Несмотря на динамичное развитие проводных и беспроводных цифровых интерфейсов (Modbus, HART, RS485, ZigBee, Wireless и т.п.) самым популярным способом передачи данных от первичных датчиков к вторичным приборам и ПЛК остается аналоговый интерфейс 4-20 мА, потеснивший, в том числе, и другие аналоговые интерфейсы (0-5 мА, 0-20 мА, 0-1В и т.п.). Попробуем разобраться, в чем причина популярности аналогового интерфейса 4-20 мА, который был стандартизирован в далеком 1966 году. 

1. Выхода 4-20 мА вполне достаточно для подавляющего большинства измерительных задач. При этом схемотехнически интерфейс 4-20 мА прост и дешев в производстве.
2. Для подключения датчика с выходом 4-20 мА достаточно всего одного двухжильного кабеля. По двум жилам кабеля осуществляется и передача данных, а также подается питание на датчик. Это существенно снижает затраты на подключение датчиков.
3. Выход 4-20 мА имеет так называемый "живой ноль". То есть нулевым значениям измеряемого параметра соответствует 4 мА, а не 0 мА как в распространенных ранее аналоговых интерфейсах 0-5 мА и 0-20 мА. Таким образом, вторичное оборудование может гарантированно отличить нулевые показания датчика и его отказ или обрыв соединительного провода.
4. Интерфейс 4-20 мА может дополнительно "нести на себе" цифровые данные HART, которые накладываются поверх основного аналогового сигнала постоянного тока, и служат для дистанционной настройки оборудования или диагностирования его состояния (считывание ошибок, отказов).
5. Выход 4-20 мА обеспечивает требуемый уровень искробезопасности для оборудования, применяемого во взрывоопасных зонах, позволяя осуществлять поиск и устранение неисправностей в цепи без отключения питания датчика.
6. Значения выходного тока выше или ниже номинальных 4-20 мА могут быть использованы для оповещения об отказах и ошибках в соответствии со стандартом NAMUR NE43.
7. Аналоговый сигнал 4-20 мА постоянного тока менее восприимчив к шумам датчика и помехам со стороны других сигналов, чем унифицированные выходные сигналы напряжения 0-1В, 0-5В, 0-10В и др.
8. Передача сигнала 4-20 мА накладывает меньше ограничений на максимальную длину и сечение жил кабеля в сравнении с унифицированными выходными сигналами напряжения. Выход 4-20 мА работает при относительно больших расстояниях: более 1 км при номинальном напряжении 24 В постоянного тока. Увеличение напряжения питания (в разумных пределах) и увеличение сечения жил соединительного кабеля позволяет увеличить дальность передачи данных.
9. Для передачи сигналов 4-20 мА не требуется применения специальных типов кабеля, как для цифровых интерфейсов RS485, Profibus и т.п. Для промышленных приложений рекомендуется использовать экранированный медный кабель.
10. Линии связи аналоговых интерфейсов 4-20 мА при необходимости могут быть сегментированы (иметь несколько клеммных "переходов" на своей длине), нарощены, объединены в магистральный кабель. Аналоговый сигнал может быть разветвлен для одновременной передачи на несколько входов устройств автоматизации.
11. Интерфейс 4-20 мА электробезопасен. При прикосновении к его цепям не происходит поражения персонала электрическим током.
12. При возникновении неисправностей в цепи передачи аналогового сигнала 4-20 мА (обрыв, замыкание) они легко обнаруживаются с помощью самых простых и дешевых измерительных приборов: амперметров или мультиметров. Кроме того, всегда есть возможность проконтролировать значения тока в цепи, либо подключившись амперметром в разрыв цепи, либо измерив вольтметром падение напряжения на сопротивлении известного номинала (сопротивление шунта, входное сопротивление вторичного прибора) и вычислив ток. Поиск и устранение неисправностей в цепях 4-20 мА под силу даже не сильно квалифицированному персоналу, в отличие от поиска неисправностей в цепях цифровых интерфейсов.