DI/DO·AI/AO·PI/PO 뜻과 일본 신호 리스트(I/O 리스트) 읽는 법
일본 설비 공급사에서 신호 리스트(신호 リスト, shingo risuto, I/O 리스트라고도 합니다)를 보내 왔다고 해 봅시다. 모든 행에 DI, DO, AI, AO, PI, PO 중 하나가 붙어 있고, 사양 칸에는 "a접점", "b접점", "무전압 접점, 유지" 같은 메모가 가득합니다. 이 행들을 우리 쪽 PLC나 DCS 카드에 하나씩 대응시켜야 하는데, 가장 먼저 걸리는 부분은 공급사 쪽의 DI가 우리 쪽에서는 DO일 수 있다는 점입니다.
결론부터 말하면 DI/DO, AI/AO, PI/PO는 신호의 종류와 방향을 나타내는 약어입니다. 앞 글자는 종류로, D는 디지털(ON/OFF), A는 4-20mA 같은 아날로그, P는 펄스입니다. 뒤 글자는 방향으로, I는 입력, O는 출력이며 리스트를 작성한 반(盤)의 입장에서 본 방향입니다. 이 글에서는 각 쌍의 의미, 일본 공급사 리스트에서 만나는 용어, 배선에 들어가기 전에 행마다 확인할 항목을 순서대로 정리합니다.
같은 신호라도 보내는 쪽에서는 출력, 받는 쪽에서는 입력입니다.
예: 유량계의 4–20 mA 출력은 유량계 쪽에서는 AO, DCS 쪽에서는 AI입니다. 적산 펄스도 유량계 쪽에서는 PO, DCS 쪽에서는 PI가 됩니다. 반 설계자는 보통 자기 반을 기준으로 표기하므로, 받은 리스트가 어느 쪽 기준인지 먼저 확인하세요.
목차
DI/DO·AI/AO·PI/PO의 차이: 각 신호가 전달하는 것
세 쌍의 차이는 무엇을 전달하느냐에 있습니다. ON/OFF 상태, 연속된 값, 셈한 양 중 하나입니다. 예를 들어 DI 신호는 리스트를 작성한 반으로 들어오는 디지털 신호입니다.
ON/OFF인지, 연속된 값인지, 셈한 양인지가 차이의 전부입니다.
O: 솔레노이드 밸브 개폐, 펌프 기동·정지
O: 제어 밸브 개도, 인버터 속도 지령
O: 적산값 전달, 스테핑 모터 지령
하드웨어 명칭은 미쓰비시전기 MELSEC iQ-R 라인업 기준입니다. 일본어 자료에서는 모듈을 "유닛(yunitto)"이라고 부르며, 다른 제조사는 "모듈"이나 "카드"라고 합니다.
아래 표는 비교를 줄여서, 어떤 경우에 어떤 신호를 쓰는지와 양쪽에서 맞춰야 할 사양만 정리한 것입니다.
| DI/DO | AI/AO | PI/PO | |
|---|---|---|---|
| 전달하는 것 | ON/OFF(2값) | 연속된 순간값 | 펄스 수(적산한 양) |
| 적합한 용도 | 상태, 고장, 운전 지령 | 측정값 감시, 밸브 개도 지령 | 적산 유량·전력량, 위치결정 |
| 약점 | 값의 크기는 알 수 없음 | 적산에는 부적합 | 펄스 가중치가 어긋나면 적산값이 틀어짐 |
| 대표 형태 | 무전압 접점, DC 24 V | 4–20 mA, 1–5 V | 접점 펄스, 전압 펄스 |
| 맞춰야 할 사양 | 전압 유무, a/b 접점, 유지형인지 펄스형인지 | 레인지, 어느 쪽이 전원을 공급하는지 | 1펄스당 값(가중치), 펄스 폭, 최고 주파수 |
이런 신호를 DCS로 받을지 현장 제어반으로 받을지는 플랜트 규모에 따라 달라집니다.
DI/DO: ON/OFF 신호
DI는 Digital Input(디지털 입력), DO는 Digital Output(디지털 출력)의 약어로, ON/OFF 신호를 주고받는 것을 뜻합니다. 주로 기기 사이의 운전 지령, 상태 신호, 고장 신호에 쓰입니다. 대부분 계장용 DC 24 V이지만, 설비에 따라 DC 100 V나 AC 100 V 신호도 쓰이며, 어느 쪽이 전압을 공급하는지는 설계 방침에 따라 프로젝트마다 다릅니다.
일본 설비의 AC 100 V 신호는 한국 제어 회로에서 흔한 AC 220 V와 전압이 다르므로, 리스트에 AC 100 V가 보이면 반드시 전압 사양을 확인하세요.
