WO2023228357A1 - プログラマブルロジックコントローラ、制御システム、データ収集方法及びプログラム - Google Patents

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WO2023228357A1
WO2023228357A1 PCT/JP2022/021567 JP2022021567W WO2023228357A1 WO 2023228357 A1 WO2023228357 A1 WO 2023228357A1 JP 2022021567 W JP2022021567 W JP 2022021567W WO 2023228357 A1 WO2023228357 A1 WO 2023228357A1
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WO
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data
line data
unit
line
device data
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Application number
PCT/JP2022/021567
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English (en)
French (fr)
Inventor
知洋 古川
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts

Definitions

  • the present invention relates to a programmable logic controller, a control system, a data collection method, and a program.
  • a programmable logic controller is a controller that controls manufacturing equipment, transport equipment, inspection equipment, etc. in factory automation.
  • programmable logic controllers are connected to many external devices via networks and control the external devices by sending and receiving a lot of data.
  • Patent Document 1 discloses a control device that can efficiently collect line data necessary to identify the cause of an abnormality by providing dynamically changeable filtering conditions when collecting line data.
  • Patent Document 2 discloses a display device that can efficiently analyze line data by displaying line data and status logs of control devices and target devices in a chronologically correlated manner.
  • the present disclosure has been made in order to solve the above-mentioned problems, and provides a programmable logic controller, etc. that can facilitate the task of identifying the cause of abnormalities occurring in communication with external devices.
  • the purpose is to provide.
  • a programmable logic controller includes a communication section, a program execution section, a device data collection section, a line data collection section, and a data output section.
  • the communication unit communicates with external equipment.
  • the program execution unit executes a user program for controlling a controlled object.
  • the device data collection unit collects a plurality of device data stored in a plurality of devices that are storage areas referenced by the program execution unit, and stores each of the plurality of device data with time information when each device data was collected. It is associated and saved in the first buffer.
  • the line data collection unit collects a plurality of line data that satisfies collection conditions from among the data communicated by the communication unit, associates the plurality of line data with time information at which each line data was communicated, and stores the line data in a second buffer. Save to.
  • the data output unit outputs the plurality of device data stored in the first buffer and the plurality of line data stored in the second buffer.
  • a plurality of device data stored in a plurality of devices is collected, each of the collected plurality of device data is associated with time information when each device data was collected, and the data to be communicated with an external device is A plurality of pieces of line data that satisfy the collection conditions are collected, and the collected pieces of line data are associated with time information at which each piece of line data was communicated. Therefore, according to the present disclosure, it is possible to facilitate the task of identifying the cause of an abnormality occurring in communication with an external device.
  • a diagram showing the configuration of a control system according to Embodiment 1 A block diagram showing the hardware configuration of a PLC and an interface device according to Embodiment 1.
  • Block diagram showing the functional configuration of the control system according to Embodiment 1 A diagram showing an example of device data collected by PLC in Embodiment 1
  • a diagram showing an example of line data collected by PLC in Embodiment 1 A diagram showing an example of a display screen displayed on the interface device in Embodiment 1.
  • a diagram showing an example when device data or line data is selected on the display screen shown in FIG. A diagram showing an example when a device is selected on the display screen shown in FIG. 6
  • Flowchart showing the flow of data collection processing executed by the PLC according to the first embodiment Flowchart showing the flow of display output processing executed by the interface device according to Embodiment 1
  • FIG. 1 shows the configuration of a control system 1 according to the first embodiment.
  • the control system 1 is an FA (factory automation) system installed in a factory, and corresponds to a production system that produces products.
  • the control system 1 performs various processing, typified by processing, monitoring, and inspection, on the workpieces flowing on the production line.
  • control system 1 includes a PLC (programmable logic controller) 10, an interface device 20, and an external device 30.
  • PLC programmable logic controller
  • the PLC 10 is a controller for controlling a controlled object in factory automation.
  • the objects to be controlled are manufacturing equipment, transport equipment, inspection equipment, etc. installed in a factory.
  • the PLC 10 transmits various control commands to each of a plurality of control targets installed in a factory by executing a user program created in the interface device 20. Thereby, the PLC 10 comprehensively controls the manufacturing line in factory automation.
  • PLC10 is an example of a control device.
  • the interface device 20 is a terminal device operated by a user.
  • the interface device 20 is, for example, a general-purpose or industrial computer.
  • the interface device 20 can create and edit a user program for controlling the PLC 10.
  • the interface device 20 may also be called an engineering tool, a program creation support device, or the like.
  • the interface device 20 is communicably connected to the PLC 10 via a USB (Universal Serial Bus) cable, LAN (Local Area Network), or other communication line.
  • USB Universal Serial Bus
  • LAN Local Area Network
  • the external device 30 is a device used in factory automation.
  • External equipment 30 includes equipment to be controlled by PLC 10 in factory automation.
  • the external device 30 includes input devices such as sensors and cameras, and output devices such as actuators and arm robots.
  • the operation of the output device is controlled by the PLC 10 according to the detected value of the input device.
  • external devices 30 may be one or multiple.
  • the external devices 30 may include devices that are not to be controlled by the PLC 10, such as databases, server devices, etc.
  • External device 30 may be called a field device.
  • the external device 30 is communicably connected to the PLC 10 via a communication cable 31.
  • the communication cable 31 is an industrial control network realized by communication lines installed within a factory.
  • the communication cable 31 may be, for example, a USB cable or EtherNET (registered trademark), or may be EtherCAT (registered trademark) or EtherNet/IP (registered trademark) used as an industrial network protocol.
  • the PLC 10 and the interface device 20 each include a processor 11, a main memory 12, an auxiliary memory 13, a clock section 14, an input section 15, an output section 16, a communication section 17, Equipped with. Each of these elements is connected via an internal bus.
  • the processor 11 includes a CPU (Central Processing Unit), an MPU (Micro Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), and the like.
  • the processor 11 implements various functions of the PLC 10 and the interface device 20 by executing programs stored in the auxiliary memory 13, and executes the processes described below.
  • the main memory 12 includes volatile storage devices such as DRAM (Dynamic Random Access Memory) and SRAM (Static Random Access Memory).
  • a program is loaded into the main memory 12 from the auxiliary memory 13. Further, the main memory 12 is used as a work area for the processor 11.
  • the auxiliary memory 13 includes a nonvolatile storage device such as a ROM (Read Only Memory) and a flash memory.
  • Auxiliary memory 13 stores various data used in processing by processor 11.
  • the auxiliary memory 13 supplies data used by the processor 11 to the processor 11 according to instructions from the processor 11, and stores data supplied from the processor 11.
  • the clock section 14 includes elements typified by a crystal resonator and an oscillation circuit.
  • the clock section 14 provides a clock signal to the processor 11 .
  • Clock signals are utilized to measure time.
  • the input unit 15 includes input devices such as switches, input keys, and pointing devices.
  • the input unit 15 acquires information input by the user and notifies the processor 11 of the acquired information.
  • the output unit 16 includes output devices such as an LED (Light Emitting Diode), an LCD (Liquid Crystal Display), and a speaker.
  • the output unit 16 presents various information to the user according to instructions from the processor 11.
  • the communication unit 17 includes a communication interface circuit for communicating with external devices in accordance with well-known communication standards such as USB and Ethernet (registered trademark).
  • the communication unit 17 receives a signal from the outside and outputs data indicated by this signal to the processor 11. Furthermore, the communication unit 17 transmits a signal indicating data output from the processor 11 to an external device.
  • the communication unit 17 of the PLC 10 communicates with the communication unit 17 of the interface device 20. Furthermore, the communication unit 17 of the PLC 10 communicates with the external device 30 via the communication cable 31.
  • the processor 11 functionally includes a program acquisition section 110, a parameter setting section 120, a program execution section 130, a device data collection section 140, a line data collection section 150, It includes a data storage section 160 and a data output section 170. Further, in the interface device 20, the processor 11 functionally includes a program creation section 210, a display output section 220, and a selection section 230.
  • Each of these functions is realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • Software and firmware are written as programs and stored in the auxiliary memory 13.
  • the processor 11 implements each function by executing the program stored in the auxiliary memory 13.
  • the program creation unit 210 creates a user program 21 according to an operation received from the user via the input unit 15.
  • the user program 21 is data that defines procedures for processing executed by the PLC 10.
  • the user program 21 is created using, for example, a graphical programming language or a high-level programming language.
  • the graphical programming language is, for example, a motion program in a flowchart format such as a ladder language or SFC (sequential function chart).
  • the high-level programming language is, for example, the C language.
  • the user program 21 will be described as a ladder program created in a ladder language.
  • a development tool for the user program 21 is installed on the interface device 20.
  • the user operates the input unit 15 to combine a plurality of predefined types of commands on the development tool.
  • the user program 21 can be designed in accordance with the configuration of the external device 30.
  • the program creation unit 210 transmits the created user program 21 to the PLC 10 via the communication unit 17 in response to an instruction from the user.
  • the program acquisition unit 110 acquires the user program 21 created in the interface device 20.
