JP2019028550A - 入出力装置の生産方法及び入出力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業コストの削減や作業効率の向上を図った上で、工期短縮を図ることができる入出力装置の生産方法及び入出力装置を提供する。
【解決手段】開口部２４を有する筐体本体２５に端子台５３が収納された状態で、筐体本体２５の外部に配置されたフィールド機器に接続されるケーブル３１を端子台５３に接続するケーブル接続工程と、開口部２４を通じて筐体本体２５内に端子台５３が着脱可能な端子コネクタ部を有するＩ／Ｏモジュールを収納して、筐体本体２５にＩ／Ｏモジュールを取り付ける電子機器取付工程と、端子台５３を端子コネクタ部に装着する端子台装着工程と、筐体本体２５の開口部２４を開閉部材２６により閉塞する閉塞工程と、を有している。
【選択図】図９

Description

本発明は、入出力装置の生産方法及び入出力装置に関する。

従来から、プラントや工場等（以下、単に「プラント等」という。）においては、工業プロセスにおける各種の状態量（例えば、圧力や温度、流量等）を制御するプロセス制御システムが構築されている。

プロセス制御システムは、例えばフィールド機器と呼ばれる現場機器（測定器や操作器）と、フィールド機器の制御を行うコントローラと、フィールド機器とコントローラとの間の中継を行う入出力装置と、を有している。
プロセス制御システムでは、コントローラが測定器（例えば、センサ）の測定結果に応じて操作器（例えば、アクチュエータ）を制御することによって上述した各種の状態量が制御される。

一般的に、コントローラと入出力装置とは、屋内のキャビネットに設置されているが、遠隔地のフィールド機器を屋内のキャビネットまで配線すると配線作業が大変になる。そこで、入出力装置を屋外に設置して複数のフィールド機器を接続し、入出力装置とコントローラとを光ファイバを用いて接続することで、フィールド機器とコントローラと間のケーブル配線を削減していた。

このように入出力装置は、プラント等の近くで外部環境に晒される場所（例えば、屋外や屋外の屋根に覆われた場所等）に設置される場合がある（例えば、下記特許文献１参照）。そのため、入出力装置は、各種電子機器（Ｉ／Ｏモジュールや電源ユニット等）が筐体内に収納されて構成されている。筐体は、開口部を有する筐体本体と、開口部を開閉する開閉部材と、を備えている。入出力装置では、筐体本体の開口部を通じて、筐体内に収納された電子機器にアクセスできるようになっている。

特開２０１２−１８２７２０号公報

ところで、上述した入出力装置は、筐体で密閉されるが、現場に設置後、筐体本体の開口部を開放した状態で、フィールド機器とＩ／Ｏモジュールとをケーブルで接続する接続作業を行う必要があり、筐体が密閉した状態で接続作業を行うことはできない。

しかしながら、従来の入出力装置にあっては、予め電子機器が筐体内に収納された状態で工場から出荷される。そのため、上述した接続作業時には、開口部を通じて電子機器が外部環境に晒されることになる。この場合には、接続作業中に開口部を通じて筐体本体内に進入した砂や埃等によって電子機器の不具合に繋がるおそれがある。これに対して、接続作業中の防塵対策として、筐体内に防塵装置を取り付ける場合には、作業コストの増加や作業効率の低下に繋がるという課題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、作業コストの削減や作業効率の向上を図った上で、工期短縮を図ることができる入出力装置の生産方法及び入出力装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために本発明の一態様に係る入出力装置の生産方法は、開口部を有する筐体本体に端子台が収納された状態で、前記筐体本体の外部に配置されたフィールド機器に接続されるケーブルを前記端子台に接続するケーブル接続工程と、前記開口部を通じて前記筐体本体内に前記端子台が着脱可能なコネクタ部を有する電子機器を収納して、前記筐体本体に前記電子機器を取り付ける電子機器取付工程と、前記端子台を前記コネクタ部に装着する端子台装着工程と、前記筐体本体の前記開口部を開閉部材により閉塞する閉塞工程と、を有している。
本発明の一態様に係る入出力装置は、開口部を有する筐体本体、及び前記開口部を開閉する開閉部材を有する筐体と、前記筐体本体内で前記筐体本体に着脱可能に設けられるとともに、コネクタ部を有する電子機器と、前記筐体本体及び前記コネクタ部に付け替え可能に構成されるとともに、前記コネクタ部に装着された状態で、前記筐体の外部に配置されたフィールド機器と前記電子機器とをケーブルを介して電気的に接続する端子台と、を備えている。

本態様によれば、ケーブル接続工程において、端子台が筐体本体に取り付けられた状態で、ケーブルと端子台との接続作業を行い、ケーブル接続工程の終了後に電子機器を筐体本体に取り付ける。これにより、ケーブル接続工程時に電子機器が外部環境に晒されるおそれがない。そのため、入出力装置を現場に設置するにあたって、電子機器に砂や埃等の影響が及ぶのを抑制でき、電子機器に不具合が発生するのを抑制できる。この場合、防塵装置等を取り付ける必要なく、電子機器に砂や埃等の影響が及ぶのを抑制できるので、作業コストの削減や作業効率の向上を図ることができる。

上記態様の入出力装置の生産方法において、前記電子機器取付工程の前に、設定装置で前記電子機器の設定を行う設定工程を有していてもよい。
本態様によれば、ケーブルの接続作業後に、各種設定を経た電子機器を筐体に取り付けることができるので、例えばケーブル接続工程に先行若しくは並行して、電子機器の設定（システム構築や工場内立会検査（ＦＡＴ：Ｆａｃｔｏｒｙ Ａｃｃｅｐｔａｎｃｅ Ｔｅｓｔ）等）を行うことができる。そのため、電子機器が筐体本体に取り付けられた状態で電子機器の設定を行う場合に比べて、プロセス制御システムの構築に要する時間、及び工期を短縮できる。しかも、電子機器の設定を現場とは別の場所で行うことができるので、電子機器が外部環境に長期間晒されるおそれがない。
また、複数の入出力装置を現場に設置する場合において、各入出力装置の電子機器の設定作業（例えば、工場内立会検査）を一カ所（現場以外の場所）でまとめて行うことができる。そのため、例えば入出力装置を現場に設置した後、各入出力装置の電子機器に対して設定作業を行う場合に比べてプロセス制御システムの構築を効率的に行うことができる。

