Современное развитие технологий позволило встроить микропроцессор в приборы самого нижнего уровня автоматизации - датчики и исполнительные механизмы, - превратив их в интеллектуальные. Традиционные приборы с аналоговым выходным сигналом уже не отвечают новым требованиям, предъявляемым к системам автоматизации, учета и контроля технологических процессов. Одной из отраслей, где использование интеллектуального оборудования приносит ощутимые выгоды, является энергетика.

Интеллектуальный датчик содержит в своем составе, как правило, не только микропроцессор, но и устройство двунаправленной цифровой коммуникации. Двунаправленная коммуникация является важнейшим преимуществом приборов нового поколения. Теперь настройку и управление датчиком можно осуществлять из одного места, например из диспетчерского пункта. Интеллектуальные приборы, выпускаемые промышленной группой «Метран», используют для обмена данными самый применяемый в настоящее время промышленный протокол - HART.

Протокол HART - широко известный промышленный стандарт для усовершенствования токовой петли 4-20 мА до возможности цифровой коммуникации. Использование этой технологии быстро растет, так как все крупнейшие производители средств автоматизации применяют в своих приборах HART. Протокол позволяет передавать одновременно аналоговый и цифровой сигнал по одной и той же паре проводов. При этом сохраняется полная совместимость и надежность существующих аналоговых линий 4-20 мА.

Существует два режима работы датчиков, поддерживающих обмен данными по HART-протоколу.

Режим передачи цифровой информации одновременно с аналоговым сигналом. Обычно в этом режиме датчик работает в аналоговых АСУ ТП, а обмен по HART-протоколу осуществляется посредством недорогого портативного контроллера - HART-коммуникатора (например, Метран-650) или компьютера (например, с использованием конфигурационной программы H-Master, через HART/RS232 модем Метран-681). При этом можно удаленно осуществлять полную настройку и конфигурирование датчика.

В многоточечном режиме датчик передает и получает информацию только в цифровом виде. Аналоговый выход автоматически фиксируется на минимальном значении 4 мА (только для питания устройства) и не содержит информации об измеряемой величине. Информация о переменных процесса считывается по HART-протоколу.

К одной паре проводов может быть подключено до 15 датчиков. Все приборы в многоточечном режиме имеют свой уникальный адрес от 1 до 15, и обращение к каждому идет по соответствующему адресу. Коммуникатор или система управления определяет все датчики, подключенные к линии, и может работать с любым из них.

Зачастую в аналоговой АСУ ТП присутствует множество интеллектуальных полевых приборов, работающих в режиме совместимости с токовой петлей 4-20мА. В этом случае удаленная настройка и конфигурирование датчиков при помощи HART-коммуникатора или HART-модема требует последовательного подключения коммуникационного устройства к каждой линии 4-20 мА, идущей от соответствующих приборов. Для решения поставленной задачи предлагается использовать HART-мультиплексор (например, Метран-670). При таком подходе приборы продолжают передавать измерительную информацию в систему по токовому выходу 4-20 мА, а их конфигурация может быть изменена с одного цифрового выхода управляющей системы. При этом можно объединить в сеть около 500 приборов (например, 30 мультиплексоров, соединенных по RS-485, 16 каналов каждый).

Замена традиционных аналоговых датчиков на интеллектуальные с протоколом HART предоставляет пользователю дополнительные функциональные и сервисные возможности. Цифровая связь позволяет производить удаленную перенастройку диапазона измерений или полуавтоматическую калибровку без вывода прибора из эксплуатации, осуществлять коррекцию нуля и считывание индивидуальных параметров прибора. Непрерывная самодиагностика обеспечивает высокую надежность функционирования систем. При ухудшении технических характеристик датчик мгновенно выдает сигнал о неисправности, что приводит к повышению эффективности работы персонала и сокращению простоев. В последнее время применение интеллектуальных контрольно-измерительных приборов заметно возросло, ведь надежность системы, удобство и снижение издержек на ее обслуживание являются решающими факторами при выборе оборудования.