PLC 디지털 입력과 아날로그 입력 차이

2026년 9월 1일 읽는 시간 약 5분

PLC 디지털 입력과 아날로그 입력 차이는 ON·OFF 상태를 처리하는 DI와 연속적으로 변화하는 값을 처리하는 AI에 있습니다. DI·AI의 신호 방식과 24V DC, 4~20mA·0~10V 입력 및 센서 적용 차이를 알아봅니다.

PLC 디지털 입력과 아날로그 입력 차이는 무엇일까?

PLC에서 입력(Input)은 현장에 설치된 센서와 스위치의 상태를 CPU로 전달하는 역할을 하며 크게 디지털 입력(DI, Digital Input)과 아날로그 입력(AI, Analog Input)으로 구분할 수 있습니다. DI는 신호를 ON과 OFF, 즉 두 가지 상태를 중심으로 판단합니다. 예를 들어 Push Button이 눌렸는지, Limit Switch가 동작했는지, 근접센서가 물체를 감지했는지 등을 확인하는 데 사용됩니다. 반면 AI는 온도와 압력, 유량, 수위처럼 연속적으로 변화하는 물리량을 처리합니다. 센서 또는 Transmitter가 측정값을 4~20mA나 0~10V 등의 전기신호로 변환하면 PLC의 아날로그 입력모듈이 이를 받아 숫자 데이터로 변환합니다. 따라서 DI는 주로 동작했다·동작하지 않았다와 같은 상태 판단에 적합하고, AI는 현재 압력이 얼마인가처럼 변화량 자체를 알아야 하는 제어에 적합합니다. 두 입력은 같은 센서 입력이라는 공통점이 있지만 신호를 표현하고 CPU가 처리하는 방식에는 큰 차이가 있습니다.

DI는 ON·OFF 신호를 어떻게 PLC에 전달할까?

DI는 산업자동화에서 가장 기본적으로 사용되는 입력방식입니다. 산업용 PLC에서는 24V DC 계열의 디지털 입력이 흔하게 사용되지만 실제 ON·OFF 판정 전압과 입력전류는 PLC 모델의 사양에 따라 달라집니다. 센서나 스위치가 동작해 입력회로에 규정된 조건이 형성되면 PLC는 해당 입력을 ON으로 인식하고, 그렇지 않으면 OFF로 판단합니다. Push Button과 Limit Switch 같은 접점 장치뿐 아니라 Photoelectric Sensor와 Proximity Sensor 등의 전자식 센서도 DI에 연결할 수 있습니다. DC 3선식 센서에서는 NPN 또는 PNP 출력방식이 사용되며 PLC 입력모듈의 Sink·Source 구성과 호환되어야 정상적인 전류 경로가 형성됩니다. 입력회로에는 노이즈에 의한 오동작을 줄이기 위한 필터가 적용될 수 있으며 제품에 따라 포토커플러 등의 절연구조도 사용됩니다. 따라서 DI를 설계할 때는 단순히 24V 센서라는 사실만 확인하는 것이 아니라 입력 Common 구성, NPN·PNP 방식, ON 전압 범위와 입력응답시간까지 함께 확인해야 합니다.

AI는 4~20mA·0~10V 신호를 어떻게 숫자로 바꿀까?

AI는 연속적으로 변하는 전압이나 전류를 측정하여 PLC 프로그램에서 사용할 수 있는 디지털 데이터로 변환합니다. 대표적인 산업용 아날로그 신호에는 0~10V와 4~20mA 등이 있습니다. 예를 들어 압력 Transmitter가 측정범위 0~10bar를 4~20mA로 출력한다면 4mA는 측정범위의 하한, 20mA는 상한에 대응하도록 설정할 수 있습니다. PLC 아날로그 입력모듈은 A/D Converter를 이용하여 입력신호를 일정 범위의 Raw Data로 변환하고 프로그램에서는 Scaling을 통해 이를 bar, ℃, L/min 등의 실제 공학단위로 환산합니다. AI의 성능을 판단할 때는 Resolution과 Accuracy, 변환시간, 입력범위 등을 확인해야 합니다. 예를 들어 분해능이 높으면 입력범위를 더 많은 단계로 구분할 수 있지만 이것만으로 측정 정확도가 자동으로 높아지는 것은 아닙니다. 센서 자체의 오차와 전기적 노이즈, 배선 및 입력모듈의 정확도도 전체 측정품질에 영향을 줍니다.

DI와 AI는 산업현장에서 어떻게 구분해 사용할까?

DI와 AI의 선택은 PLC가 현장에서 어떤 정보를 필요로 하는지에 따라 결정됩니다. 컨베이어 끝에 제품이 도착했는지만 확인한다면 ON·OFF 상태만 필요하므로 DI가 적합합니다. 반대로 탱크의 수위가 현재 32%인지 78%인지 연속적인 값을 확인하고 그 값에 따라 밸브의 개도를 조절하려면 AI가 필요합니다. 온도센서의 경우에도 단순한 온도 스위치가 설정값을 초과했는지만 출력한다면 DI로 처리할 수 있지만 실제 온도를 측정하려면 아날로그 또는 전용 온도 입력이 필요합니다. RTD와 Thermocouple은 일반적인 0~10V·4~20mA AI와 신호 특성이 다르므로 전용 입력모듈이나 Transmitter를 사용하는 경우가 많습니다. 또한 AI는 작은 신호 변화를 정확하게 처리해야 하므로 노이즈와 접지, Shield 배선 등의 영향을 DI보다 세심하게 고려해야 합니다. 결국 DI는 설비의 상태를 판단하는 입력, AI는 물리량의 크기와 변화를 측정하는 입력으로 이해하면 PLC 자동제어 시스템의 입출력 구조를 쉽게 구분할 수 있습니다.