输入输出（I/O）控制器连接工厂或过程环境中的传感器和控制执行器，并通过上述模拟和数字方式与多个终端节点通信。本身安全的系统通过4mA至20mA电流环路进行连接，一些系统则使用隔离技术。控制处理器通常为8位至32位处理器，性能最高可达100 DMIPS（Dhrystone百万条指令/秒）。工厂自动化设备结实耐用，能在恶劣的工业环境中工作而不需要风扇。
图2显示了几个8通道模拟I/O模块的例子。由于其尺寸小，因此功耗有限，有些甚至不到5 W。
图2. I/O模块
模拟4mA至20mA电流环路常用于工业过程控制的信号传输，4mA代表范围的低端，20mA代表范围的高端。电流环路的主要优势在于信号精度不受互连线路的压降影响，而且环路可以提供最高4 mA电流为器件供电。即使线路电阻很大，电流环路变送器也会在其电压能力范围内维持适当的电流。
通过4mA所代表的“活动—零”状态，接收仪表可以检测环路的一些故障（例如：0mA表示开环，3mA表示传感器发生故障），双线变送器设备也能通过环路电流供电。此类仪表用于测量压力、温度、流量、pH值和其它过程变量，以及控制阀门定位器或其它输出执行器。模拟电流环路中的电流可以在环路中的任一点，通过一个串联精密电阻转换为电压输入。仪表的输入端可能会将电流环路的一端连接到机壳（大地），因此当串联连接多个仪表时，可能需要模拟隔离器。
功耗考虑
在图3所示的系统中，一个通道配置为4mA至20mA通信（本例中为从DAC驱动一个执行器负载）。执行器的端接电阻决定环路所需的最大电源电压。例如，100Ω电阻至少需要2 V电压才能提供20 mA电流。如今的系统必须能够驱动最高达（有时甚至超过）1 kΩ的负载，这是很常见的要求。对于这一负载阻抗和20 mA的满量程电流，电源需要提供至少20 V电压。所产生的功率为：
P = V × I = 20 V × 0.02 A = 0.4 W.
如果负载阻抗变为100 Ω，使用同一电源（有效条件）时，即使只需要0.04 W功率，功耗仍将为0.4 W。这种情况下，系统的效率损失为90%，360 mW功率遭到浪费。
图3. 当满量程输出远低于电源电压时，功率被浪费
对于一个8通道模块，20 V电源下的总功耗将为3.2 W，其中多达2.88 W的功率遭到浪费（如果所有负载均为100 Ω）。这种情况下，自热效应和功耗预算的提高开始演变成问题。模块内的温度升高可能导致系统误差增大，各个器件的漂移特性需要纳入系统整体的误差预算中加以考虑。
