Cuando se va a desarrollar un equipo que realizara el control de algún proceso, por lo general, toda la etapa de control se encuentra aislada, la idea es siempre proteger el sistema de procesamiento o CPU, ahora viendo que la duda se centra en las salidas y entradas análogas, la solución mas viable seria desarrollar una tarjeta que tenga un micro encargado de procesar estas señales, es decir, recibe la información por un ADC con una resolución que pueden ser de 24 bits. Para consultar el estado de cada uno de los canales se puede comunicar por SPI con el conversor, ten en cuenta que como estas trabajando con una etapa de potencia y la idea es aislar completamente las etapas, debes acoplar un integrado que puede ser un ADUM4160 que proporciona separación galvánica.
Entonces haciendo un recuento y una vista general de como podría ser diseñada, diría que, El micro posee una Uart por la cual se comunicara con la CPU o Maestro que realiza el control, puede ser por Can bus o ..., este micro a su vez se comunicara con un coversor Analogo a digital por medio de una Interfaz SPI, esta interfaz esta aislada completamente con algún integrado que permita separar etapas por ejemplo el ADUM4160, el conversor se encargar de recibir información del proceso, es decir, las señales que luego serán digitalizadas, cabe resaltar que estos conversores pudes configurarlos a tu gusto, las señales que recibirá el conversor de alguna forma serán adecuadas, si tienes configurado el conversor con voltajes de referencia de 0 - 5 voltios y recibes una señal de 4 a 20mA, ps tendras que hacer un circuito adecuador de señal que le entregue al ADC una señal de 1 a 5 voltios y ps el limite de entradas serian los canales del conversor.
Espero haber sido de ayuda... claro esta todos diseñamos de formas diferentes pero ps pienso que esta seria una forma de diseñarlo.
