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E/S signifie entrée et sortie, et en électronique industrielle, cela fait référence aux canaux physiques et logiques par lesquels un système de contrôle échange des signaux avec des capteurs, des actionneurs et d'autres équipements sur le site de production. Un port E/S reçoit des données de l'environnement (entrée) ou lui envoie des commandes (sortie). Sans E/S, un contrôleur serait isolé ; avec elles, un PLC ou un contrôleur de mouvement peut détecter des conditions et piloter de véritables machines.

Les signaux d'entrée sont généralement des tensions continues basses : la fermeture d'un interrupteur de fin de course, une impulsion de capteur de proximité, un signal 4-20mA d'un transmetteur. Les signaux de sortie sont souvent des contacts de relais, des signaux de commutation à transistor ou une tension analogique utilisée pour moduler un variateur ou une vanne. Les E/S numériques transmettent des bits uniques : 24V présent ou absent, marche ou arrêt. Les E/S analogiques transportent des informations graduées : une lecture de température de 0 à 10 volts, ou une commande de vitesse échelonnée sur une plage. La distinction est importante car les E/S numériques sont plus rapides et tolérantes au bruit, tandis que les E/S analogiques transportent plus d'informations mais nécessitent un filtrage du bruit et des tensions de référence stables.

Les modules d'E/S, également appelés borniers ou cartes d'E/S, se montent sur un fond de panier ou dans un rack. Chaque module présente un ensemble de bornes à vis ou de broches de connecteur regroupées par fonction : entrées ensemble, sorties ensemble, souvent avec des retours communs partagés. Les systèmes industriels utilisent couramment 16, 32 ou 64 E/S discrètes par module ; les modules analogiques offrent généralement 4, 8 ou 16 canaux. Une machine de taille moyenne peut avoir deux ou trois modules d'E/S ; une ligne de production complexe peut en nécessiter des dizaines.

Modes de défaillance courants et discipline de câblage

Les défaillances d'E/S sont souvent causées par des soudures sèches, des vis de bornier desserrées ou des fils arrachés des connecteurs pendant la maintenance. Le couplage de bruit sur les lignes de signal, en particulier sur de longues distances dans des environnements électriquement hostiles, peut provoquer de fausses entrées ou des sorties erratiques. Les modules d'E/S eux-mêmes tombent rarement en panne, mais les liaisons I2C ou de bus de terrain qui les connectent aux contrôleurs peuvent être interrompues si le blindage est compromis. La terminaison correcte des câbles à paires torsadées et la séparation des retours d'alimentation et de signal sont des pratiques courantes pour éviter la diaphonie.

Le terme E/S est resté stable dans l'électronique industrielle pendant des décennies car il est véritablement descriptif. Un technicien qui comprend que E/S signifie la conversation entre le contrôleur et l'équipement lira les schémas, câblera les bornes et dépannera les chemins de signal en toute confiance. Connaître le nombre de points d'E/S d'un système, leur affectation, ainsi que la tension et le courant qu'ils transportent est essentiel pour la mise en service et le travail de support.