上記態様の入出力装置の生産方法において、前記端子台は、前記筐体本体及び前記コネクタ部に付け替え可能に構成され、前記ケーブル接続工程及び前記電子機器取付工程において、前記端子台は、前記筐体本体に移動可能に取り付けられ、前記端子台装着工程では、前記端子台を前記筐体本体から取り外した後、前記コネクタ部に前記端子台を装着してもよい。
本態様によれば、端子台を筐体本体に取り付けておくことで、筐体本体に対して端子台を所定の位置に位置決めできる。これにより、埃塵等に弱い電子機器を実装した後での配線時間（配線フォーミングや配線長調整等）を低減できる。よって、電子機器が塵埃に晒される期間を短縮できる。
また、端子台が移動可能に筐体本体に取り付けられているため、ケーブル接続工程では電子機器が実際に筐体本体に取り付けられたときの端子台の位置に、端子台を近づけた状態でケーブル接続工程を行うことができる。これにより、電子機器が実際に筐体本体に取り付けられたときの端子台とフィールド機器との相対距離に、ケーブルの長さを合わせやすくなる。
一方、電子機器取付工程では、電子機器が取り付けられる領域から端子台を移動させることで、端子台を筐体から取り外すことなく、電子機器の取り付けにあたって電子機器と端子台との干渉を防止できる。これにより、作業時間の更なる短縮を図ることができる。

上記態様の入出力装置の生産方法において、前記端子台は、前記筐体本体及び前記コネクタ部に付け替え可能に構成され、少なくとも前記ケーブル接続工程において、前記端子台は、仮固定台を介して前記筐体本体に取り付けられていてもよい。
本態様によれば、仮固定台を介して端子台が取り付けられる位置を、電子機器が筐体本体に取り付けられたときの端子台の位置に合わせて仮固定台の寸法を設定することで、端子台を筐体本体に直接取り付ける場合に比べて、電子機器が実際に筐体本体に取り付けられたときの端子台の位置に、端子台を近づけた状態でケーブル接続工程を行うことができる。これにより、電子機器が取り付けられていなくても、電子機器が実際に筐体本体に取り付けられたときの端子台とフィールド機器との相対距離に、ケーブルの長さを合わせやすくなる。

上記態様の入出力装置の生産方法において、前記ケーブル接続工程及び前記電子機器取付工程において、前記端子台は、前記仮固定台とともに前記筐体本体に移動可能に取り付けられ、前記端子台装着工程では、前記端子台を前記仮固定台から取り外した後、前記コネクタ部に前記端子台を装着してもよい。
本態様によれば、端子台が移動可能に筐体本体に取り付けられているため、ケーブル接続工程では電子機器が実際に筐体本体に取り付けられたときの端子台の位置に、端子台を近づけた状態でケーブル接続工程を行うことができる。これにより、電子機器が実際に筐体本体に取り付けられたときの端子台とフィールド機器との相対距離に、ケーブルの長さを合わせやすくなる。
一方、電子機器取付工程では、電子機器が取り付けられる領域から端子台を移動させることで、端子台を筐体から取り外すことなく、電子機器の取り付けにあたって電子機器と端子台との干渉を防止できる。これにより、電子機器取付工程において、端子台がケーブルのみで吊り下げられた状態になるのを防げるため、１人でも電子機器を容易に実装できる。

上記態様の入出力装置の生産方法において、前記筐体本体には、前記端子台の少なくとも一部に接続された外部端子が収納され、前記ケーブル接続工程は、前記ケーブルを、前記外部端子に接続することにより、前記外部端子を介して前記端子台に接続する工程を含んでいてもよい。
上記態様の入出力装置において、前記筐体本体に収納され、少なくとも一部の前記フィールド機器と少なくとも一部の前記端子台との間に接続される外部端子を備えていてもよい。
本態様によれば、端子台とフィールド機器との間に外部端子を介在させることで、電子機器に各種機能（例えば、電力遮断機能やマーシャリング機能等）を別途付加することができる。

本発明の一態様によれば、作業コストの削減や作業効率の向上を図った上で、工期短縮を図ることができる。

実施形態に係るプロセス制御システムのブロック図である。 開閉部材が開位置にある状態を示す実施形態に係る入出力装置の正面図である。 実施形態に係るベースプレートの正面図である。 実施形態に係るＩ／Ｏモジュールの斜視図である。 実施形態に係るユニバーサルＩ／Ｏモジュールのブロック図である。 実施形態に係る入出力装置の生産方法を説明するための工程図である。 筐体に端子台が取り付けられた状態を示す入出力装置の正面図である。 端子台が仮固定台に固定された状態を示す入出力装置の拡大斜視図である。 ケーブル接続工程を説明するための図７に相当する正面図である。 端子台が退避位置にある状態を示す入出力装置の正面図である。 Ｉ／Ｏユニットが取り付けられた状態を示す入出力装置の正面図である。 図１１に示す状態から端子台を仮固定台から取り外した状態を示す入出力装置の正面図である。 図１２に示す状態から仮固定台を取り外した状態を示す入出力装置の正面図である。 本変形例に係る入出力装置の正面図である。 端子台が筐体に取り付けられた状態を示す入出力装置の正面図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。
［プロセス制御システム］
図１は、プロセス制御システム１のブロック図である。
図１に示すように、プロセス制御システム１は、複数のフィールド機器１１と、複数の入出力装置１２と、コントローラ１３と、監視装置１４と、設定装置１５と、を主に備えている。プロセス制御システム１は、監視装置１４の監視の下、フィールド機器１１を制御することで、プラント等で実現される工業プロセスの制御を行う。