  • the program acquisition unit 110 communicates with the interface device 20 via the communication unit 17, and receives the transmitted user program 21.
  • the parameter setting unit 120 sets various parameters related to the operation of the PLC 10.
  • the parameters set by the parameter setting unit 120 include, for example, a device to be controlled, a file to be used, a timer setting value, a storage destination and storage format of device data and line data, and the like.
  • the parameter setting unit 120 sets such parameters based on information input by the user from the input unit 15 of the PLC 10. Alternatively, the parameter setting unit 120 may receive parameters from the interface device 20 and set the parameters.
  • the program execution unit 130 executes the user program 21 acquired by the program acquisition unit 110. Specifically, in order to control the controlled object, the program execution unit 130 generates a control command for the controlled object according to an arbitrarily created user program 21. Then, the program execution unit 130 transmits the generated control command to the controlled object via the communication cable 31. Thereby, the program execution unit 130 causes the controlled object to execute the operation according to the user program 21.
  • the device data collection unit 140 collects device data.
  • device data also called device value
  • the device is data stored in a device.
  • the device is also called a device memory, and means a storage area on the main memory 12 provided for storing device data.
  • Examples of the device include a relay device that holds 1 bit of information, a word device that holds 1 word of information, and the like.
  • Device data includes, for example, an input state input from an input device such as a sensor or a camera among the external devices 30, an output state output from an output device such as an actuator or an arm robot among the external devices 30, and a user information. It shows the status of internal relays, timers, counters, data memory, etc. set on the program 21.
  • the program execution unit 130 uses the main memory 12 as a storage area for device data when executing the user program 21 to control the control target. Specifically, the program execution unit 130 controls the controlled object while temporarily storing data related to control according to the user program 21 in the main memory 12 as device data. Specifically, the data related to control is a measurement value measured by a sensor, a camera, etc., a control value transmitted from the PLC 10 to a controlled object, a state value indicating a control result by the controlled object, etc.
  • the device data collection unit 140 collects a plurality of device data stored in a plurality of devices, which are storage areas that the program execution unit 130 refers to when executing the user program 21 and controlling a control target. Then, the device data collection unit 140 stores the collected plurality of device data in a first buffer, which is a storage area on the main memory 12, in association with time information at which each device data was collected.
  • FIG. 4 shows an example of multiple device data stored in the first buffer.
  • time represents the time when each device data was collected by the device data collection unit 140.
  • Target represents identification information of a device that is a target of each device data.
  • Value represents the value of each device data.
  • the "value” is, for example, a measured value, a control value, a state value, etc. related to control according to the user program 21 as described above.
  • the device data collection unit 140 collects a plurality of pieces of device data used when the program execution unit 130 controls the control target according to the user program 21, in association with the time information at which each piece of device data was collected.
  • Device data linked to time information can be called “device log data.” Note that the time information associated with each device data is not limited to the time itself, and may be, for example, the value of a scan counter as long as it is information indicating the time.
  • the line data collection unit 150 collects a plurality of line data that satisfy the collection conditions from among the communication data communicated with the external device 30 by the communication unit 17.
  • the communication data is data such as packets and protocols transmitted between the PLC 10 and the external device 30 via the communication cable 31.
  • the communication data includes data transmitted from the PLC 10 to the external device 30 and data transmitted from the external device 30 to the PLC 10.
  • communication data data indicating a control command transmitted from the PLC 10 to a device to be controlled
  • data indicating a control result transmitted from the device to be controlled to the PLC 10 data indicating the state of the external device 30, a sensor, a camera.
  • data indicating the state of the external device 30 data indicating the state of the external device 30, a sensor, a camera.
  • Various data exist, such as data measured by etc.
  • the collection conditions are filtering conditions set in advance to filter out unnecessary data from communication data. Specifically, the collection condition is satisfied when the data communicated by the communication unit 17 is data for operating the user program 21 or the device being used with preset parameters.
  • the preset parameters are parameters set by the parameter setting section 120.
  • Data operating a device means data written to or read from the device.
  • data for operating the device used by the user program 21 corresponds to data written to or read from the device when the program execution unit 130 is executing the user program 21.
  • data for operating a device being used with preset parameters corresponds to data written to the device or data read from the device using parameters used when the PLC 10 performs various operations.
  • line data collection unit 150 does not collect communication data if the communication data corresponds to a read command. Furthermore, communication data that is relayed to another device, that is, communication data where neither the destination nor the source is the PLC 10, does not satisfy the collection condition. Therefore, the line data collection unit 150 does not collect communication data to be relayed to other devices.
  • the line data collection unit 150 accesses the communication unit 17 and determines whether the communication data satisfies the collection conditions set in this way. do. As a result of the determination, the line data collection unit 150 does not collect communication data that does not satisfy the collection conditions, but collects data that satisfies the collection conditions as line data.
  • the line data collection unit 150 stores the collected line data in a second buffer, which is a storage area on the main memory 12, in association with time information at which the line data was communicated.
  • the second buffer is a storage area different from the first buffer in which device data on the main memory 12 is stored.
  • FIG. 5 shows an example of multiple line data stored in the second buffer.
  • time represents the time when each line data was transmitted and received.
  • Src represents the device that is the transmission source of each line data.
  • Dst represents the device to which each line data is transmitted.
  • the line data collection unit 150 links the line data communicated with the external device 30 when the program execution unit 130 controls the controlled object according to the user program 21 to the time information communicated. collect.
  • Line data linked to time information can be called "line log data.” Note that the time information associated with each line data is not limited to the time itself, and may be, for example, the value of a scan counter as long as it is information indicating the time.
  • the line data collection unit 150 collects line data for operating the device used by the user program 21 or parameters from among the data communicated by the communication unit 17.
  • line data necessary to identify the cause of the abnormality can be efficiently collected from a huge amount of line data. I can do it.
  • even a user with little knowledge can easily collect only the line data for operating the device being used. can.
  • the collection condition is satisfied when the communication data is data for operating a device used by the user program 21 or parameters. Therefore, even if the user program 21 or parameters are changed, the line data collection unit 150 can collect appropriate line data.
  • the line data collection unit 150 collects line data corresponding to the changed user program 21 or parameters without requiring the user to take the trouble of resetting the collection conditions every time the user program 21 or parameters are changed. be able to.
  • the data storage unit 160 saves the plurality of device data stored in the first buffer and the plurality of line data stored in the second buffer. It is saved in the auxiliary memory 13 of the PLC 10.
  • the storage condition is a condition that determines the timing for moving multiple device data and multiple line data from the main memory 12 to the auxiliary memory 13.
  • the storage condition may be such that when at least one of the size of the plurality of device data stored in the first buffer and the size of the plurality of line data stored in the second buffer exceeds a predetermined threshold, It is filled.
  • the storage condition may be satisfied when a predetermined periodic timing arrives.
  • the data storage unit 160 stores a plurality of device data and a plurality of line data in a storage destination set by the user in a storage format set by the user.
  • the user can specify a desired data folder in the auxiliary memory 13 as the storage destination.
  • the user can specify a desired data file format as the storage format.
  • the parameter setting unit 120 sets the storage destination and storage format according to such user specifications.
  • the user can freely specify the storage destination and storage format. Therefore, a plurality of device data and a plurality of line data associated with time information can be stored for easy use by the user.
  • the data output unit 170 outputs the plurality of device data and the plurality of line data stored by the data storage unit 160 to the interface device 20. Specifically, when a predetermined output timing arrives or in response to a request from the interface device 20, the data output unit 170 outputs the plurality of device data and the plurality of line data stored by the data storage unit 160. is transmitted to the interface device 20 via the communication unit 17.
  • the display output unit 220 acquires multiple device data and multiple line data output from the PLC 10, and displays the acquired multiple device data and multiple line data. Specifically, upon acquiring a plurality of device data and a plurality of line data from the PLC 10, the display output section 220 displays the display screen 40 shown in FIG. 6 on the LCD in the output section 16.
  • the display output unit 220 displays a display screen 40 that includes a program monitor 41, a line data list 42, a device data list 43, and a device monitor 44.
  • the program monitor 41 displays the contents of the user program 21.
  • the line data list 42 displays a list of a plurality of line data collected by the PLC 10.
  • the device data list 43 displays a list of a plurality of device data collected by the PLC 10.
  • the device monitor 44 displays current values of multiple devices. In this way, the display output section 220 displays the plurality of line data and the plurality of device data stored by the data storage section 160 in a list format.
  • the user can select any one of the plurality of line data displayed in the line data list 42 and the plurality of device data displayed in the device data list 43.
  • Data or device data can be selected.
  • the user operates the input unit 15 of the interface device 20 to click desired line data or device data from the line data list 42 and the device data list 43.
  • the selection unit 230 selects one of the plurality of device data displayed by the display output unit 220 or one of the plurality of line data displayed by the display output unit 220. Select one of the line data.
  • the display output unit 220 displays the time associated with the selected device data among the plurality of line data displayed in the line data list 42. Highlight the line data associated with the closest time information.
  • the display output unit 220 selects the most suitable time information associated with the selected line data among the plurality of device data displayed in the device data list 43. Highlight device data with associated time information.
