JP2019197461A - 解析支援装置及び解析支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】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。【解決手段】解析支援装置が、制御機器と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、対象機器及び／又は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、通信ログデータ及び状態ログデータに基づき、制御機器と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、対象機器及び／又は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、伝送データと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。【選択図】図２

Description

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。

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。

特開平１０−４０２２４号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１は、制御システムの構成図である。 図２は、解析支援装置の構成図である。 図３は、タイムライン表示画面の例を示す図である。 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は、正常状態ガイド表示の例を示す図である。 図６は、解析支援装置の処理フローを示す図である。 図７は、解析支援装置の処理フローを示す図である。 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。

＜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と図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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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。

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。

（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。

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。

（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。

（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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

（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。

＜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。

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）。

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）。

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。

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）。

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。

＜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。

＜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。

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

Claims (9)

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。
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。
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。
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。
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。
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。
7. 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する
   ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の解析支援装置。
8. 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を取得するステップと、
   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ステップと、
   を実行することを特徴とする解析支援方法。
9. コンピュータを、請求項１〜７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。

Images