フィールド機器１１は、例えばプラント等の現場に設置されている。フィールド機器１１は、工業プロセスの制御のために必要となる測定対象の測定、及び操作対象の操作の少なくとも一方を行う。フィールド機器１１は、例えばセンサ機器（流量計や温度センサ等）、バルブ機器（流量制御弁や開閉弁等）、アクチュエータ機器（ファンやモータ等）、撮像機器（プラント等の内部状況や対象物を撮影するカメラやビデオ等）、音響機器（異音等を収集するマイクや、警報音等を発するスピーカ等）、各機器の位置情報を出力する位置検出機器、その他の機器等である。

入出力装置１２は、フィールド機器１１とコントローラ１３との間に設けられている。入出力装置１２は、フィールド機器１１とコントローラ１３との間で入出力される信号の中継を行う機能や、フィールド機器１１に電力を供給する機能等を有している。なお、入出力装置１２の詳細については後述する。

コントローラ１３は、監視装置１４の監視の下でフィールド機器１１の制御を行う。具体的には、あるフィールド機器１１（例えば、センサ機器）からの測定データを収集し、他のフィールド機器１１（例えば、バルブ機器）を制御する制御データを演算して他のフィールド機器１１（例えば、バルブ機器）に送信する処理を行う。

監視装置１４は、例えばプラント等の運転員によって操作されてプロセスの監視のために用いられる。具体的に、監視装置１４は、フィールド機器１１の入出力データをコントローラ１３から取得して表示を行う。そして、監視装置１４は、運転員の必要に応じた操作によって入力された指示に応じて、コントローラ１３及び入出力装置１２を介してフィールド機器１１の操作を行う。

設定装置１５は、プロセス制御システム１を構築する際に、フィールド機器１１及び入出力装置１２に対する各種設定（例えば、レンジ設定やループチェック等）を行うための装置である。設定装置１５は、フィールド機器１１及び入出力装置１２に対する各種設定を行う際に入出力装置１２に接続される。設定装置１５は、各種設定が終了すると入出力装置１２から取り外される。

＜入出力装置＞
図２は、開閉部材２６が開位置にある状態を示す入出力装置１２の正面図である。
図２に示すように、入出力装置１２は、プラント等において、外部環境に晒され、遠隔地のフィールド機器１１の近くの場所に設置されている。入出力装置１２は、Ｉ／Ｏユニット２１や電源ユニット２２等が筐体２３内に収納されて構成されている。

筐体２３は、開口部２４を有する筐体本体２５と、開口部２４を開閉する開閉部材２６と、を有している。なお、以下の説明では、便宜上、図２における上下方向を単に上下方向とし、紙面垂直方向を単に前後方向とし、紙面左右方向を単に左右方向として説明する。この場合、矢印ＵＰは上方を示し、矢印ＦＲは前方を示し、矢印ＬＨは左方を示している。

筐体本体２５は、上下方向に長い直方体形状に形成されるとともに、前方に向けて開口する開口部２４を有している。筐体本体２５の下壁部２５ａには、複数のケーブルガイド２７が配設されている。ケーブルガイド２７は、下壁部２５ａを上下方向に貫通する筒状の部材である。各ケーブルガイド２７は、左右方向及び前後方向にそれぞれ間隔をあけて配列されている。各ケーブルガイド２７には、各フィールド機器１１から延びるケーブル３１がそれぞれ挿通される。すなわち、各フィールド機器１１から延びるケーブル３１は、ケーブルガイド２７内を通って筐体２３内に引き込まれている。

筐体本体２５において、右壁部２５ｂの内面には、ケーブルダクト３２が設けられている。ケーブルダクト３２は、上下方向に延びる筒部３３と、筒部３３に形成されたスリット３４と、を有している。
筒部３３内には、上述したケーブル３１が筒部３３の下端開口部を通じて挿通されている。すなわち、筒部３３は、筐体２３内に引き込まれたケーブル３１を上方に案内している。
スリット３４は、筒部３３において上下方向に間隔をあけて形成されている。筒部３３内に挿通された各ケーブル３１は、何れかのスリット３４を通じて筒部３３の外部に引き出されている。

開閉部材２６は、筐体本体２５における左壁部２５ｃの前端縁にヒンジ（不図示）を介して筐体本体２５に回動可能に連結されている。すなわち、開閉部材２６は、開口部２４を閉塞する閉位置と、開口部２４を開放する開位置と、の間を回動し、密閉する。なお、開閉部材２６は、開口部２４を開閉する構成であれば、筐体本体２５に対して回動する構成に限られない。すなわち、開閉部材２６は、筐体本体２５に対してスライドする構成や、筐体本体２５に対して着脱する構成等であっても構わない。

＜Ｉ／Ｏユニット＞
Ｉ／Ｏユニット２１は、筐体本体２５の後壁部２５ｄに着脱可能に取り付けられている。Ｉ／Ｏユニット２１は、Ｉ／Ｏ支持板４３に複数のＩ／Ｏモジュール４４が設けられて構成されている。
Ｉ／Ｏ支持板４３は、上下方向を長手方向として後壁部２５ｄの内面に沿って延在している。Ｉ／Ｏ支持板４３の上端部には、Ｉ／Ｏ支持板４３を前後方向に貫通する第１貫通孔４５が形成されている。第１貫通孔４５は、左右方向に間隔をあけて複数（図示の例では、２つ）形成されている。第１貫通孔４５内には、Ｉ／Ｏ支持板４３を後壁部２５ｄに固定するための第１締結部材４６（例えば、ネジ）が挿入されている。
Ｉ／Ｏ支持板４３のうち各第１貫通孔４５の下方に位置する部分には、第１貫通孔４５内にそれぞれ連通する連通孔４７が形成されている。連通孔４７は、第１貫通孔４５に比べて大径に形成されている。