  • FIG. 7 shows an example where one device data or one line data is selected.
  • the display output unit 220 displays the time of the selected device data among the plurality of line data displayed in the line data list 42.
  • the line data surrounded by a broken line is highlighted as the line data with the closest time to "2021/11/10 9:00:16:100".
  • the display output unit 220 displays the selected line data from among the plurality of device data displayed in the device data list 43.
  • the device data surrounded by a broken line is highlighted as the device data with the closest time to "2021/11/10 9:00:16:100" which is the time of the line data.
  • the data should be displayed in a manner that allows it to be distinguished from other data, such as displaying the data in a different color or size from other data, or displaying the data in a blinking manner. means.
  • the user can select any one device from among the multiple devices displayed on the device monitor 44.
  • the user operates the input unit 15 of the interface device 20 to click on a desired device from the device monitor 44.
  • the selection unit 230 selects one of the plurality of devices displayed by the display output unit 220 in accordance with such user operations. Note that when selecting a device, the user is not limited to selecting a device from among the plurality of devices displayed on the device monitor 44, and may select a device used in the user program 21.
  • the display output unit 220 selects one of the plurality of device data displayed in the device data list 43 and the plurality of line data displayed in the line data list 42. Highlights all device data and line data that operated the device.
  • FIG. 8 shows an example where one device from the device monitors 44 is selected.
  • the display output unit 220 displays all the device data whose target is “D6” among the plurality of device data displayed in the device data list 43. Highlight device data. Specifically, the display output unit 220 highlights a plurality of device data surrounded by broken lines in FIG. 8 .
  • the display output unit 220 also highlights the line data that is closest to the time information associated with each device data whose target is "D6" among the plurality of line data displayed in the line data list 42. do. Specifically, the display output unit 220 highlights the plurality of line data surrounded by broken lines in FIG. 8 .
  • the data collection process shown in FIG. 9 is an example of a data collection method executed by the PLC 10.
  • the data collection process starts when the PLC 10 receives an instruction to execute the user program 21.
  • the user program 21 is created in advance by the program creation section 210 in the interface device 20, and is acquired by the program acquisition section 110 in the PLC 10.
  • the processor 11 of the PLC 10 functions as the program execution unit 130 and executes the user program 21 (step S11).
  • the processor 11 When the user program 21 is executed, the processor 11 functions as the device data collection unit 140 and collects device data stored in the device referenced when the user program 21 is executed (step S12). Then, the processor 11 stores the collected device data in the first buffer in association with the time information at which the device data was collected (step S13).
  • the processor 11 determines whether or not it has communicated with the external device 30 via the communication unit 17 (step S14). When communicating with the external device 30 (step S14; YES), the processor 11 next determines whether the communication data satisfies the collection conditions (step S15).
  • the processor 11 If it is determined that the communication data satisfies the collection conditions (step S14; YES), the processor 11 functions as the line data collection unit 150 and collects the communication data as line data (step S16). Then, the processor 11 stores the collected line data in the second buffer in association with the time information at which the line data was communicated (step S17).
  • step S14 if the processor 11 is not communicating with the external device 30 (step S14; NO), or if the communication data does not satisfy the collection conditions even if it is communicating with the external device 30 (step S15; NO), the processor 11 skips steps S16 and S17.
  • the processor 11 determines whether a predetermined storage condition is satisfied (step S18). If the storage condition is satisfied (step S18; YES), the processor 11 functions as the data storage section 160 and stores the device data and line data in the auxiliary memory 13 (step S19). On the other hand, if the storage condition is not satisfied (step S18; NO), the processor 11 skips step S19.
  • the processor 11 After that, the processor 11 returns the process to step S11. Then, the processor 11 repeats the processes of steps S11 to S19 until the execution of the user program 21 is finished, and collects device data and line data during the process. With the above, the collection process shown in FIG. 9 ends.
  • the display output process shown in FIG. 10 is an example of a display output method executed by the interface device 20.
  • the display output process is executed by the display output unit 220 when the interface device 20 receives a command to display device data and line data.
  • the display output unit 220 acquires the device data and line data collected and stored in the PLC 10 (step S21).
  • the display output unit 220 displays the acquired device data and line data (step S22). For example, the display output unit 220 displays a display screen 40 including a program monitor 41, a line data list 42, a device data list 43, and a device monitor 44, as shown in FIG.
  • the display output unit 220 determines whether any device data has been selected by the user from the displayed device data list 43 (step S23). If device data is selected (step S23; YES), the display output unit 220 highlights the line data whose time is closest to the time of the selected device data, as shown in FIG. 7 (step S24). .
  • step S23 if device data is not selected (step S23; NO), the display output unit 220 skips step S24.
  • the display output unit 220 determines whether any line data from the displayed line data list 42 has been selected by the user (step S25). If line data is selected (step S25; YES), the display output unit 220 highlights the device data whose time is closest to the time of the selected line data (step S26), as shown in FIG. .
  • step S25 if line data is not selected (step S25; NO), the display output unit 220 skips step S26.
  • the display output unit 220 determines whether any device has been selected by the user on the device monitor 44 (step S27). If a device is selected (step S27; YES), the display output unit 220 highlights the device data and line data corresponding to the selected device, as shown in FIG. 8 (step S28).
  • step S27; NO the display output unit 220 skips step S28.
  • the display output unit 220 returns the process to step S23. Then, the display output unit 220 repeats the processing of steps S23 to S28 while the display screen 40 is displayed. This allows the user to recognize the relationship between device data and line data when the user program 21 is executed.
  • the PLC 10 collects a plurality of device data stored in a plurality of devices that are storage areas referenced by the program execution unit 130, and each of the collected device data is associated with the time information at which each device data was collected, a plurality of line data that satisfy the collection conditions are collected from among the data communicated by the communication unit 17, and each line data is Correlate with the communicated time information.
  • Embodiment 2 Next, a second embodiment will be described. Descriptions of configurations and functions similar to those in Embodiment 1 will be omitted as appropriate.
  • the collection conditions for the line data collection unit 150 to collect line data are such that the data communicated by the communication unit 17 is transmitted by the user program 21 or the device being used with preset parameters. If the data to be manipulated is met.
  • the collection condition is satisfied when the data communicated by the communication unit 17 is data related to the function used by the user program 21 or preset parameters. It will be done.
  • the collection conditions in Embodiments 1 and 2 can be referred to as “first collection conditions” and "second collection conditions,” respectively.
  • data related to a function used by the user program 21 or preset parameters means data required to realize the function.
  • data related to the function is SNTP (Simple Network Time Protocol). Therefore, in this case, SNTP satisfies the collection condition.
  • SMB Server Message Block
  • the line data collection unit 150 accesses the communication unit 17 and determines whether the communication data satisfies the collection conditions set in this way. do. As a result of the determination, the line data collection unit 150 does not collect communication data that does not satisfy the collection conditions, but collects data that satisfies the collection conditions as line data.
  • the line data collection unit 150 stores the collected line data in a second buffer, which is a storage area on the main memory 12, in association with time information at which the line data was communicated.
  • the other configurations and functions are the same as in the first embodiment.
  • the line data collection unit 150 collects line data related to the functions used in the user program 21 or parameters from among the data communicated by the communication unit 17.
  • line data necessary to identify the cause of the abnormality can be efficiently collected from a huge amount of line data. I can do it. Further, since there is no need to be aware of the protocols used by each function, even a user with little knowledge can easily collect only the line data of the protocols related to each function.
  • the collection condition is satisfied when the communication data is data related to a function used in the user program 21 or parameters. Therefore, even if the user program 21 or parameters are changed, the line data collection unit 150 can collect appropriate line data.
  • the line data collection unit 150 collects line data corresponding to the changed user program 21 or parameters without requiring the user to take the trouble of resetting the collection conditions every time the user program 21 or parameters are changed. be able to.
  • the user can, for example, manually set which of the collection conditions described in Embodiment 1 and the collection conditions described in Embodiment 2 is to be used.
  • the collection conditions described in Embodiment 1 and the collection conditions described in Embodiment 2 may be combined using a logical OR or AND and used as conditions for the line data collection unit 150 to collect line data. good.
  • processor 11 may also be dedicated hardware.
  • the dedicated hardware is, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or a combination thereof.
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • FPGA Field-Programmable Gate Array
  • each part may be realized by dedicated hardware, and the other part may be realized by software or firmware.
  • the processor 11 can implement the above-mentioned functions using hardware, software, firmware, or a combination thereof.
  • the distribution method of such programs is arbitrary; for example, it can be distributed on computer-readable recording media such as CD-ROM (Compact Disk ROM), DVD (Digital Versatile Disk), MO (Magneto Optical Disk), memory card, etc. It may be stored and distributed, or it may be distributed via a communication network such as the Internet.
  • CD-ROM Compact Disk ROM
  • DVD Digital Versatile Disk
  • MO Magnetic Optical Disk
  • memory card etc. It may be stored and distributed, or it may be distributed via a communication network such as the Internet.

