCAT、無手順などを利用することができる。また、有線接続ではなく、無線通信によりPLC11とセンサ12を接続することも可能である。
【0020】
以下、センサ12の一例として、画像センサの構成を説明する。画像センサ12は、工場の製造ラインなどに設置され、画像を利用したさまざまな処理(例えば、検査対象の画像データの取得、形状の認識、検査、エッジ検出、数の計測、面積の計測、色特徴の取得
、ラベリングやセグメンテーション、物体認識、バーコードや2次元コードの読み取り、OCR、個体識別など)に利用されるデバイスである。画像センサ12は、視覚センサ(vision sensor)や視覚システム(vision system)などとも呼ばれる。
【0021】
本実施形態の画像センサ12は、概略、センサコントローラ120とカメラ121から構成され、センサコントローラ120とカメラ121の間はカメラケーブルによって接続されている。なおセンサコントローラ120には複数のカメラI/Oが設けられており、複数台のカメラ121を接続できるようになっている。本実施形態では処理系(センサコントローラ120)と撮像系(カメラ121)が別体構成となっているが、処理系と撮像系とが一体となった構成を採ることもできる。このような一体構成の画像センサは「スマートカメラ」とも呼ばれる。
【0022】
カメラ121は、検査対象などの被写体を撮像し画像データを取得するデバイスであり、レンズなどの光学系と、CCDやCMOSなどの撮像素子とを備えて構成される。必要に応じて、オートフォーカス機構、パン/チルト/ズーム機構、照明装置などをカメラ121に設けてもよい。
【0023】
センサコントローラ120は、画像センサ12全体の制御及び各種の演算処理を行うデバイスである。センサコントローラ120は、例えば、プロセッサ(CPU)、メモリ、ストレージ、通信モジュール、I/Oを有するコンピュータと、液晶ディスプレイなどの表示装置と、マウスやタッチパネルなどの入力装置とを有している。各種のプログラムがストレージに格納されており、画像センサ12の稼働時には、必要なプログラムがメモリにロードされ、プロセッサによって実行されることにより、後述する処理及び機能が提供される。なお、画像センサ12が提供する処理及び機能のうちの少なくとも一部をASICやFPGAなどの回路で構成したり、分散コンピューティングやクラウドコンピューティングにより構成したりしても構わない。
【0024】
PLC11から、制御命令(計測トリガなどの制御信号、各種の制御コマンドなど)がセンサコントローラ120に送信(入力)されると、センサコントローラ120は制御命令にしたがって所定の計測フローを実行する。計測フローは、例えば、カメラ121からの画像入力工程S10、画像を用いた計測処理工程S11(物体検出、検査、文字読み取りなど)、計測結果(OK/NGの判定結果など)の出力工程S12から構成される。各工程で実行する処理項目はユーザが自由に設計できるものとする。センサコントローラ120は、PLC11からの制御命令に応答して、センサの状態を表す状態信号をPLC11に通知したり、計測結果(判定結果など)や計測値や読み取った文字列などのデータをPLC11に送信(出力)する。このようにして、PLC11の制御によって画像センサ12による計測処理が実行されることとなる。
【0025】
上記のような制御システム1においては、画像センサ12が設計通りに動作しなかったり、意図しない動作やエラーが発生したりする場合がある。そのような不具合が生じる原因としては、例えば、PLC11で動作するプログラムのバグ(制御命令の記述や送出タイミングの誤りなど)、画像センサ12で動作するプログラムのバグ(計測フローのロジックの誤りなど)、PLC11又は画像センサ12の故障、ケーブルの断線、ネットワークの輻輳などのさまざまな原因が想定されるため、問題箇所や原因を特定するのは容易ではない。
【0026】
そこで本実施形態では、PLC11と画像センサ12の間の通信の解析を支援するための解析支援プログラムを制御システム1に実装し、上記のような不具合の原因特定を容易化する。なお、解析支援プログラムは、画像センサ12などの対象機器にインストールし
、対象機器のプロセッサにより実行してもよい。この場合、対象機器が解析支援装置を兼ねる(あるいは、対象機器が解析支援装置としての機能を提供する)こととなる。また、解析支援プログラムは、PLC11などの制御機器にインストールし、制御機器のプロセッサにより実行してもよい。この場合、制御機器が解析支援装置を兼ねる(あるいは、制御機器が解析支援装置としての機能を提供する)こととなる。また、解析支援プログラムは、制御機器・対象機器のいずれとも異なるコンピュータ(例えば、制御システム1の管理や保守用のコンピュータ)にインストールし、当該コンピュータのプロセッサにより実行してもよい。