Ｉ／Ｏ支持板４３のうち、連通孔４７よりも下方に位置する部分には、Ｉ／Ｏ支持板４３を前後方向に貫通する第２貫通孔４８が形成されている。第２貫通孔４８は、例えばＩ／Ｏ支持板４３の左右方向の両端部において、上下方向に間隔をあけて複数形成されている。第２貫通孔４８内には、Ｉ／Ｏ支持板４３を後壁部２５ｄに固定するための第２締結部材４９（例えば、ネジ）が挿入されている。なお、本実施形態において、Ｉ／Ｏ支持板４３のうち、最上部に位置する第２貫通孔４８と、連通孔４７と、の間に位置する部分には、左右一対の取っ手５０が設けられている。

Ｉ／Ｏモジュール４４は、Ｉ／Ｏ支持板４３の前面に上下方向に並んで複数（例えば、４つ）設けられている。各Ｉ／Ｏモジュール４４は、何れも同様の構成であるため、以下の説明では一つのＩ／Ｏモジュール４４（最上部に位置するＩ／Ｏモジュール４４）を例にして説明する。なお、Ｉ／Ｏ支持板４３に設けられるＩ／Ｏモジュール４４の数は適宜変更が可能である。

Ｉ／Ｏモジュール４４は、フィールド機器１１（図１参照）とコントローラ１３（図１参照）との間で入出力される信号の処理を行う。Ｉ／Ｏモジュール４４は、例えばフィールド機器１１から得られる信号を、コントローラ１３が受信可能な信号に変換する処理を行う。本実施形態のＩ／Ｏモジュール４４は、ユニバーサルＩ／Ｏモジュール５１、オプションモジュール５２及び端子台５３がベースプレート５４に着脱可能に取り付けられて構成されている。Ｉ／Ｏモジュール４４は、ベースプレート５４を介してＩ／Ｏ支持板４３に固定されている。

図３は、ベースプレート５４の正面図である。
図３に示すように、ベースプレート５４には、ユニバーサルＩ／Ｏモジュール５１、オプションモジュール５２及び端子台５３が装着されるコネクタ部（Ｉ／Ｏコネクタ部６１、及びオプションコネクタ部６２及び端子コネクタ部６３）が形成されている。Ｉ／Ｏコネクタ部６１は、ベースプレート５４における左側部分に左右方向に並んで複数（例えば、２つ）形成されている。オプションコネクタ部６２は、ベースプレート５４における左右方向の中央部分に上下方向に並んで複数形成されている。端子コネクタ部６３は、ベースプレート５４における右側部分に形成されている。また、ベースプレート５４には、ユニバーサルＩ／Ｏモジュール５１、オプションモジュール５２及び端子台５３間を接続する配線（不図示）等が形成されている。

図４は、Ｉ／Ｏモジュール４４の斜視図である。
図４に示すように、端子台５３は、端子ベース６７と、端子ベース６７に搭載された複数の端子６８と、を有している。
端子ベース６７は、端子コネクタ部６３に着脱可能に装着されている。端子ベース６７の上下両端部には、上下方向で互いに離間する方向に突出する一対の突出片６９が形成されている。
端子６８には、上述したケーブル３１の端末部が各別に接続されている。各端子６８は、上述したオプションコネクタ部６２に対応付けられている。

ユニバーサルＩ／Ｏモジュール５１は、例えば、フィールド機器１１の種類によって異なる信号をコントローラ１３が理解できる形式に変換する機能を有している。ユニバーサルＩ／Ｏモジュール５１は、上述した各Ｉ／Ｏコネクタ部６１に各別に装着されている。

図５は、ユニバーサルＩ／Ｏモジュール５１のブロック図である。
図５に示すように、ユニバーサルＩ／Ｏモジュール５１は、第１インターフェース７１、設定部７２及び第２インターフェース７３を主に有している。
第１インターフェース７１は、フィールド機器１１との間で各種信号の授受を行う。
第２インターフェース７３は、コントローラ１３や設定装置１５との間で各種信号の授受を行う。
設定部７２は、第２インターフェース７３を介して入力される設定装置１５からの設定指示や、コントローラ１３からの設定指示に基づいて、第１インターフェース７１に対する各種設定、及びフィールド機器１１に対する各種設定を行う。例えば、設定部７２は、第１インターフェース７１の複数のユニバーサル回路（フィールド機器１１が接続されるユニバーサル回路）を、以下のモードの何れにするかを設定する。設定部７２は、以下の設定を第１インターフェース７１のユニバーサル回路毎に行う。ユニバーサル回路は、例えば、特開２０１６−９５５６７号公報等に記載されている。
・フィールド機器１１からのアナログ信号を入力するモード
・フィールド機器１１へアナログ信号を出力するモード
・フィールド機器１１からのディジタル信号を入力するモード
・フィールド機器１１へディジタル信号を出力するモード

図４に示すように、オプションモジュール５２は、ユニバーサルＩ／Ｏモジュール５１の上述した第１インターフェース７１（図５参照）とフィールド機器１１との間に接続されている。オプションモジュール５２は、ユニバーサルＩ／Ｏモジュール５１には実装されていないオプション機能（例えば信号変換機能や絶縁機能、断路機能、ヒューズ機能等）を、各信号系統に個別に付加するものである。オプションモジュール５２は、オプション機能を付加するフィールド機器１１に対応するオプションコネクタ部６２に個別に装着される。

＜電源ユニット＞
図２に示すように、電源ユニット２２は、電源支持板９０に各種電子機器が固定されて構成されている。本実施形態において、電源ユニット２２に搭載される電子機器としては、外部電源９１や分電盤９２、システム電源９３、上位通信ユニット９４等が挙げられる。