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Abstract

プログラマブルロジックコントローラ（１０）において、通信部（１７）は、外部機器（３０）と通信する。プログラム実行部（１３０）は、制御対象を制御するためのユーザプログラムを実行する。デバイスデータ収集部（１４０）は、プログラム実行部（１３０）により参照される記憶領域である複数のデバイスに格納された複数のデバイスデータを収集し、複数のデバイスデータのそれぞれを、各デバイスデータが収集された時刻情報と関連付けて第１バッファに保存する。回線データ収集部（１５０）は、通信部（１７）により通信されるデータのうちの、収集条件を満たす複数の回線データを収集し、複数の回線データを、各回線データが通信された時刻情報と関連付けて第２バッファに保存する。データ出力部（１７０）は、第１バッファに保存された複数のデバイスデータと第２バッファに保存された複数の回線データとを出力する。

Description

プログラマブルロジックコントローラ、制御システム、データ収集方法及びプログラム
　本発明は、プログラマブルロジックコントローラ、制御システム、データ収集方法及びプログラムに関する。
　プログラマブルロジックコントローラは、ファクトリーオートメーションにおいて製造機器、搬送装置、検査装置等を制御するコントローラである。近年、プログラマブルロジックコントローラは、ネットワークを介して多くの外部機器と接続され、多くのデータを送受信して外部機器を制御している。
　多くの外部装置と接続されたプログラマブルロジックコントローラでは、外部機器との通信に起因して、意図しない動作、エラー等の異常が発生する場合がある。異常の要因を特定するために、プログラマブルロジックコントローラと外部機器との間の通信データを収集して確認する手法が知られている。
　例えば、特許文献１は、回線データの収集時に、動的に変更可能なフィルタリング条件を備えることで、異常の要因を特定するために必要な回線データを効率的に収集可能な制御装置を開示している。また、特許文献２は、回線データと、制御機器及び対象機器の状態ログとを、時系列に関連付けて表示することで、回線データを効率的に解析可能な表示装置を開示している。
特開２０１９－１６１３８８号公報 特開２０１９－１９７４６１号公報
　プログラマブルロジックコントローラが多くの外部機器と接続されている場合、外部機器との間で送受信される回線データは膨大となる。そのため、外部機器との通信に起因して異常が発生した場合、異常の要因を特定するために必要な回線データを収集することが難しい場合がある。また、異常の要因を特定するために必要な回線データを収集できた場合であっても、どの回線データがどのような影響を与えたかを解析する作業には、多くの手間がかかり得る。
　本開示は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、外部機器との通信において発生する異常の要因を特定するための作業を容易化することが可能なプログラマブルロジックコントローラ等を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本開示に係るプログラマブルロジックコントローラは、通信部と、プログラム実行部と、デバイスデータ収集部と、回線データ収集部と、データ出力部と、を備える。通信部は、外部機器と通信する。プログラム実行部は、制御対象を制御するためのユーザプログラムを実行する。デバイスデータ収集部は、プログラム実行部により参照される記憶領域である複数のデバイスに格納された複数のデバイスデータを収集し、複数のデバイスデータのそれぞれを、各デバイスデータが収集された時刻情報と関連付けて第１バッファに保存する。回線データ収集部は、通信部により通信されるデータのうちの、収集条件を満たす複数の回線データを収集し、複数の回線データを、各回線データが通信された時刻情報と関連付けて第２バッファに保存する。データ出力部は、第１バッファに保存された複数のデバイスデータと第２バッファに保存された複数の回線データとを出力する。
　本開示では、複数のデバイスに格納された複数のデバイスデータを収集し、収集した複数のデバイスデータのそれぞれを、各デバイスデータが収集された時刻情報と関連付け、外部機器と通信されるデータのうちの、収集条件を満たす複数の回線データを収集し、収集した複数の回線データを、各回線データが通信された時刻情報と関連付ける。従って、本開示によれば、外部機器との通信において発生する異常の要因を特定するための作業を容易化することができる。
実施の形態１に係る制御システムの構成を示す図 実施の形態１に係るＰＬＣ及びインタフェース装置のハードウェア構成を示すブロック図 実施の形態１に係る制御システムの機能的な構成を示すブロック図 実施の形態１においてＰＬＣにより収集されるデバイスデータの例を示す図 実施の形態１においてＰＬＣにより収集される回線データの例を示す図 実施の形態１においてインタフェース装置に表示される表示画面の例を示す図 図６に示した表示画面においてデバイスデータ又は回線データが選択された場合の例を示す図 図６に示した表示画面においてデバイスが選択された場合の例を示す図 実施の形態１に係るＰＬＣによって実行されるデータ収集処理の流れを示すフローチャート 実施の形態１に係るインタフェース装置によって実行される表示出力処理の流れを示すフローチャート
　以下、実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付す。
　（実施の形態１）
　図１に、実施の形態１に係る制御システム１の構成を示す。制御システム１は、工場に設置されるＦＡ（ファクトリーオートメーション）システムであって、製品を生産する生産システムに相当する。制御システム１は、製造ラインに流れるワークに対して加工、監視及び検査に代表される種々の処理を施す。
　図１に示すように、制御システム１は、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）１０と、インタフェース装置２０と、外部機器３０と、を備える。
　ＰＬＣ１０は、ファクトリーオートメーションにおいて制御対象を制御するためのコントローラである。ここで、制御対象は、工場に設置される製造機器、搬送装置、検査装置等である。ＰＬＣ１０は、インタフェース装置２０において作成されるユーザプログラムを実行することにより、工場に設置される複数の制御対象のそれぞれに様々な制御命令を送信する。これにより、ＰＬＣ１０は、ファクトリーオートメーションにおける製造ラインを統括的に制御する。ＰＬＣ１０は、制御装置の一例である。
　インタフェース装置２０は、ユーザによって操作される端末装置である。インタフェース装置２０は、例えば、汎用又は産業用のコンピュータである。インタフェース装置２０は、ＰＬＣ１０を制御するためのユーザプログラムを作成及び編集することができる。インタフェース装置２０は、エンジニアリングツール、プログラム作成支援装置等と呼ばれても良い。インタフェース装置２０は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブル、ＬＡＮ（Local Area Network）又は他の通信線を介してＰＬＣ１０と通信可能に接続される。
　外部機器３０は、ファクトリーオートメーションにおいて利用される機器である。外部機器３０は、ファクトリーオートメーションにおいてＰＬＣ１０による制御対象となる機器を含む。具体的には、外部機器３０は、センサ、カメラ等の入力機器と、アクチュエータ、アームロボット等の出力機器と、を含む。例えば、入力機器の検出値に応じて、出力機器の動作がＰＬＣ１０によって制御される。
　なお、外部機器３０は１つであっても複数であっても良い。また、外部機器３０は、ＰＬＣ１０による制御対象となる機器以外にも、例えばデータベース、サーバ装置等のような、ＰＬＣ１０による制御対象とならない機器を含んでも良い。外部機器３０は、フィールドデバイスと呼ばれても良い。
　外部機器３０は、通信ケーブル３１を介してＰＬＣ１０と通信可能に接続されている。通信ケーブル３１は、工場内に設置された通信線によって実現される産業用の制御ネットワークである。通信ケーブル３１は、例えば、ＵＳＢケーブル又はＥｔｈｅｒＮＥＴ（登録商標）であっても良いし、産業用ネットワークプロトコルとして用いられるＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）又はＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ（登録商標）であっても良い。
　次に、ＰＬＣ１０及びインタフェース装置２０の構成について説明する。ＰＬＣ１０及びインタフェース装置２０は、それぞれ、図２に示すように、プロセッサ１１と、主メモリ１２と、補助メモリ１３と、クロック部１４と、入力部１５と、出力部１６と、通信部１７と、を備える。これら各要素は、内部バスを介して接続されている。
　プロセッサ１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等を備える。プロセッサ１１は、補助メモリ１３に記憶されるプログラムを実行することにより、ＰＬＣ１０及びインタフェース装置２０の種々の機能を実現して、後述の処理を実行する。
　主メモリ１２は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の揮発性記憶装置を備える。主メモリ１２には、補助メモリ１３からプログラムがロードされる。また、主メモリ１２は、プロセッサ１１の作業領域として用いられる。
　補助メモリ１３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ等の不揮発性記憶装置を備える。補助メモリ１３は、プロセッサ１１の処理に用いられる種々のデータを記憶する。補助メモリ１３ は、プロセッサ１１の指示に従って、プロセッサ１１によって利用されるデータをプロセッサ１１に供給し、プロセッサ１１から供給されたデータを記憶する。