대표적인 DI/DO 신호는 다음과 같습니다.
- 센서 신호 입력(근접 센서, 광전 센서, 리미트 스위치)
- 푸시버튼 스위치 상태(ON/OFF)
- 도어·커버 개폐 감지(안전 인터록)
- 설비 가동·정지 상태
- 솔레노이드 밸브 개폐 지령
- 기기 기동/정지 신호
자동 밸브에 대한 개폐 지령(DO)과 밸브 리미트 스위치의 개폐 확인(DI)은 DO/DI가 짝을 이루는 흔한 예입니다.
DI 받기: 무전압 접점과 유전압 접점
다른 기기에서 DI를 받을 때는 무전압 접점(無電圧接点, mudenatsu setten), 즉 드라이 접점으로 받는 방식이 흔히 쓰입니다. 접점 자체에는 전압이 없습니다. 받는 쪽 반의 전원이 상대 접점을 지나 입력 단자로 돌아오며, 접점이 닫히면 입력이 ON이 됩니다.
상대가 전압을 내보내는 유전압 접점(有電圧接点, yudenatsu setten)이면 전압의 종류와 크기를 우리 쪽 입력 모듈에 맞춰야 합니다.
DC 24 V 입력의 ON/OFF 기준은 PLC 규격 IEC 61131-2가 입력 유형별로 정하고 있습니다. 기계식 접점용 Type 1은 15 V 이상에서 ON, 5 V 이하에서 OFF이고, 2선식 센서에도 쓰이는 Type 2·3은 11 V 이상에서 ON입니다. 한국에서는 IEC 규격을 KS로 도입하는 경우가 많지만, 대응하는 KS 번호와 개정판은 이 글에서 확인하지 못했습니다.
DO 내보내기: 릴레이·트랜지스터·트라이액 출력
출력 쪽은 부하에 맞는 출력 방식을 고릅니다. 미쓰비시전기 PLC에는 예를 들어 다음 세 가지가 있습니다.
- 릴레이 출력: 접점으로 개폐하며 DC·AC 부하 모두에 쓸 수 있음(DC 24 V·AC 240 V, 1점당 2 A)
- 트랜지스터 출력: DC 부하 전용. 기계적 접점이 없어 빠른 ON/OFF에 적합(DC 12/24 V)
- 트라이액 출력: AC 부하 전용(AC 100–240 V)
트랜지스터 출력에는 전류가 흐르는 방향에 따라 싱크(sink)형과 소스(source)형이 있으며, 상대 쪽 입력 회로와 맞아야 합니다. 출력의 전압·전류·응답 속도는 상대 기기와 모듈 양쪽의 사양서로 대조하세요.
이런 ON/OFF 신호를 조합해 기계를 움직이는 것이 시퀀스 제어입니다.
AI/AO: 아날로그 신호와 4–20 mA
AI는 Analog Input(아날로그 입력), AO는 Analog Output(아날로그 출력)의 약어로, 4-20mA 같은 아날로그 신호를 주고받는 것을 뜻합니다. 주로 온도·압력·유량 센서의 측정값과, 제어 밸브 같은 액추에이터에 보내는 조작 신호에 쓰입니다. 아날로그 신호는 지금 이 순간의 값을 알기에는 좋지만, 값을 시간에 걸쳐 적산하는 용도에는 맞지 않습니다.
대표적인 AI/AO 신호는 다음과 같습니다.
- 온도 센서 신호
- 압력 트랜스미터 출력
- 유량계 아날로그 출력(4–20 mA 등)
- 레벨 센서 측정 신호
- pH계·전도도계 출력
- 모터 전류·전압 모니터링
- 인버터 속도 지령 출력
- 비례 제어 밸브 개도 지령
- 아날로그 지시계 출력
플랜트 계장에서 흔히 쓰이는 것이 4-20mA입니다. 측정 범위의 하한을 4 mA, 상한을 20 mA에 할당하고, 그 사이는 비례해서 나타냅니다.
16 mA의 폭이 0~100%에 대응합니다. 0%가 4 mA이므로, 0 mA는 이상으로 구별됩니다.
측정 범위 비율 = (전류 − 4) ÷ 16 × 100%. 예를 들어 0~5 m 레벨 트랜스미터에서 12 mA는 50%, 즉 2.5 m입니다. 몇 mA 미만을 이상으로 판정할지는 수신 쪽 설정이나 기기 사양으로 정합니다.
전류로 보내는 이유는 배선이 길어도 값이 잘 줄어들지 않기 때문입니다. 0%를 4 mA로 해 두면, 선이 끊어져 전류가 흐르지 않을 때 유효한 0 값이 아니라 이상으로 알아챌 수 있습니다.