電源支持板９０の上端部には、電源支持板９０を前後方向に貫通する第１貫通孔９６が形成されている。第１貫通孔９６は、左右方向に間隔をあけて複数（図示の例では、２つ）形成されている。第１貫通孔９６内には、電源支持板９０を後壁部２５ｄに固定するための第１締結部材９７（例えば、ネジ）が挿入されている。
電源支持板９０のうち各第１貫通孔９６の下方に位置する部分には、第１貫通孔９６内にそれぞれ連通する連通孔９８が形成されている。連通孔９８は、第１貫通孔９６に比べて大径に形成されている。

電源支持板９０のうち、連通孔９８よりも下方に位置する部分には、電源支持板９０を前後方向に貫通する第２貫通孔９９が形成されている。第２貫通孔９９は、左右方向及び上下方向に間隔をあけて複数形成されている。第２貫通孔９９内には、電源支持板９０を後壁部２５ｄに固定するための第２締結部材１００（例えば、ネジ）が挿入されている。なお、本実施形態において、電源支持板９０のうち、連通孔９８よりも下方に位置する部分には、左右一対の取っ手１０１が設けられている。本実施形態では、Ｉ／Ｏユニット２１及び電源ユニット２２に別々の支持板４３，９０を用いる場合について説明したが、この構成のみに限られない。Ｉ／Ｏユニット２１及び電源ユニット２２に共通の支持板を用いても構わない。

［プロセス制御システムの構築方法］
次に、プロセス制御システム１の構築方法について説明する。以下の説明では、プロセス制御システム１の構築方法のうち、上述した入出力装置１２の生産方法について主に説明する。図６は、入出力装置１２の生産方法を説明するための工程図である。本実施形態では、現場以外（外部環境に晒されない場所）での作業と、現場での作業と、を一部並行して行う。以下の説明では、始めに現場以外での作業を説明し、その後現場での作業を説明する。

＜現場以外での作業＞
図６に示すように、ステップＳ１において、入出力装置１２の設計を行う。
次に、ステップＳ２において、筐体２３に端子台５３を取り付ける（仮固定する）。

図７は、筐体２３に端子台５３が取り付けられた状態を示す入出力装置１２の正面図である。
図７に示すように、端子台５３は、仮固定台１１０を介して筐体２３の後壁部２５ｄに取り付ける。本実施形態では、Ｉ／Ｏユニット２１に搭載されるＩ／Ｏモジュール４４毎に別々の仮固定台１１０を用いて端子台５３を後壁部２５ｄに取り付ける。但し、各Ｉ／Ｏモジュール４４の端子台５３を一つの仮固定台を用いて後壁部２５ｄに取り付けても構わない。

図８は、端子台５３が仮固定台１１０に固定された状態を示す入出力装置１２の斜視図である。なお、以下の説明における仮固定台１１０の向きは、仮固定台１１０が後壁部２５ｄで取り付けられた状態での向きとして説明する。また、各仮固定台１１０は、各端子台５３毎に同様の構成である。そのため、以下の説明では、一つの仮固定台１１０を例にして説明する。
図８に示すように、仮固定台１１０は、台座部１１１と、台座部１１１の後端部に連設されたスライドレール１１２と、を有している。

台座部１１１は、端子台５３を着脱可能に支持している。すなわち、端子台５３は、台座部１１１を介して筐体２３（後壁部２５ｄ）に着脱可能に構成されている。具体的に、台座部１１１は、左右方向で対向する第１側壁部１１３及び第２側壁部１１４と、各側壁部１１３，１１４の前端部同士を架け渡す取付壁部１１５と、を有している。

取付壁部１１５は、上下方向を長手方向とし、左右方向を短手方向とする長方形状とされている。取付壁部１１５には、取付壁部１１５を前後方向に貫通する収容口１１６が形成されている。収容口１１６は、端子台５３の端子ベース６７を収容可能な大きさに形成されている。

スライドレール１１２は、第１側壁部１１３の上下両端部から右側に向けて互いに平行に延設されている。各スライドレール１１２には、各スライドレール１１２を前後方向に貫通するガイド孔１１８が形成されている。ガイド孔１１８は、左右方向に延びる長孔とされている。

上述した仮固定台１１０を介して端子台５３を筐体２３に取り付けるには、まず台座部１１１に端子台５３を取り付ける。具体的には、突出片６９が取付壁部１１５の前面に当接する位置まで、端子ベース６７の後端部を収容口１１６内に挿入する。その後、突出片６９と取付壁部１１５とをネジ等により締結する。

続いて、スライドレール１１２を筐体２３の後壁部２５ｄに取り付ける。具体的には、各スライドレール１１２のガイド孔１１８内に締結部材を挿入し、締結部材を後壁部２５ｄに締結する。この場合、仮固定台１１０は、ガイド孔１１８の延在方向（左右方向）に沿って端子台５３とともにスライド可能に後壁部２５ｄに支持される。図示の例において、仮固定台１１０は、仮固定台１１０のスライド範囲における最も左側に位置している。

ここで、仮固定台１１０の寸法は、仮固定台１１０を介して取り付けられた端子台５３が最も左側に位置する状態（以下、「仮固定位置」という。）が、Ｉ／Ｏユニット２１が実際に後壁部２５ｄに取り付けられたときの端子台５３の位置（以下、「実固定位置」という。）と同等の位置になるように設定されている。具体的に、台座部１１１における前後方向の高さは、仮固定位置において実固定位置での端子台５３の前後方向の位置と同等の位置に端子台５３が配置されるように設定されている。また、スライドレール１１２における左右方向の長さは、仮固定位置において、実固定位置の端子台５３の左右方向の位置と同等の位置に端子台５３が配置されるように設定されている。なお、仮固定台１１０の寸法は、仮固定位置と実固定位置とが必ずしも一致するように設定する必要はない。例えば、仮固定位置が、端子台５３が後壁部２５ｄに直接取り付けられたときの端子台５３の位置よりも実固定位置に近くなっていれば構わない。