　クロック部１４は、水晶振動子及び発振回路に代表される素子を含む。クロック部１４は、クロック信号をプロセッサ１１ に提供する。クロック信号は、時間を測定するために利用される。
　入力部１５は、スイッチ、入力キー及びポインティングデバイスに代表される入力デバイスを備える。入力部１５は、ユーザによって入力された情報を取得して、取得した情報をプロセッサ１１に通知する。
　出力部１６は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）及びスピーカに代表される出力デバイスを備える。出力部１６は、プロセッサ１１の指示に従って、種々の情報をユーザに提示する。
　通信部１７は、ＵＳＢ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等の周知の通信規格に従って、外部の装置と通信するための通信インタフェース回路を備える。通信部１７は、外部から信号を受信して、この信号により示されるデータをプロセッサ１１に出力する。また、通信部１７は、プロセッサ１１から出力されたデータを示す信号を外部の装置へ送信する。具体的に説明すると、ＰＬＣ１０の通信部１７は、インタフェース装置２０の通信部１７との間で通信する。また、ＰＬＣ１０の通信部１７は、通信ケーブル３１を介して外部機器３０と通信する。
　次に、図３を参照して、制御システム１の機能的な構成について説明する。図３に示すように、ＰＬＣ１０において、プロセッサ１１は、機能的に、プログラム取得部１１０と、パラメータ設定部１２０と、プログラム実行部１３０と、デバイスデータ収集部１４０と、回線データ収集部１５０と、データ保存部１６０と、データ出力部１７０と、を備える。また、インタフェース装置２０において、プロセッサ１１は、機能的に、プログラム作成部２１０と、表示出力部２２０と、選択部２３０と、を備える。
　これらの各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現される。ソフトウェア及びファームウェアは、プログラムとして記述され、補助メモリ１３に格納される。そして、プロセッサ１１が、補助メモリ１３に記憶されたプログラムを実行することによって、各機能を実現する。
　インタフェース装置２０において、プログラム作成部２１０は、入力部１５を介してユーザから受け付けた操作に従って、ユーザプログラム２１を作成する。ユーザプログラム２１は、ＰＬＣ１０により実行される処理の手続きを定めるデータである。
　ユーザプログラム２１は、例えば、グラフィカルプログラミング言語又は高級プログラミング言語を用いて作成される。グラフィカルプログラミング言語は、例えば、ラダー言語、ＳＦＣ（シーケンシャルファンクションチャート）等のフローチャート形式のモーションプログラムである。高級プログラミング言語は、例えば、Ｃ言語である。以下では、一例として、ユーザプログラム２１は、ラダー言語で作成されたラダープログラムであるとして説明する。
　ユーザプログラム２１の開発ツールは、インタフェース装置２０にインストールされている。ユーザは、入力部１５を操作して、予め規定されている複数種類の命令を開発ツール上で組み合わせる。これにより、外部機器３０の構成に合わせたユーザプログラム２１を設計することができる。
　プログラム作成部２１０は、ユーザプログラム２１を作成すると、ユーザからの指示に応じて、作成したユーザプログラム２１を、通信部１７を介してＰＬＣ１０に送信する。
　ＰＬＣ１０において、プログラム取得部１１０は、インタフェース装置２０において作成されたユーザプログラム２１を取得する。プログラム取得部１１０は、インタフェース装置２０からユーザプログラム２１が送信されると、通信部１７を介してインタフェース装置２０と通信し、送信されたユーザプログラム２１を受信する。
　パラメータ設定部１２０は、ＰＬＣ１０の動作に関連する各種のパラメータを設定する。パラメータ設定部１２０により設定されるパラメータとして、例えば、制御対象の機器、使用するファイル、タイマーの設定値、デバイスデータ及び回線データの保存先及び保存形式等が挙げられる。
　パラメータ設定部１２０は、このようなパラメータを、ユーザがＰＬＣ１０の入力部１５から入力した情報に基づいて設定する。或いは、パラメータ設定部１２０は、パラメータを、インタフェース装置２０から受け付けて設定しも良い。
　プログラム実行部１３０は、プログラム取得部１１０により取得されたユーザプログラム２１を実行する。具体的に説明すると、プログラム実行部１３０は、制御対象を制御するために、任意に作成されるユーザプログラム２１に従って、制御対象に対する制御命令を生成する。そして、プログラム実行部１３０は、生成した制御命令を、通信ケーブル３１を介して制御対象に送信する。これにより、プログラム実行部１３０は、制御対象に、ユーザプログラム２１に従った動作を実行させる。
　デバイスデータ収集部１４０は、デバイスデータを収集する。ここで、デバイスデータは、デバイス値とも呼ばれ、デバイスに格納されるデータである。ここで、デバイスは、デバイスメモリとも呼ばれ、デバイスデータを格納するために設けられた主メモリ１２上の記憶領域を意味する。デバイスとして、１ビットの情報を保持するリレーデバイス、１ワードの情報を保持するワードデバイス等が挙げられる。デバイスデータは、例えば、外部機器３０のうちのセンサ、カメラ等の入力機器から入力される入力状態、外部機器３０のうちのアクチュエータ、アームロボット等の出力機器に出力される出力状態、及び、ユーザプログラム２１上で設定される内部リレー、タイマー、カウンタ、データメモリ等の状態を示す。
　プログラム実行部１３０は、ユーザプログラム２１を実行して制御対象を制御する際に、デバイスデータの記憶領域として主メモリ１２を使用する。具体的に説明すると、プログラム実行部１３０は、デバイスデータとして、ユーザプログラム２１に従った制御に関連するデータを主メモリ１２に一時的に保存しながら、制御対象を制御する。制御に関連するデータは、具体的には、センサ、カメラ等により測定された測定値、ＰＬＣ１０から制御対象に送信される制御値、制御対象による制御結果を示す状態値等である。
　デバイスデータ収集部１４０は、プログラム実行部１３０がユーザプログラム２１を実行して制御対象を制御する際に参照する記憶領域である複数のデバイスに格納された複数のデバイスデータを収集する。そして、デバイスデータ収集部１４０は、収集した複数のデバイスデータを、各デバイスデータが収集された時刻情報と関連付けて、主メモリ１２上の記憶領域である第１バッファに保存する。
　図４に、第１バッファに保存される複数のデバイスデータの例を示す。図４において、「時刻」は、各デバイスデータがデバイスデータ収集部１４０により収集された時刻を表す。「対象」は、各デバイスデータの対象となるデバイスの識別情報を表す。「値」は、各デバイスデータの値を表す。「値」は、例えば、上述したようなユーザプログラム２１に従った制御に関連する測定値、制御値、状態値等である。
　このように、デバイスデータ収集部１４０は、プログラム実行部１３０がユーザプログラム２１に従って制御対象を制御する際に用いられる複数のデバイスデータを、各デバイスデータが収集された時刻情報に紐付けて収集する。時刻情報に紐付けられたデバイスデータは、「デバイスログデータ」と呼ぶことができる。なお、各デバイスデータに紐付けられる時刻情報は、時刻そのものであることに限らず、時刻を示す情報であれば、例えばスキャンカウンタの値であっても良い。
　図３に戻って、回線データ収集部１５０は、通信部１７により外部機器３０と通信される通信データのうちの、収集条件を満たす複数の回線データを収集する。ここで、通信データは、ＰＬＣ１０と外部機器３０との間で通信ケーブル３１を介して伝送されるパケット、プロトコル等のデータである。通信データとして、ＰＬＣ１０から外部機器３０に送信されるデータと、外部機器３０からＰＬＣ１０に送信されるデータと、が存在する。
　例えば、通信データとして、ＰＬＣ１０から制御対象の機器に送信される制御命令を示すデータ、制御対象の機器からＰＬＣ１０に送信される制御結果を示すデータ、外部機器３０の状態を示すデータ、センサ、カメラ等により測定されたデータ等、様々なデータが存在する。
　収集条件は、通信データのうちから、不要なデータをフィルタリングするために予め設定されるフィルタリング条件である。具体的には、収集条件は、通信部１７により通信されるデータが、ユーザプログラム２１又は予め設定されたパラメータで使用しているデバイスを操作するデータである場合に、満たされる。ここで、予め設定されたパラメータは、パラメータ設定部１２０により設定されたパラメータである。
　デバイスを操作するデータは、デバイスに書き込まれるデータ、又はデバイスから読み出されるデータを意味する。言い換えると、ユーザプログラム２１で使用しているデバイスを操作するデータは、プログラム実行部１３０がユーザプログラム２１を実行している際にデバイスに書き込まれるデータ、又はデバイスから読み出されるデータに相当する。また、予め設定されたパラメータで使用しているデバイスを操作するデータは、ＰＬＣ１０が各種の動作を行う際に使用されるパラメータによりデバイスに書き込まれるデータ、又はデバイスから読み出されるデータに相当する。
　例えば、モニタコマンドに代表されるリードコマンドは、それがユーザプログラム２１又はパラメータで使用されない場合には、収集条件を満たさない。そのため、回線データ収集部１５０は、通信データがリードコマンドに該当する場合には、その通信データを収集しない。また、他の機器に中継する通信データ、すなわち送信先と送信元とのどちらもＰＬＣ１０でない通信データは、収集条件を満たさない。そのため、回線データ収集部１５０は、他の機器に中継する通信データを収集しない。
　このように、通信部１７によりＰＬＣ１０と外部機器３０との間で送受信されるデータが、ユーザプログラム２１又はパラメータで使用しているデバイスに書き込まれるデータ又はデバイスから読み出される場合に、そのデータを回線データとして収集する。
