PLC 디지털 출력과 아날로그 출력 차이

2026년 9월 1일 읽는 시간 약 5분

PLC 디지털 출력과 아날로그 출력 차이는 ON·OFF 상태를 제어하는 DO와 연속적인 전압·전류 값을 출력하는 AO에 있습니다. DO·AO의 동작 원리와 Relay·Transistor 출력, 0~10V·4~20mA 제어 방식을 알아봅니다.

PLC 디지털 출력과 아날로그 출력 차이는 무엇일까?

PLC에서 출력(Output)은 CPU가 프로그램을 연산한 결과를 실제 현장 장치에 전달하는 기능이며 크게 디지털 출력(DO, Digital Output)과 아날로그 출력(AO, Analog Output)으로 구분할 수 있습니다. DO는 기본적으로 ON과 OFF 두 가지 상태를 제어하는 방식입니다. 예를 들어 표시등을 켜거나 끄고, 솔레노이드 밸브를 동작시키거나 접촉기 코일을 제어하는 경우에 사용됩니다. 반면 AO는 단순한 ON·OFF가 아니라 일정 범위 안에서 연속적인 전압이나 전류 값을 출력합니다. 인버터에 속도 지령을 전달하거나 제어밸브의 개도를 조절하는 것이 대표적인 활용 사례입니다. 따라서 DO는 동작·정지, 열림·닫힘처럼 두 상태를 제어하는 데 적합하고, AO는 속도 60%, 밸브 개도 35%와 같이 제어량을 단계적으로 세밀하게 변화시켜야 하는 경우에 적합합니다. PLC 자동화 시스템을 설계할 때는 제어 대상이 단순한 상태제어인지 연속적인 값 제어인지에 따라 적절한 출력모듈을 선택해야 합니다.

DO는 Relay·Transistor·Triac으로 어떻게 출력할까?

DO는 CPU가 계산한 논리상태를 현장의 전기적 ON·OFF 신호로 변환합니다. 대표적인 출력방식에는 Relay, Transistor, Triac이 있습니다. Relay 출력은 기계식 접점을 이용하므로 제품 정격 범위에서 AC와 DC 부하에 비교적 폭넓게 적용할 수 있지만 접점 동작속도와 기계적 수명에 한계가 있습니다. Transistor 출력은 반도체 소자로 DC 부하를 스위칭하며 빠른 동작이 가능하기 때문에 고속 펄스나 빈번한 ON·OFF 제어에 유리합니다. 회로에 따라 Sink와 Source 출력으로 구분되므로 연결 장치와의 호환성을 확인해야 합니다. Triac 출력은 주로 AC 부하를 반도체 방식으로 제어하며 기계적인 접점이 없다는 특징이 있습니다. 다만 각 방식은 허용전압과 출력전류, 누설전류, 스위칭 속도와 돌입전류 대응능력이 다릅니다. 따라서 DO를 선택할 때는 출력점수뿐 아니라 AC·DC 여부와 부하 종류, 스위칭 빈도 및 외부 장치의 입력사양까지 함께 확인해야 합니다.

AO는 0~10V·4~20mA를 어떻게 출력할까?

AO는 PLC 내부의 디지털 데이터를 아날로그 전압이나 전류로 변환하여 외부 장치에 전달합니다. 일반적으로 D/A Converter를 통해 CPU가 계산한 수치 데이터를 0~10V, ±10V, 4~20mA 등의 신호로 변환합니다. 예를 들어 인버터가 0~10V 입력을 0~60Hz의 주파수 지령으로 사용하도록 설정되어 있다면 PLC에서 5V를 출력했을 때 설정에 따라 약 30Hz에 해당하는 속도 지령을 전달할 수 있습니다. 실제 관계는 인버터의 Scaling 설정에 따라 달라집니다. 4~20mA 방식은 산업현장의 Transmitter와 제어기기에서 널리 사용되며 전류신호이므로 적절하게 구성된 회로에서는 배선저항에 따른 전압강하의 영향을 전압신호보다 덜 받는 장점이 있습니다. 또한 4mA를 측정범위의 하한으로 사용하는 Live Zero 구성은 일부 시스템에서 단선이나 이상상태를 구분하는 데 활용될 수 있습니다. AO에서는 출력범위뿐 아니라 Resolution, Accuracy, 부하 임피던스와 변환시간 등도 중요한 사양입니다.

DO와 AO는 실제 자동제어에서 어떻게 구분할까?

DO와 AO를 구분하는 가장 쉬운 방법은 제어 대상에 몇 단계의 명령이 필요한지를 확인하는 것입니다. 모터를 단순히 운전하거나 정지시키는 명령만 필요하다면 DO를 이용해 접촉기 또는 드라이브의 디지털 입력을 제어할 수 있습니다. 반면 모터 회전속도를 20%, 50%, 80%처럼 연속적으로 조절해야 하고 인버터가 아날로그 지령을 지원한다면 AO를 이용해 속도 기준값을 전달할 수 있습니다. 밸브도 완전히 열거나 닫는 On/Off Valve는 DO로 제어할 수 있지만 개도를 연속적으로 조절하는 Control Valve는 4~20mA 등의 AO 신호를 사용하는 경우가 많습니다. 다만 현대 자동화 시스템에서는 속도와 위치 등의 명령을 아날로그 신호 대신 산업용 네트워크를 통해 디지털 데이터로 전달하기도 하므로 AO가 모든 연속제어에 반드시 필요한 것은 아닙니다. 결국 DO는 상태를 전환하는 제어에, AO는 연속적인 지령값을 전달하는 제어에 적합하며 실제 설계에서는 부하와 제어기기의 인터페이스 방식을 기준으로 선택해야 합니다.