【0027】
<解析支援装置>
図2は、本実施形態に係る解析支援装置の構成の一例を示すブロック図である。解析支援装置2は、主たる構成要素として、モニタ部20、通信ログ取得部21、状態ログ取得部22、情報出力部23、ユーザ操作受付部24を有している。本実施形態では、画像センサ12に解析支援プログラムをインストールすることによって解析支援装置2が構成されており、図2に示す各構成要素は、画像センサ12のプロセッサが解析支援プログラムを実行することによってソフトウェア的に実現されている。ただし、この構成は一例であり、図2に示す構成要素の一部又は全部をASICやFPGAなどの回路で構成してもよいし、サーバなどの他のコンピュータ上で実行してもよい。
【0028】
モニタ部20は、PLC11と画像センサ12との間の通信をモニタし、両者の間で伝送(送信及び受信)された伝送データを解析支援装置2(画像センサ12)内のストレージに記録する処理を行う。記録された伝送データの時系列データを「通信ログデータ」と呼ぶ。モニタ部20は、伝送データをそのままの形式で通信ログデータに残してもよいし、伝送データを加工した情報(例えば圧縮ないしエンコードした情報、データの一部のみを抽出した情報など)を通信ログデータとして記録してもよい。
【0029】
また、モニタ部20は、制御システム1の状態をモニタし、解析支援装置2(画像センサ12)内のストレージに記録する処理を行ってもよい。記録された制御システム1の状態の時系列データを「状態ログデータ」と呼ぶ。制御システム1の状態には、画像センサ12の状態とPLC11の状態のいずれか又は両方を含むことができる。
【0030】
画像センサ12の状態は、例えば、ビジー(処理を実行中であり、外部から新たな制御コマンドの入力を受け付けることができない状態)、コマンド完了(外部から入力された制御コマンドの実行を完了した状態)、データ出力(計測結果などのデータを外部へ出力している状態)、レディー(計測の開始が可能な状態)、エラー(異常が発生した状態)などがある。画像センサ12の状態は、画像センサ12のメモリに保持されている状態変数の値から検知してもよいし、画像センサ12からPLC11に送信される伝送データに含まれている状態信号の値から検知してもよい。後者の場合、モニタ部20は、通信ログデータから画像センサ12の状態の情報を抽出してもよい。
【0031】
PLC11の状態は、例えば、コマンド実行(対象機器に対して制御コマンドを送信している状態)、データ出力要求(対象機器からデータ出力を受信可能な状態)、エラー(異常が発生した状態)などがある。PLC11の状態は、PLC11のメモリに保持されている状態変数の値から検知してもよいし、PLC11から画像センサ12に送信される伝送データに含まれている制御信号の値から検知してもよい。後者の場合、モニタ部20は、通信ログデータからPLC11の状態の情報を抽出してもよい。
【0032】
通信ログ取得部21は、PLC11と画像センサ12との間の通信ログデータを取得する処理を行う。本実施形態では、モニタ部20によって蓄積された通信ログデータをストレージから読み込むことを想定しているが、通信ログ取得部21は、ネットワークあるい
はUSBメモリのような記録媒体を介して、外部から通信ログデータを読み込んでもよい。
【0033】
状態ログ取得部22は、制御システム1の状態ログデータを取得する処理を行う。本実施形態では、モニタ部20によって蓄積された状態ログデータをストレージから読み込むことを想定しているが、状態ログ取得部22は、ネットワークあるいはUSBメモリのような記録媒体を介して、外部から状態ログデータを読み込んでもよい。
【0034】
情報出力部23は、取得された通信ログデータ及び状態ログデータに基づいて、ユーザによる解析作業を支援するための情報画面を生成し、表示装置に出力する処理を行う。ユーザ操作受付部24は、ユーザによる各種の操作を受け付ける処理を行う。情報出力部23及びユーザ操作受付部24の処理の詳細については後述する。
【0035】
<情報画面の例>