　回線データ収集部１５０は、通信部１７により外部機器３０との間で通信が行われると、通信部１７にアクセスし、通信データがこのように設定された収集条件を満たしているか否かを判定する。判定の結果、回線データ収集部１５０は、通信データのうちの収集条件を満たしていないデータは収集せず、収集条件を満たすデータを回線データとして収集する。
　回線データ収集部１５０は、収集した回線データを、その回線データが通信された時刻情報と関連付けて、主メモリ１２上の記憶領域である第２バッファに保存する。なお、第２バッファは、主メモリ１２上のデバイスデータが保存される第１バッファとは異なる記憶領域である。
　図５に、第２バッファに保存される複数の回線データの例を示す。図５において、「時刻」は、各回線データが送受信された時刻を表す。「Ｓｒｃ」は、各回線データの送信元の機器を表す。「Ｄｓｔ」は、各回線データの送信先の機器を表す。
　このように、回線データ収集部１５０は、プログラム実行部１３０がユーザプログラム２１に従って制御対象を制御する際に外部機器３０との間で通信される回線データを、通信される時刻情報に紐付けて収集する。時刻情報に紐付けられた回線データは、「回線ログデータ」と呼ぶことができる。なお、各回線データに紐付けられる時刻情報は、時刻そのものであることに限らず、時刻を示す情報であれば、例えばスキャンカウンタの値であっても良い。
　このように、回線データ収集部１５０は、通信部１７により通信されるデータのうちから、ユーザプログラム２１又はパラメータで使用しているデバイスを操作する回線データを収集する。これにより、ＰＬＣ１０と外部機器３０との間の通信に起因する異常が発生した場合において、膨大な回線データの中から、異常の要因を特定するために必要な回線データを効率的に収集することができる。また、ユーザプログラム２１又はパラメータで使用しているデバイスを完全に把握する必要がないため、知識が少ないユーザであっても、使用しているデバイスを操作する回線データのみを容易に収集することができる。
　更に、収集条件は、上述のように、通信データがユーザプログラム２１又はパラメータで使用しているデバイスを操作するデータである場合に満たされる。そのため、ユーザプログラム２１又はパラメータが変更された場合であっても、回線データ収集部１５０は、適切な回線データを収集することができる。
　例えば、ユーザがインタフェース装置２０においてユーザプログラム２１を変更した場合、又は、パラメータ設定部１２０により何らかのパラメータが変更された場合、その変更に追従して、ユーザプログラム２１又はパラメータで使用されるデバイスは変更される。そのため、収集条件の対象となるデバイスも、その変更に追従して自動的に変更される。これにより、ユーザプログラム２１又はパラメータを変更するたびにユーザが収集条件を設定し直す手間をかける必要なく、回線データ収集部１５０は、変更後のユーザプログラム２１又はパラメータに対応する回線データを収集することができる。
　図３に戻って、データ保存部１６０は、予め定められた保存条件が満たされると、第１バッファの保存された複数のデバイスデータと、第２バッファに保存された複数の回線データとを、ＰＬＣ１０の補助メモリ１３に保存する。
　ここで、保存条件は、複数のデバイスデータ及び複数の回線データを主メモリ１２から補助メモリ１３に移すタイミングを定める条件である。例えば、保存条件は、第１バッファに保存された複数のデバイスデータのサイズと第２バッファに保存された複数の回線データのサイズとの少なくとも一方が、予め定められた閾値を超えた場合に、満たされる。或いは、保存条件は、予め定められた定期的なタイミングが到来すると、満たされるようにしても良い。
　より詳細には、データ保存部１６０は、複数のデバイスデータと複数の回線データとを、ユーザにより設定された保存先に、ユーザにより設定された保存形式で保存する。具体的に説明すると、ユーザは、ＰＬＣ１０又はインタフェース装置２０の入力部１５を操作することにより、保存先として、補助メモリ１３内の所望のデータフォルダを指定することができる。また、ユーザは、ＰＬＣ１０又はインタフェース装置２０の入力部１５を操作することにより、保存形式として、所望のデータファイル形式を指定することができる。パラメータ設定部１２０は、このようなユーザの指定に従って、保存先及び保存形式を設定する。
　このように、保存先と保存形式とをユーザが自由に指定することができる。そのため、時刻情報が関連付けられた複数のデバイスデータと複数の回線データとを、ユーザが利用し易いように保存することができる。
　データ出力部１７０は、データ保存部１６０により保存された複数のデバイスデータ及び複数の回線データを、インタフェース装置２０に出力する。具体的に説明すると、データ出力部１７０は、予め定められた出力タイミングが到来すると、或いはインタフェース装置２０からの要求に応じて、データ保存部１６０により保存された複数のデバイスデータ及び複数の回線データを、通信部１７を介してインタフェース装置２０に送信する。
　インタフェース装置２０において、表示出力部２２０は、ＰＬＣ１０から出力された複数のデバイスデータ及び複数の回線データを取得し、取得した複数のデバイスデータ及び複数の回線データを表示する。具体的に説明すると、表示出力部２２０は、ＰＬＣ１０から複数のデバイスデータ及び複数の回線データを取得すると、図６に示す表示画面４０を、出力部１６におけるＬＣＤに表示する。
　より詳細には、表示出力部２２０は、プログラムモニタ４１と、回線データリスト４２と、デバイスデータリスト４３と、デバイスモニタ４４と、を含む表示画面４０を表示する。ここで、プログラムモニタ４１は、ユーザプログラム２１の内容を表示する。回線データリスト４２は、ＰＬＣ１０において収集された複数の回線データの一覧を表示する。デバイスデータリスト４３は、ＰＬＣ１０において収集された複数のデバイスデータの一覧を表示する。デバイスモニタ４４は、複数のデバイスの現在値を表示する。このように、表示出力部２２０は、データ保存部１６０により保存された複数の回線データと複数のデバイスデータとを、リスト形式で表示する。
　このような表示画面４０が表示されると、ユーザは、回線データリスト４２に表示された複数の回線データ、及び、デバイスデータリスト４３に表示された複数のデバイスデータのうちのいずれか１つの回線データ又はデバイスデータを選択することができる。例えば、ユーザは、インタフェース装置２０の入力部１５を操作して、回線データリスト４２及びデバイスデータリスト４３のうちから、所望の回線データ又はデバイスデータをクリックする。選択部２３０は、このようなユーザの操作に従って、表示出力部２２０により表示された複数のデバイスデータのうちのいずれかのデバイスデータ、又は、表示出力部２２０により表示された複数の回線データのうちのいずれかの回線データを選択する。
　具体的に説明すると、表示出力部２２０は、選択部２３０によりデバイスデータが選択された場合、回線データリスト４２に表示された複数の回線データのうちの、選択されたデバイスデータに関連付けられた時刻情報に最も近い時刻情報が関連付けられた回線データを強調表示する。一方で、表示出力部２２０は、選択部２３０により回線データが選択された場合、デバイスデータリスト４３に表示された複数のデバイスデータのうちの、選択された回線データに関連付けられた時刻情報に最も近い時刻情報が関連付けられたデバイスデータを強調表示する。
　具体例として、図７に、１つのデバイスデータ又は１つの回線データが選択された場合の例を示す。デバイスデータリスト４３のうちの破線で囲ったデバイスデータが選択された場合、表示出力部２２０は、回線データリスト４２に表示された複数の回線データのうちの、選択されたデバイスデータの時刻である「２０２１／１１／１０　９：００：１６：１００」と最も近い時刻の回線データとして、破線で囲った回線データを強調表示する。これとは逆に、回線データリスト４２のうちの破線で囲った回線データが選択された場合、表示出力部２２０は、デバイスデータリスト４３に表示された複数のデバイスデータのうちの、選択された回線データの時刻である「２０２１／１１／１０　９：００：１６：１００」と最も近い時刻のデバイスデータとして、破線で囲ったデバイスデータを強調表示する。
　なお、強調表示は、該当データを他のデータとは色又はサイズを変えて表示する、該当データを点滅させて表示する等、該当データを他のデータと区別することができる態様で表示することを意味する。
　このように、回線データとデバイスデータとの一方が選択された場合に、回線データとデバイスデータとの他方のうちの、時刻が最も近いデータを強調表示することで、回線データとデバイスデータとの関連性を視覚的に把握できる。そのため、異常要因の解析作業の一助となる。また、回線データのパケット構造を理解していなくても、直観的な操作で回線データとデバイスデータとの関連性を把握できるため、知識の少なくユーザであっても、効率的に解析作業を実施できる。
　更に、ユーザは、デバイスモニタ４４に表示された複数のデバイスのうちから、いずれか１つのデバイスを選択することができる。例えば、ユーザは、インタフェース装置２０の入力部１５を操作して、デバイスモニタ４４のうちから、所望のデバイスをクリックする。選択部２３０は、このようなユーザの操作に従って、表示出力部２２０により表示された複数のデバイスのうちのいずれかのデバイスを選択する。なお、ユーザは、デバイスを選択する場合、デバイスモニタ４４に表示された複数のデバイスのうちからデバイスを選択することに限らず、ユーザプログラム２１で使用されているデバイスを選択しても良い。
　表示出力部２２０は、選択部２３０によりいずれかのデバイスが選択された場合、デバイスデータリスト４３に表示された複数のデバイスデータ及び回線データリスト４２に表示された複数の回線データのうちの、選択されたデバイスを操作した全てのデバイスデータ及び回線データを強調表示する。