続いて、ステップＳ３において、端子台５３が取り付けられた状態の筐体２３を現場に出荷する。なお、筐体２３及び端子台５３は、現場で組み付けても構わない。

続いて、ステップＳ４において、Ｉ／Ｏユニット２１に搭載される電子機器（ユニバーサルＩ／Ｏモジュール５１やオプションモジュール５２）についてシステム構築を行う（設定工程）。つまり、アプリケーションの開発を行い、コントローラ１３に設定する。また、設定装置１５を用いて、ユニバーサルＩ／Ｏモジュール５１の設定、例えば、ユニバーサル回路のモード設定や入出力端子の識別を示すタグ設定を行う。
次に、ステップＳ５において、Ｉ／Ｏユニット２１に搭載される電子機器について工場内立会検査（ＦＡＴ）を行う。工場内立会検査とは、例えばプロセス制御システム１を構成する各種電子機器（上述のフィールド機器１１、Ｉ／Ｏモジュール４４、コントローラ１３等）が工場から出荷される前に行われる、ハードウェアやソフトウェアについての立会検査のことである。

その後、ステップＳ６において、入出力装置１２のうち、筐体２３及び端子台５３以外の部品を現場に出荷する。本実施形態では、端子台５３が取り外された状態のＩ／Ｏユニット２１、及び電源ユニット２２を出荷する。但し、Ｉ／Ｏユニット２１や電源ユニット２２は、各支持板４３，９０に各種電子機器が取り付けられていない状態で出荷しても構わない。

＜現場での作業＞
次に、ステップＳ１１では、端子台５３が取り付けられた筐体２３を現場に設置する。

図９は、ケーブル接続工程を説明するための図７に相当する正面図である。
続いて、ステップＳ１２では、図９に示すように、開閉部材２６を開位置にして、フィールド機器１１と端子台５３の各端子６８とを、ケーブル３１を介して接続する（ケーブル接続工程）。具体的には、ケーブル３１をケーブルガイド２７内に挿通し、ケーブル３１を筐体２３の外部から内部に引き込む。続いて、ケーブルダクト３２の筒部３３内に筒部３３の下端開口部からケーブル３１を挿入する。そして、対応する端子６８の高さ位置までケーブル３１を配索した後、スリット３４を通じてケーブルダクト３２からケーブル３１を引き出す。その後、ケーブルダクト３２から引き出されたケーブル３１の端末部を対応する端子６８に接続する。

配線作業の終了後、ステップＳ１３において、ステップＳ６で出荷されたＩ／Ｏユニット２１及び電源ユニット２２を筐体２３に取り付ける（電子機器取付工程）。

図１０は、端子台５３が退避位置にある状態を示す入出力装置１２の正面図である。
図１０に示すように、Ｉ／Ｏユニット２１を筐体２３に取り付けるには、まず仮固定位置にある端子台５３をＩ／Ｏユニット２１の取付領域Ｓから退避させる。具体的には、仮固定台１１０を右側にスライド移動させる。これにより、端子台５３が仮固定台１１０とともに右側に移動し、端子台５３が取付領域Ｓから右側に退避した退避位置に移動する。

図１１は、Ｉ／Ｏユニット２１が取り付けられた状態を示す入出力装置１２の正面図である。
図１１に示すように、端子台５３が退避した取付領域にＩ／Ｏユニット２１を取り付ける。具体的には、まずＩ／Ｏ支持板４３の取っ手５０を把持し、Ｉ／Ｏユニット２１を筐体２３の開口部２４を通じて筐体本体２５内に進入させる。そして、後壁部２５ｄに取り付けられた第１締結部材４６を、Ｉ／Ｏ支持板４３の連通孔４７内に進入させる。その後、第１締結部材４６が第１貫通孔４５内に位置するようにＩ／Ｏユニット２１を下方に移動させ、第１貫通孔４５に第１締結部材４６を係止する。これにより、Ｉ／Ｏユニット２１が取付領域Ｓ（図１０）において、第１締結部材４６によって吊り下げられた状態となる。

図１２は、図１１に示す状態から端子台５３を仮固定台１１０から取り外した状態を示す入出力装置１２の正面図である。
図１２に示すように、端子台５３を仮固定台１１０から取り外し、Ｉ／Ｏユニット２１の端子コネクタ部６３に端子台５３を装着する（端子台装着工程）。

図１３は、図１２に示す状態から仮固定台１１０を取り外した状態を示す入出力装置１２の正面図である。
図１３に示すように、後壁部２５ｄから仮固定台１１０を取り外す。そして、Ｉ／Ｏ支持板４３の第２貫通孔４８に第２締結部材４９を挿入し、Ｉ／Ｏ支持板４３を各締結部材４６，４９によって後壁部２５ｄに固定する。これにより、後壁部２５ｄにＩ／Ｏユニット２１が取り付けられる。なお、Ｉ／Ｏ支持板４３は、端子台５３を装着した直後に固定しても構わない。仮固定台１１０は、後壁部２５ｄから取り外さず、退避位置で固定したままであってもよい。

続いて、図２に示すように、電源ユニット２２を後壁部２５ｄに取り付ける。具体的には、後壁部２５ｄに取り付けられた第１締結部材９７を、電源支持板９０の連通孔９８内に進入させる。その後、第１締結部材９７が第１貫通孔９６内に位置するように電源ユニット２２を下方に移動させ、第１貫通孔９６内に第１締結部材９７を係止する。これにより、電源ユニット２２が第１締結部材９７によって吊り下げられた状態となる。その後、電源支持板９０の第２貫通孔９９に第２締結部材１００を挿入し、電源支持板９０を各締結部材９７，１００によって後壁部２５ｄに固定する。これにより、後壁部２５ｄに電源ユニット２２が取り付けられる。なお、筐体本体２５に各種電子機器を取り付けた後、配線作業を実施し、開閉部材２６を閉位置とし、開口部２４を閉塞する（閉塞工程）。

続いて、ステップＳ１４において、現地受入検査（ＳＡＴ：Ｓｉｔｅ Ａｃｃｅｐｔａｎｃｅ Ｔｅｓｔ）を行う。現地受入検査では、現場に納入された各種機器（例えば、フィールド機器１１や入出力装置１２、コントローラ１３、監視装置１４等）が要求される機能や性能等を有しているか否かを確認する。