図3及び図4は、解析支援装置2により出力される情報画面の一例を示す。本実施形態の解析支援装置2は、タイムライン表示画面30(図3)とタイムチャート表示画面40(図4)の2種類の情報画面を出力可能である。タイムライン表示画面30は、PLC11と画像センサ12の間の伝送データの内容を時系列に表示するための第1情報画面の一例であり、タイムチャート表示画面40は、制御システム1の状態の時間的な変化を表示するための第2情報画面の一例である。
【0036】
以下、各情報画面においてユーザ操作受付部24によって提供されるユーザインタフェース(UI)を説明する。
【0037】
(共通のUI)
ログファイル読込ボタン320は、解析対象とする通信ログデータ及び状態ログデータのファイルを指定するためのUIである。ユーザがログファイル読込ボタン320を押下すると、ファイル選択画面(不図示)が開き、ログデータファイルを選択することができる。
【0038】
ビュー切替ボタン321は、タイムライン表示画面30とタイムチャート表示画面40を切り替えるためのUIである。ユーザがビュー切替ボタン321を押下するたびに(つまり、ユーザ操作受付部24がユーザによる画面切替指示を受け付けるたびに)、情報出力部23がタイムライン表示画面30とタイムチャート表示画面40の表示の切り替えを行う。なお、本実施形態では2つの情報画面を切り替え表示するUIを採用したが、表示装置の解像度が十分高い場合には、2つの情報画面を上下又は左右に並べて表示したり、別ウィンドウで表示してもよい。
【0039】
(タイムライン表示)
タイムライン表示画面30の各行は1つの伝送データの内容を示している。例えばPLC11と画像センサ12の間でパケット通信が行われている場合であれば、各行が1つのパケットデータの内容を示す。図3の表示例では、伝送データごとに、「番号」、「タイムスタンプ」、「時間」、「送信元」、「送信先」、「プロトコル」、「長さ」、「データ」、「解析内容」、「識別子」の10項目の情報が表示されている。各項目の意味は以下のとおりである。
【0040】
(1)番号・・・解析支援装置2(モニタ部20)が通信ログデータの記録時に各伝送データに割り振る番号。伝送順に1から順に番号が割り振られる。
(2)タイムスタンプ・・・解析支援装置2(モニタ部20)がモニタを開始してから伝送データを受信/送信するまでの経過時間。
(3)時間・・・伝送データの受信/送信時刻。
(4)送信元・・・伝送データを送信した機器のIPアドレス。
(5)送信先・・・伝送データを受信した機器のIPアドレス。
(6)プロトコル・・・伝送データのプロトコル(UDP、TCPなど)。
(7)長さ・・・伝送データのデータ長。
(8)データ・・・伝送データ(16進数表示)。
(9)解析内容・・・伝送データの意味内容を人が理解しやすい表現形式で表したもの。伝送データに含まれる「制御コマンドの種別」、「制御コマンドの内容」、「画像センサの状態」などの項目を自然言語に変換し、表示するとよい。以下、伝送データ(16進数表示)とその解析内容の一例を記載する。
[例1]11-00-00-0A-05-06-64-0A-05-06
→ 実行コマンド 計測実行RES-CODE XXXXXX
[例2]45-00-00-39-7D-B3-00-00-80-11
→ コマンドデータ 書き込み D102 データレジスタ
[例3]06-64-0A-05-06-7B-25-80-25
→ 4チャネル 応答エリア CMD-CODE
(10)識別子・・・伝送データの送信元がデータ送信時に割り当てるユニークな番号。送信順に番号が割り振られるため、識別子をチェックすることで、伝送データの抜け、伝送データの受信順序の異常などを検出できる。
【0041】
ユーザは、タイムライン表示画面30において、一部の伝送データを注目データとして選択(マーキング)することができる。選択された注目データの行は、他の伝送データから識別可能な方法(例えば、色付け、反転、強調など)にて表示される。図3では、1つの行が注目データとしてマーキングされた例を示しているが、複数の行をマーキングできるようにしてもよい。
【0042】
絞り込み機能301は、タイムライン表示画面30に表示されている情報の中から、条件に合致するものを抽出して表示する機能である。本例では、タイムスタンプ、プロトコル、任意文字列などの絞り込み条件を設定することが可能である。
【0043】
(タイムチャート表示)
図4のタイムチャート表示画面40の例では、EXE、BUSY、FLG、DSA、GATEの5つの信号の状態値の時間変化が表示されている。横軸が時間であり、各信号の状態値はOFF(Lo)とON(Hi)の2つの値をとる。
【0044】