　具体例として、図８に、デバイスモニタ４４のうちの１つのデバイスが選択された場合の例を示す。デバイスモニタ４４のうちの破線で囲ったデバイス「Ｄ６」が選択された場合、表示出力部２２０は、デバイスデータリスト４３に表示された複数のデバイスデータのうちの、対象が「Ｄ６」である全てのデバイスデータを強調表示する。具体的には、表示出力部２２０は、図８において破線で囲った複数のデバイスデータを強調表示する。
　このとき更に、表示出力部２２０は、回線データリスト４２に表示された複数の回線データのうちの、対象が「Ｄ６」である各デバイスデータに関連付けられた時刻情報に最も近い回線データを強調表示する。具体的には、表示出力部２２０は、図８において破線で囲った複数の回線データを強調表示する。
　このように、特定のデバイスが選択された場合に、そのデバイスを操作した全てのデバイスデータ及び回線データを強調表示することで、デバイスの値の変遷を回線データと関連付けて視覚的に把握できる。そのため、異常要因の解析作業の一助となる。
　次に、図９に示すフローチャートを参照して、ＰＬＣ１０において実行されるデータ収集処理の流れについて説明する。
　図９に示すデータ収集処理は、ＰＬＣ１０により実行されるデータ収集方法の一例である。データ収集処理は、ＰＬＣ１０において、ユーザプログラム２１の実行命令を受けると、開始する。ユーザプログラム２１は、予めインタフェース装置２０においてプログラム作成部２１０により作成されて、ＰＬＣ１０においてプログラム取得部１１０により取得される。
　データ収集処理を開始すると、ＰＬＣ１０のプロセッサ１１は、プログラム実行部１３０として機能し、ユーザプログラム２１を実行する（ステップＳ１１）。
　ユーザプログラム２１を実行すると、プロセッサ１１は、デバイスデータ収集部１４０として機能し、ユーザプログラム２１の実行時に参照されるデバイスに格納されたデバイスデータを収集する（ステップＳ１２）。そして、プロセッサ１１は、収集したデバイスデータを、そのデバイスデータが収集された時刻情報と関連付けて第１バッファに保存する（ステップＳ１３）。
　デバイスデータを収集すると、プロセッサ１１は、通信部１７を介して外部機器３０と通信したか否かを判定する（ステップＳ１４）。外部機器３０と通信した場合（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、プロセッサ１１は、次に、通信データが収集条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１５）。
　通信データが収集条件を満たすと判定した場合（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、プロセッサ１１は、回線データ収集部１５０として機能し、その通信データを回線データとして収集する（ステップＳ１６）。そして、プロセッサ１１は、収集した回線データを、その回線データが通信された時刻情報と関連付けて第２バッファに保存する（ステップＳ１７）。
　一方で、外部機器３０と通信していない場合（ステップＳ１４；ＮＯ）、又は、外部機器３０と通信した場合であっても通信データが収集条件を満たさない場合（ステップＳ１５；ＮＯ）、プロセッサ１１は、ステップＳ１６，Ｓ１７の処理をスキップする。
　その後、プロセッサ１１は、予め定められた保存条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１８）。保存条件が成立した場合（ステップＳ１８；ＹＥＳ）、プロセッサ１１は、データ保存部１６０として機能し、デバイスデータ及び回線データを補助メモリ１３に保存する（ステップＳ１９）。一方で、保存条件が成立していない場合（ステップＳ１８；ＮＯ）、プロセッサ１１は、ステップＳ１９をスキップする。
　その後、プロセッサ１１は、処理をステップＳ１１に戻す。そして、プロセッサ１１は、ユーザプログラム２１の実行を終了するまで、ステップＳ１１～Ｓ１９の処理を繰り返し、その中でデバイスデータ及び回線データを収集する。以上により、図９に示した収集処理は終了する。
　次に、図１０に示すフローチャートを参照して、インタフェース装置２０において実行される表示出力処理の流れについて説明する。
　図１０に示す表示出力処理は、インタフェース装置２０によって実行される表示出力方法の一例である。表示出力処理は、インタフェース装置２０において、デバイスデータ及び回線データの表示命令を受けた場合に、表示出力部２２０により実行される。
　表示出力処理を開始すると、表示出力部２２０は、ＰＬＣ１０において収集及び保存されたデバイスデータ及び回線データを取得する（ステップＳ２１）。
　デバイスデータ及び回線データを取得すると、表示出力部２２０は、取得したデバイスデータ及び回線データを表示する（ステップＳ２２）。例えば、表示出力部２２０は、図６に示したように、プログラムモニタ４１と回線データリスト４２とデバイスデータリスト４３とデバイスモニタ４４とを含む表示画面４０を表示する。
　次に、表示出力部２２０は、表示されたデバイスデータリスト４３のうちから、いずれかのデバイスデータがユーザにより選択されたか否かを判定する（ステップＳ２３）。デバイスデータが選択された場合（ステップＳ２３；ＹＥＳ）、表示出力部２２０は、図７に示したように、選択されたデバイスデータの時刻に最も近い時刻の回線データを強調表示する（ステップＳ２４）。
　一方で、デバイスデータが選択されていない場合（ステップＳ２３；ＮＯ）、表示出力部２２０は、ステップＳ２４をスキップする。
　次に、表示出力部２２０は、表示された回線データリスト４２のうちのいずれかの回線データがユーザにより選択されたか否かを判定する（ステップＳ２５）。回線データが選択された場合（ステップＳ２５；ＹＥＳ）、表示出力部２２０は、図７に示したように、選択された回線データの時刻に最も近い時刻のデバイスデータを強調表示する（ステップＳ２６）。
　一方で、回線データが選択されていない場合（ステップＳ２５；ＮＯ）、表示出力部２２０は、ステップＳ２６をスキップする。
　次に、表示出力部２２０は、デバイスモニタ４４において、いずれかのデバイスがユーザにより選択されたか否かを判定する（ステップＳ２７）。デバイスが選択された場合（ステップＳ２７；ＹＥＳ）、表示出力部２２０は、図８に示したように、選択されたデバイスに該当するデバイスデータ及び回線データを強調表示する（ステップＳ２８）。
　一方で、デバイスが選択されていない場合（ステップＳ２７；ＮＯ）、表示出力部２２０は、ステップＳ２８をスキップする。
　その後、表示出力部２２０は、処理をステップＳ２３に戻す。そして、表示出力部２２０は、表示画面４０が表示されている間、ステップＳ２３～Ｓ２８の処理を繰り返す。これにより、ユーザプログラム２１が実行される際におけるデバイスデータと回線データとの関連性をユーザに認識させる。
　以上説明したように、実施の形態１に係るＰＬＣ１０は、プログラム実行部１３０により参照される記憶領域である複数のデバイスに格納された複数のデバイスデータを収集し、収集した複数のデバイスデータのそれぞれを、各デバイスデータが収集された時刻情報と関連付け、通信部１７により通信されるデータのうちの、収集条件を満たす複数の回線データを収集し、収集した複数の回線データを、各回線データが通信された時刻情報と関連付ける。
　このように、通信部１７により通信されるデータのうちの、収集条件を満たすデータを回線データとして収集するため、メモリ不足を起こすことなく、膨大な通信データの中から異常の要因を特定するために必要な回線データを収集することができる。そして、デバイスデータと回線データとを時刻情報に関連付けるため、外部機器３０との通信に起因して意図しない動作、エラー等の異常が発生した場合に、どの外部機器との通信によって引き起こされたかを特定し易くなる。その結果として、ＰＬＣ１０と外部機器３０との通信の収集及び解析を効率的に実施できるため、ＰＬＣ１０と外部機器３０との通信において発生する異常の要因を特定するための作業を容易化することができる。
　（実施の形態２）
　次に、実施の形態２について説明する。実施の形態１と同様の構成及び機能については、適宜説明を省略する。
　上記実施の形態１では、回線データ収集部１５０が回線データを収集するための収集条件は、通信部１７により通信されるデータが、ユーザプログラム２１又は予め設定されたパラメータで使用しているデバイスを操作するデータである場合に、満たされた。これに対して、実施の形態２では、収集条件は、通信部１７により通信されるデータが、ユーザプログラム２１又は予め設定されたパラメータで使用している機能に関連するデータである場合に、満たされる。なお、実施の形態１及び２における収集条件を、それぞれ「第１の取集条件」及び「第２の収集条件」と呼ぶことができる。
　実施の形態２における収集条件において、ユーザプログラム２１又は予め設定されたパラメータで使用している機能に関連するデータは、その機能を実現するために必要となるデータを意味する。例えば、ユーザプログラム２１又はパラメータで時刻同期の機能が使用されている場合、その機能に関連するデータの例として、ＳＮＴＰ（Simple Network Time Protocol）が挙げられる。そのため、この場合、ＳＮＴＰは収集条件を満たす。或いは、ユーザプログラム２１又はパラメータでネットワークドライブの機能が使用されている場合、その機能に関連するデータの例として、ＳＭＢ（Server Message Block）が挙げられる。そのため、この場合、ＳＭＢは収集条件を満たす。
　回線データ収集部１５０は、通信部１７により外部機器３０との間で通信が行われると、通信部１７にアクセスし、通信データが、このように設定された収集条件を満たすか否かを判定する。判定の結果、回線データ収集部１５０は、通信データのうちの収集条件を満たしていないデータは収集せず、収集条件を満たすデータを回線データとして収集する。回線データ収集部１５０は、収集した回線データを、その回線データが通信された時刻情報と関連付けて、主メモリ１２上の記憶領域である第２バッファに保存する。その他の構成及び機能は、実施の形態１と同様である。