次に、ステップＳ１５において、総合確認試験（ＳＩＴ：Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ Ｔｅｓｔ）を行う。総合確認試験では、プラント等に構築されたプロセス制御システム１が全体として設計通り連携して動作するか否かを確認する。具体的には、コントローラ１３の上位に設けられた監視装置１４とＩ／Ｏモジュール４４との間の信号チェックや、監視装置１４とフィールド機器１１との間の信号チェック等を行う。

総合確認試験が正常に完了すると、ステップＳ１６において、プロセス制御システム１の試運転が行われる。そして、試運転が正常に終了すると、プロセス制御システム１の構築が完了して、本稼働に移行する。

このように、本実施形態では、端子台５３が筐体２３に取り付けられた状態で、ケーブル３１と端子台５３との接続作業を行い、接続作業の終了後にＩ／Ｏモジュール４４等の電子機器を筐体２３に取り付ける構成とした。
この構成によれば、ケーブル３１の接続作業時に電子機器が外部環境に長時間晒されるおそれがない。そのため、入出力装置１２を現場に設置するにあたって、電子機器に砂や埃等の影響が及ぶのを抑制でき、電子機器に不具合が発生するのを抑制できる。この場合、防塵装置等を取り付ける必要なく、電子機器に砂や埃等の影響が及ぶのを抑制できるので、作業コストの削減や作業効率の向上を図ることができる。

本実施形態では、電子機器取付工程の前に、設定装置１５で電子機器の設定を行う設定工程を有している構成とした。
この構成によれば、ケーブル３１の接続作業後に、各種設定を経た電子機器を筐体２３に取り付けることができるので、ケーブル３１の接続作業に先行若しくは並行して、電子機器の各種設定（システム構築や工場内立会検査等）を行うことができる。そのため、電子機器が筐体２３に取り付けられた状態で電子機器の設定を行う場合に比べて、プロセス制御システム１の構築に要する時間、及び工期を短縮できる。しかも、電子機器の設定を現場とは別の場所で行うことができるので、電子機器が外部環境に長期間晒されるおそれがない。
また、複数の入出力装置１２を現場に設置する場合において、各入出力装置１２の電子機器の設定作業（例えば、工場内立会検査）を一カ所（現場以外の場所）でまとめて行うことができる。そのため、例えば入出力装置１２を現場に設置した後、各入出力装置１２の電子機器に対して設定作業を行う場合に比べてプロセス制御システム１の構築を効率的に行うことができる。なお、各入出力装置１２に対して現場で固有の設定作業を行う場合には、複数の入出力装置１２の電子機器に対して一律に設定する部分のみを現場以外の場所で設定し、固有の設定を各入出力装置１２に対して現場で個別に行うことができる。これにより、現場での作業時間を短縮できる。

本実施形態では、端子台５３が筐体２３及び端子コネクタ部６３に付け替え可能である構成とした。
この構成によれば、ケーブル３１と端子台５３との接続作業を行うにあたって、筐体２３に対して端子台５３を所定の位置に位置決めできる。これにより、埃塵等に弱い電子機器を実装した後での配線時間（配線フォーミングや配線長調整等）を低減できる。よって、電子機器が塵埃に晒される期間を短縮できる。

特に、本実施形態では、端子台５３が仮固定台１１０を介して筐体２３に取り付けられる構成とした。
この構成によれば、端子台５３を筐体２３に直接取り付ける場合に比べて、仮固定位置と実固定位置との距離を近づけることができる。これにより、電子機器が取り付けられていなくても、実固定位置での端子台５３とフィールド機器１１との相対距離に、ケーブル３１の長さを合わせやすくなる。

本実施形態では、端子台５３が筐体２３に移動可能に取り付けられる構成とした。
この構成によれば、ケーブル３１の接続作業時には端子台５３を仮固定位置に配置することで、実固定位置に端子台５３を近づけた状態でケーブル３１の接続作業を行うことができる。これにより、上述したように実固定位置での端子台５３とフィールド機器１１との相対距離に、ケーブル３１の長さを合わせやすくなる。
一方、電子機器を取り付ける際には、端子台５３を退避位置に移動させることで、端子台５３を筐体２３から取り外すことなく、電子機器の取り付けにあたって電子機器と端子台５３との干渉を防止できる。これにより、電子機器取付工程において、端子台５３がケーブル３１のみで吊り下げられた状態になるのを防げるため、１人でも電子機器を容易に実装できる。

［変形例］
次に、本実施形態の変形例について説明する。図１４は、本変形例に係る入出力装置２００の正面図である。本変形例では、フィールド機器１１と端子台５３との間に外部端子２０１を介在させる点で、上述した実施形態と相違している。なお、以下の説明では、上述した実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図１４に示す入出力装置２００において、フィールド機器１１と端子台５３との間には、外部端子２０１が介在している。外部端子２０１は、例えば電力遮断機能（ナイフスイッチやヒューズ等の機能）、マーシャリング機能等を有している。

外部端子２０１は、例えば筐体本体２５の右壁部２５ｂにおいて、ケーブルダクト３２よりも前側に位置する部分に固定されている。外部端子２０１は、ケーブル３１を介してフィールド機器１１に接続されている。また、外部端子２０１は、端子ケーブル２０２を介して端子台５３の各端子６８に接続されている。すなわち、本変形例では、端子台５３及び外部端子２０１が端子ケーブル２０２を介して接続された端子モジュールを構成している。

図１５は、端子台５３が筐体２３に取り付けられた状態を示す入出力装置２００の正面図である。
図１５に示すように、本変形例では、ケーブル接続工程において、端子モジュールが筐体２３に取り付けられた状態で、ケーブル３１と外部端子２０１との接続作業を行う。すなわち、端子台５３が仮固定台１１０を介して後壁部２５ｄに取り付けられるとともに、外部端子２０１が右壁部２５ｂに取り付けられた状態で、ケーブル３１と外部端子２０１との接続作業を行う。接続作業以降の工程は、上述した実施形態と同様である。