ここで、EXEは、PLC11が画像センサ12に対して制御コマンドを発行するときにOFF→ONと変化する信号である。BUSYは、画像センサ12がPLC11から入力された制御コマンドに応じた処理を開始するときにOFF→ONと変化する信号である。FLGは、画像センサ12が制御コマンドの実行を完了したときにOFF→ONと変化する信号である。DSAは、PLC11が画像センサ12からのデータ出力を受信可能になったときにOFF→ONと変化する信号である。GATEは、画像センサ12がデータ出力を開始するときにOFF→ONとなる信号である。
【0045】
例えば、画像センサ12による計測フローを実行する場合には、まずEXEがONに変化した後、BUSYがONに変化し、計測フローの実行完了とともにFLGがONに変化する。また、画像センサ12の計測データをPLC11に出力する場合には、まずDSAがONに変化した後、GATEがONに変化する。このように、PLC11の制御に従って画像センサ12が動作する系においては、PLC11や画像センサ12の状態値が予め決められた順番で変化する必要がある。したがって、タイムチャート表示画面40において、各信号の変化点(状態値が変化する点)の出現順序や変化点同士の間隔などを見るこ
とで、PLC11や画像センサ12が正常に動作しているかどうかを簡便にチェックすることができる。
【0046】
本実施形態では、情報出力部23が、各信号の変化点に対してタイムスタンプで昇順となるように変化点番号を付与し、タイムチャート表示画面40の各信号のグラフの変化点の部分に変化点番号を表示する。この変化点番号表示によって、変化点の出現順を容易に判別できるようになる。
【0047】
ユーザは、タイムチャート表示画面40において、任意の変化点を注目データとして選択(マーキング)することができる。選択された変化点は、他の変化点から識別可能な方法(例えば、色付け、反転、強調など)にて表示される。また、本例では、選択された変化点がタイムチャート表示画面40の中央に表示されるように、タイムスタンプの表示範囲が調整される。さらに、選択された変化点のタイムスタンプを横軸に表示する。図4の例では、タイムスタンプ「4696」の変化点(番号:1)が中央に表示されている。
【0048】
選択補助機能401は、タイムチャート表示画面40に表示するデータの位置(タイムスタンプ)の移動、及び、変化点の選択を補助するUIである。ユーザが中央のテキストボックスに任意のタイムスタンプを入力すると、そのタイムスタンプのデータが注目データとして選択され、且つ、タイムチャート表示画面40の中央に表示されるように、表示範囲が自動調整される。また、テキストボックスの左右に配置された矢印ボタンをユーザが押下すると、選択している変化点が昇順又は降順に1つずつ移動する。このような選択補助機能401により、注目データの選択が容易になる。
【0049】
エラー箇所表示402は、正しい伝送順でデータ伝送が行われていない箇所(伝送エラー箇所)を示している。例えば、画像センサ12がPLC11から受信した伝送データの受信順序が逆転している箇所、伝送データに抜けがある箇所などが、伝送エラー箇所として表示される。
【0050】
(タイムライン表示とタイムチャート表示の連携)
本実施形態のUIの特徴の一つは、タイムライン表示画面30とタイムチャート表示画面40とが時間的に対応付けられて表示される点、すなわち、タイムライン表示画面30上の伝送データとタイムチャート表示画面40上の状態変化との時間的な対応関係が識別できるように各表示画面が生成・表示される点にある。具体的には、タイムライン表示画面30上で注目データを選択した状態で、タイムライン表示からタイムチャート表示に切り替えた場合には、その注目データと同じタイムスタンプのデータがタイムチャート表示画面40上でも選択され、且つ、画面の中央に表示される。逆に、タイムチャート表示画面40上で変化点を注目データとして選択した状態で、タイムチャート表示からタイムライン表示に切り替えた場合には、その注目データ(変化点)と同じタイムスタンプの伝送データがタイムライン表示画面30上でも選択される。このような連携表示によって、制御システムの状態変化とそのときの伝送データの内容とを簡単に見比べることができ、問題箇所や原因の発見が容易化される。
【0051】