　このように、実施の形態２では、回線データ収集部１５０は、通信部１７により通信されるデータのうちから、ユーザプログラム２１又はパラメータで使用している機能に関連する回線データを収集する。これにより、ＰＬＣ１０と外部機器３０との間の通信に起因する異常が発生した場合において、膨大な回線データの中から、異常の要因を特定するために必要な回線データを効率的に収集することができる。また、各機能が使用するプロトコルを意識する必要がないため、知識が少ないユーザであっても、各機能に関連するプロトコルの回線データのみを容易に収集することができる。
　更に、収集条件は、上述のように、通信データがユーザプログラム２１又はパラメータで使用している機能に関連するデータである場合に満たされる。そのため、ユーザプログラム２１又はパラメータが変更された場合であっても、回線データ収集部１５０は、適切な回線データを収集することができる。
　例えば、ユーザがインタフェース装置２０においてユーザプログラム２１を変更した場合、又は、パラメータ設定部１２０により何らかのパラメータが変更された場合、その変更に追従して、ユーザプログラム２１又はパラメータで使用される機能は変更される。そのため、収集条件の対象となる機能も、その変更に追従して自動的に変更される。これにより、ユーザプログラム２１又はパラメータを変更するたびにユーザが収集条件を設定し直す手間をかける必要なく、回線データ収集部１５０は、変更後のユーザプログラム２１又はパラメータに対応する回線データを収集することができる。
　なお、実施の形態１で説明した収集条件と、実施の形態２で説明した収集条件と、のうちのどちらの収集条件を用いるかは、例えば、ユーザが手動で設定することができる。また、実施の形態１で説明した収集条件と実施の形態２で説明した収集条件とを論理和又は論理積で組み合わせて、回線データ収集部１５０が回線データを収集するための条件として用いても良い。
　（変形例）
　以上、実施の形態を説明したが、各実施の形態を組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
　上記実施の形態では、ＰＬＣ１０及びインタフェース装置２０のプロセッサ１１は、プログラムを実行することによって、図３に示した各部として機能した。しかしながら、プロセッサ１１は、専用のハードウェアであってもよい。専用のハードウェアとは、例えば単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又は、これらの組み合わせ等である。プロセッサ１１が専用のハードウェアである場合、各部の機能それぞれを個別のハードウェアで実現してもよいし、各部の機能をまとめて単一のハードウェアで実現してもよい。
　また、各部の機能のうち、一部を専用のハードウェアによって実現し、他の一部をソフトウェア又はファームウェアによって実現してもよい。このように、プロセッサ１１は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又は、これらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
　ＰＬＣ１０又はインタフェース装置２０の動作を規定する動作プログラムを既存のパーソナルコンピュータ、情報端末装置等のコンピュータに適用することで、当該コンピュータを、ＰＬＣ１０又はインタフェース装置２０として機能させることも可能である。
　また、このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk ROM）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magneto Optical Disk）、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネット等の通信ネットワークを介して配布してもよい。
　本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。すなわち、本開示の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、この開示の範囲内とみなされる。
１　制御システム、１０　ＰＬＣ、１１　プロセッサ、１２　主メモリ、１３　補助メモリ、１４　クロック部、１５　入力部、１６　出力部、１７　通信部、２０　インタフェース装置、２１　ユーザプログラム、３０　外部機器、３１　通信ケーブル、４０　表示画面、４１　プログラムモニタ、４２　回線データリスト、４３　デバイスデータリスト、４４　デバイスモニタ、１１０　プログラム取得部、１２０　パラメータ設定部、１３０　プログラム実行部、１４０　デバイスデータ収集部、１５０　回線データ収集部、１６０　データ保存部、１７０　データ出力部、２１０　プログラム作成部、２２０　表示出力部、２３０　選択部

Claims (9)

  1. 　外部機器と通信する通信部と、
    　制御対象を制御するためのユーザプログラムを実行するプログラム実行部と、
    　前記プログラム実行部により参照される記憶領域である複数のデバイスに格納された複数のデバイスデータを収集し、前記複数のデバイスデータのそれぞれを、各デバイスデータが収集された時刻情報と関連付けて第１バッファに保存するデバイスデータ収集部と、
    　前記通信部により通信されるデータのうちの、収集条件を満たす複数の回線データを収集し、前記複数の回線データを、各回線データが通信された時刻情報と関連付けて第２バッファに保存する回線データ収集部と、
    　前記第１バッファに保存された前記複数のデバイスデータと前記第２バッファに保存された前記複数の回線データとを出力するデータ出力部と、を備える、
    　プログラマブルロジックコントローラ。
  2. 　前記収集条件は、前記通信部により通信されるデータが、前記ユーザプログラム又は予め設定されたパラメータで使用しているデバイスを操作するデータである場合に、満たされる、
    　請求項１に記載のプログラマブルロジックコントローラ。
  3. 　前記収集条件は、前記通信部により通信されるデータが、前記ユーザプログラム又は予め設定されたパラメータで使用している機能に関連するデータである場合に、満たされる、
    　請求項１又は２に記載のプログラマブルロジックコントローラ。
  4. 　予め定められた保存条件が満たされた場合、前記第１バッファに保存された前記複数のデバイスデータと前記第２バッファに保存された前記複数の回線データとを、ユーザにより設定された保存先に、前記ユーザにより設定された保存形式で保存するデータ保存部、を更に備える、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載のプログラマブルロジックコントローラ。
  5. 　請求項１から４のいずれか１項に記載のプログラマブルロジックコントローラと、インタフェース装置と、を備える制御システムであって、
    　前記プログラマブルロジックコントローラにおいて、
    　前記データ出力部は、前記複数のデバイスデータ及び前記複数の回線データを前記インタフェース装置に出力し、
    　前記インタフェース装置は、
    　前記データ出力部により出力された前記複数のデバイスデータ及び前記複数の回線データを表示する表示出力部、を備える、
    　制御システム。
  6. 　ユーザの操作に従って、前記表示出力部により表示された前記複数のデバイスデータのうちのいずれかのデバイスデータ、又は、前記表示出力部により表示された前記複数の回線データのうちのいずれかの回線データを選択する選択部、を更に備え、
    　前記表示出力部は、
    　前記選択部により前記デバイスデータが選択された場合、前記複数の回線データのうちの、選択された前記デバイスデータに関連付けられた時刻情報に最も近い時刻情報が関連付けられた回線データを強調表示し、
    　前記選択部により前記回線データが選択された場合、前記複数のデバイスデータのうちの、選択された前記回線データに関連付けられた時刻情報に最も近い時刻情報が関連付けられたデバイスデータを強調表示する、
    　請求項５に記載の制御システム。
  7. 　前記表示出力部は、前記複数のデバイスを更に表示し、ユーザの操作により前記複数のデバイスのうちのいずれかのデバイスが選択された場合、前記複数のデバイスデータ及び前記複数の回線データのうちの、選択された該デバイスを操作した全てのデバイスデータ及び回線データを強調表示する、
    　請求項５又は６に記載の制御システム。
  8. 　制御対象を制御するためのユーザプログラムを実行し、
    　前記ユーザプログラムを実行する際に参照される記憶領域である複数のデバイスに格納された複数のデバイスデータを収集し、
    　収集した前記複数のデバイスデータのそれぞれを、各デバイスデータが収集された時刻情報と関連付け、
    　外部機器と通信されるデータのうちの、収集条件を満たす複数の回線データを収集し、
    　収集した前記複数の回線データを、各回線データが通信された時刻情報と関連付ける、
    　データ収集方法。
  9. 　外部機器と通信する通信部を備えるコンピュータを、
    　制御対象を制御するためのユーザプログラムを実行するプログラム実行部、
    　前記プログラム実行部により参照される記憶領域である複数のデバイスに格納された複数のデバイスデータを収集し、前記複数のデバイスデータのそれぞれを、各デバイスデータが収集された時刻情報と関連付けて第１バッファに保存するデバイスデータ収集部、
    　前記通信部により通信されるデータのうちの、収集条件を満たす複数の回線データを収集し、前記複数の回線データを、各回線データが通信された時刻情報と関連付けて第２バッファに保存する回線データ収集部、
    　前記第１バッファに保存された前記複数のデバイスデータと前記第２バッファに保存された前記複数の回線データとを出力するデータ出力部、として機能させる、
    　プログラム。
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