本変形例のように、端子台５３が外部端子２０１を介してフィールド機器１１に接続される場合であっても、上述した実施形態と同様の作用効果を奏する。
しかも、本変形例では、端子台５３とフィールド機器１１との間に外部端子２０１を介在させることで、Ｉ／Ｏモジュール４４に各種機能（例えば、電力遮断機能やマーシャリング機能等）を別途付加することができる。
なお、全てのフィールド機器１１が外部端子２０１を介して端子台５３に接続されていてもよく、一部のフィールド機器１１が外部端子２０１を介して端子台５３に接続され、残りのフィールド機器１１が外部端子２０１を介することなく端子台５３に接続されていても良い。

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
上述した実施形態では、筐体本体２５の後壁部２５ｄにＩ／Ｏユニット２１や電源ユニット２２が取り付けられた構成について説明したが、この構成のみに限らず、筐体本体２５の任意の位置にＩ／Ｏユニット２１や電源ユニット２２を取り付けることが可能である。
上述した実施形態では、仮固定台１１０がスライド移動する構成について説明したが、この構成のみに限らず、仮固定位置と退避位置との間を移動する構成であれば、仮固定台１１０が回動する構成等であっても構わない。
上述した実施形態では、端子台５３が仮固定台１１０を介して後壁部２５ｄに取り付けられる構成について説明したが、この構成のみに限らず、端子台５３を筐体２３に直接着脱する構成であっても構わない。また、電子機器が取り付けられる前にケーブル３１の接続作業を行う構成であれば、端子台５３が筐体２３に取り付けられていなくても構わない。すなわち、電子機器が取り付けられる前に、筐体本体２５内に端子台５３を収納した状態で、ケーブル３１の接続作業を行えれば構わない。

上述した実施形態では、Ｉ／Ｏユニット２１を取り付けるにあたって、端子台５３とケーブル３１との接続作業を予め行う構成について説明したが、その他の電子機器であっても構わない。
上述した実施形態では、Ｉ／Ｏモジュール４４がオプションモジュール５２を有する構成について説明したが、この構成のみに限らず、オプションモジュール５２を有さない構成であっても構わない。
上述した実施形態では、設定装置１５がユニバーサルＩ／Ｏモジュール５１に直接接続される構成について説明したが、この構成のみに限らず、例えば上位通信ユニット９４を介して設定装置１５とユニバーサルＩ／Ｏモジュール５１とが接続される構成であっても構わない。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各変形例を適宜組み合わせても構わない。

１１…フィールド機器
１２…入出力装置
１５…設定装置
２２…電源ユニット（電子機器）
２３…筐体
２４…開口部
２５…筐体本体
２６…開閉部材
３１…ケーブル
５１…ユニバーサルＩ／Ｏモジュール（電子機器）
５２…オプションモジュール（電子機器）
５３…端子台
６３…端子コネクタ部（コネクタ部）
１１０…仮固定台
２００…入出力装置
２０１…外部端子

Claims (8)

1. 開口部を有する筐体本体に端子台が収納された状態で、前記筐体本体の外部に配置されたフィールド機器に接続されるケーブルを前記端子台に接続するケーブル接続工程と、
   前記開口部を通じて前記筐体本体内に前記端子台が着脱可能なコネクタ部を有する電子機器を収納して、前記筐体本体に前記電子機器を取り付ける電子機器取付工程と、
   前記端子台を前記コネクタ部に装着する端子台装着工程と、
   前記筐体本体の前記開口部を開閉部材により閉塞する閉塞工程と、を有していることを特徴とする入出力装置の生産方法。
2. 前記電子機器取付工程の前に、設定装置で前記電子機器の設定を行う設定工程を有していることを特徴とする請求項１に記載の入出力装置の生産方法。
3. 前記端子台は、前記筐体本体及び前記コネクタ部に付け替え可能に構成され、
   前記ケーブル接続工程及び前記電子機器取付工程において、前記端子台は、前記筐体本体に移動可能に取り付けられ、
   前記端子台装着工程では、前記端子台を前記筐体本体から取り外した後、前記コネクタ部に前記端子台を装着することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の入出力装置の生産方法。
4. 前記端子台は、前記筐体本体及び前記コネクタ部に付け替え可能に構成され、
   少なくとも前記ケーブル接続工程において、前記端子台は、仮固定台を介して前記筐体本体に取り付けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の入出力装置の生産方法。
5. 前記ケーブル接続工程及び前記電子機器取付工程において、前記端子台は、前記仮固定台とともに前記筐体本体に移動可能に取り付けられ、
   前記端子台装着工程では、前記端子台を前記仮固定台から取り外した後、前記コネクタ部に前記端子台を装着する請求項４に記載の入出力装置の生産方法。
6. 前記筐体本体には、前記端子台の少なくとも一部に接続された外部端子が収納され、
   前記ケーブル接続工程は、前記ケーブルを、前記外部端子に接続することにより、前記外部端子を介して前記端子台に接続する工程を含む、ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の入出力装置の生産方法。
7. 開口部を有する筐体本体、及び前記開口部を開閉する開閉部材を有する筐体と、
   前記筐体本体内で前記筐体本体に着脱可能に設けられるとともに、コネクタ部を有する電子機器と、
   前記筐体本体及び前記コネクタ部に付け替え可能に構成されるとともに、前記コネクタ部に装着された状態で、前記筐体の外部に配置されたフィールド機器と前記電子機器とをケーブルを介して電気的に接続する端子台と、を備えていることを特徴とする入出力装置。
8. 前記筐体本体に収納され、少なくとも一部の前記フィールド機器と少なくとも一部の前記端子台との間に接続される外部端子を備えていることを特徴とする請求項７に記載の入出力装置。

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