また、タイムチャート表示画面40上に伝送データのエラー箇所表示402が行われることも、伝送データと制御システム1の状態との時間的な対応関係を示す表示の一つである。これにより、伝送エラーが生じた時点での制御システム1の状態のチェックが容易にでき、問題箇所や原因の発見を効率的に行うことができる。なお、タイムライン表示画面30においても伝送エラー箇所を識別可能に表示してもよい。また、タイムライン表示画面30においても状態の変化点の位置を識別可能に表示してもよい。このようにタイムライン表示画面30において伝送エラー箇所や状態変化点を明示することで、問題箇所や原因の発見の手掛かりとして役立てることができる。
【0052】
(正常状態ガイド表示)
情報出力部23が、タイムチャート表示画面40上に、制御システム1の正常な状態遷移を示す信号波形(「正常状態ガイド」と呼ぶ)を重畳表示する機能を提供してもよい。図5に正常状態ガイドの表示例を示す。前述のように、PLC11からの制御コマンドに従って計測フローを実行する際には、EXE→BUSY→FLGの順に状態値がONに変化するのが正常な状態遷移であることが予めわかっている。そこで、このような状態遷移を示す正常状態ガイド50(太破線)を、状態ログデータに基づき表示された各信号の波形の上に重畳表示する。これにより、制御システム1で実際に生じた状態遷移と、正常な状態遷移とを簡単に見比べることができるので、問題箇所や原因の発見に役立てることができる。図5の例では、BUSYの状態変化のタイミングに異常があることがわかる。なお、正常状態ガイド50は、ガイド表示ボタン51を押すたびに表示と非表示が切り替えられるとよい。
【0053】
<処理フローの例>
次に、図6図7図8A及び図8Bのフローチャートを用いて、解析支援装置2の処理フローの一例を説明する。
【0054】
図6の処理フローは、ユーザによって解析対象とするファイルが選択されると開始される。まず、通信ログ取得部21及び状態ログ取得部22が、ユーザによって選択されたログデータファイルを読み込む(ステップS60)。このとき、状態ログ取得部22は、通信ログ取得部21によって取得された通信ログデータから各信号の状態ログデータを取得してもよい。次に、情報出力部23が、通信ログデータに含まれる各伝送データの解析を行い、上述した(1)から(10)の項目を抽出する(ステップS61)。その後、情報出力部23は、各伝送データの識別子(伝送順に付与された番号情報)を解析し、正しい伝送順でデータ伝送が行われていない箇所を検出し、メモリに記憶する(ステップS62)。また、情報出力部23は、状態ログデータを解析することにより、各信号の状態変化点を検出し、メモリに記憶する(ステップS63)。そして、情報出力部23は、初期状態としてタイムライン表示画面30を生成し表示装置に出力する(ステップS64)。
【0055】
図7の処理フローは、ユーザ操作受付部24がユーザによる操作イベントを受け付けた場合に実行される処理を示している。ユーザ操作が画面切替操作(ビュー切替ボタン321の押下)である場合(ステップS70のYES)、情報出力部23は、現在の画面がタイムチャート表示画面40であれば(ステップS71のNO)、タイムライン表示画面30への切り替えを行い(ステップS72)、現在の画面がタイムライン表示画面30であれば(ステップS71のYES)、タイムチャート表示画面40への切り替えを行う(ステップS73)。ステップS72及びS73の処理の詳細は後述する。ユーザ操作がタイムライン表示画面30上での注目データ(伝送データ)の選択操作である場合(ステップS74)、情報出力部23はタイムライン表示画面30において選択された伝送データを注目データとして記憶するとともに(ステップS75)、その注目データの行を色表示する(ステップS76)。ユーザ操作がタイムチャート表示画面40上での注目データ(状態変化点)の選択操作である場合(ステップS77)、情報出力部23はタイムチャート表示画面40上で選択された変化点を注目データとして記憶するとともに(ステップS78)、その注目データが中央に表示されるよう、タイムチャートの表示範囲を更新する(ステップS79)。
【0056】
ステップS72の詳細を図8Aに示す。情報出力部23は、現在の画面(切替前の画面)であるタイムチャート表示画面40において注目データ(変化点)が選択されているか否か(具体的には、注目データの情報がメモリに記憶されているか否か)を確認する(ステップS720)。注目データが選択されている場合、情報出力部23は、注目データに
対応する時刻の伝送データを選択状態にする(ステップS721)。そして、情報出力部23は、タイムライン表示画面30を生成し出力する(ステップS722)。このとき、ステップS721で選択された伝送データの行は色表示される。
【0057】
ステップS73の詳細を図8Bに示す。情報出力部23は、現在の画面(切替前の画面)であるタイムライン表示画面30において注目データ(伝送データ)が選択されているか否か(具体的には、注目データの情報がメモリに記憶されているか否か)を確認する(ステップS730)。注目データが選択されている場合、情報出力部23は、注目データに対応する時刻の状態値が中央に表示されるように、タイムチャートの表示範囲を変更する(ステップS731)。もし注目データが選択されていない場合は、タイムチャートの表示範囲はデフォルト値(例えばログデータの先頭)に設定される(ステップS732)。そして、情報出力部23は、タイムチャート表示画面40を生成し出力する(ステップS733)。
【0058】
以上のような処理フローによって、上述したタイムライン表示とタイムチャート表示の連携表示が実現される。
【0059】
<その他>
上記実施形態は、本発明の構成を例示的に説明するものに過ぎない。本発明は上記の具体的な形態には限定されることはなく、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、PLCと画像センサで構成される制御システムを例示したが、制御機器としてはPLC以外にも各種のコントローラやコンピュータなどを用いることができ、対象機器としては画像センサ以外にも各種のセンサ・計測機器やアクチュエータなどを用いることができる。すなわち、互いに通信を行いながら動作する制御機器と対象機器からなる制御システムであれば、本発明を好ましく適用することができる。また、対象機器の数は1つに限られず、複数台の対象機器が接続されている制御システムにも本発明を適用することができる。この場合、対象機器ごとに解析支援装置を実装してもよいし、いずれか1つの対象機器のみ解析支援装置を実装して、1つの解析支援装置で複数台の対象機器のログ解析を行ってもよい。また、制御システムとはオフラインの解析支援装置を用いて、制御システムのログ解析を行うことも可能である。この場合、制御システムにおいて蓄積されたログデータをUSBメモリなどの記録媒体を利用して解析支援装置に読み込ませればよい。また、図3及び図4の情報画面はあくまで一例であり、表示項目や表示方法などは、解析対象となるデータの形式、解析の目的・用途などに応じて、適宜設計すればよい。
【0060】
<付記>
(1) 制御機器(11)と前記制御機器(11)によって制御される対象機器(12)との間の通信の解析を支援するための解析支援装置(2)であって、
前記制御機器(11)と前記対象機器(12)との間で伝送された伝送データの記録である通信ログデータを取得する通信ログ取得手段(21)と、
前記対象機器(12)及び/又は前記制御機器(11)の状態の記録である状態ログデータを取得する状態ログ取得手段(22)と、
取得された前記通信ログデータ及び前記状態ログデータに基づき、前記制御機器(11)と前記対象機器(12)との間の伝送データの内容を時系列に表示する第1情報画面(30)と、前記対象機器(12)及び/又は前記制御機器(11)の状態の時間的な変化を表示する第2情報画面(40)とを、前記伝送データと前記状態との時間的な対応関係が識別できるように、表示装置に出力する情報出力手段(23)と、
を有することを特徴とする解析支援装置(2)。
(2) 制御機器(11)と前記制御機器(11)によって制御される対象機器(12)との間の通信の解析を支援するための解析支援方法であって、
コンピュータが、
前記制御機器(11)と前記対象機器(12)との間で伝送された伝送データの記録である通信ログデータを取得するステップと、
前記対象機器(12)及び/又は前記制御機器(11)の状態の記録である状態ログデータを取得するステップと、
取得された前記通信ログデータ及び前記状態ログデータに基づき、前記制御機器(11)と前記対象機器(12)との間の伝送データの内容を時系列に表示する第1情報画面(30)と、前記対象機器(12)及び/又は前記制御機器(11)の状態の時間的な変化を表示する第2情報画面(40)とを、前記伝送データと前記状態との時間的な対応関係が識別できるように、表示装置に出力するステップと、
を実行することを特徴とする解析支援方法。
【符号の説明】
【0061】
1:制御システム
2:解析支援装置
11:制御機器、PLC
12:対象機器、画像センサ
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8