받는 쪽은 전류를 저항에 흘려 전압으로 바꿔서 읽습니다. 미쓰비시전기 아날로그 입력 모듈 R60AD4는 전류 입력일 때 입력 저항이 250 Ω이라서 4–20 mA가 정확히 1–5 V가 됩니다. AI가 4-20mA를 받을지 1-5V를 받을지는 기기 사양에 따라 달라지므로, 배선을 정하기 전에 확인하세요.
PI/PO: 적산과 위치결정에 쓰는 펄스 신호
PI는 Pulse Input(펄스 입력), PO는 Pulse Output(펄스 출력)의 약어로, 펄스 신호를 주고받는 것을 뜻합니다. 주로 적산 유량이나 적산 전력량을 감시할 때 쓰입니다.
송신 쪽과 수신 쪽이 1펄스당 값(펄스 가중치, 日本語로는 ichi-parusu no omomi)을 미리 정해 두고, 수신 쪽은 펄스가 올 때마다 그 값을 더해 적산값을 냅니다. 1펄스 = 0.1 m³로 정한 유량계에서 1시간에 1,200펄스가 오면 그 1시간의 유량은 120 m³입니다. 그래서 양쪽의 가중치가 다르면 적산값이 그 비율만큼 그대로 틀어집니다.
대표적인 PI/PO 신호는 다음과 같습니다.
- 유량계 펄스 출력 수신(펄스 수 = 유량)
- 엔코더 펄스 입력(위치·회전수 검출)
- 전력량계 펄스(적산 kWh) 감시
- 반송 라인 제품 카운트(광전 센서 연동)
- 스테핑 모터 회전 지령 펄스 출력
- 외부 카운터나 다른 PLC로의 펄스 신호 전달
PO에는 적산값을 다른 기기로 넘기는 용도와 모터가 얼마나 돌지 지령하는 용도가 있으며, 뒤쪽은 PLC 위치결정 모듈이 맡습니다.
수신 쪽에서는 입력이 펄스 속도를 따라갈 수 있는지도 확인하세요. 미쓰비시전기 고속 카운터 모듈은 예를 들어 DC 입력에서 최대 200 kpulse/s(1초에 20만 펄스)까지 셉니다.
일본 신호 리스트(I/O 리스트) 읽는 법
두 기기를 연결할 때는 주고받는 신호를 한 줄에 하나씩 나열한 신호 리스트를 만듭니다. 반 설계, 배선, PLC 프로그램은 모두 이 리스트를 바탕으로 진행됩니다. 제어반 쪽에서 쓴 리스트의 몇 행을 예로 들면 다음과 같습니다.
종류와 방향에 더해, 신호마다 확인할 사양을 한 열로 적습니다.
태그와 사양은 설명용 가상 예입니다. a접점은 평소 열려 있다가 ON일 때 닫히는 접점, b접점은 그 반대입니다.
가장 틀리기 쉬운 것은 방향입니다. 리스트 맨 위에 어느 반 기준의 표기인지 적어 두고, 상대 회사의 리스트와 대조할 때도 가장 먼저 그 점부터 확인하세요.
리스트에서 만나는 일본어 용어
일본 리스트에는 아래와 같은 용어가 한자로, 또는 한자와 영어가 섞인 형태로 자주 나옵니다.
각 용어는 그 행의 배선이나 설정 방법을 바꿉니다.
영어 자료에서는 a접점을 Form A(NO), b접점을 Form B(NC)라고도 부릅니다. 공급사 리스트에 범례가 있으면 그쪽 정의를 확인하세요.
신호 리스트의 태그는 보통 P&ID(배관계장도)의 계기 번호와 맞춥니다. 일본 도면 전반을 읽는 방법이 낯설다면 아래 안내를 참고하세요.
체크리스트: 모든 행에서 맞춰야 할 것
종류와 방향이 맞아도 사양이 어긋나면 기기는 움직이지 않습니다. 각 행을 상대 기기 사양서와 우리 쪽 I/O 모듈 사양서로 대조하세요.
- 기준 방향: 우리 리스트와 상대 리스트가 각각 어느 반 기준으로 쓰였는지
- DI/DO: 무전압 접점인지 유전압 접점인지, 전압과 전류, a접점인지 b접점인지, 유지형인지 펄스형인지
- AI/AO: 레인지(4 mA와 20 mA가 각각 무엇에 대응하는지), 어느 쪽이 루프 전원을 공급하는지
- PI/PO: 1펄스당 값(가중치), 펄스 폭, 최고 주파수
- 태그: P&ID의 계기 번호와 일치하는지
일본 공급사에 보낼 질문
공급사 리스트에 아래 항목이 비어 있다면 반을 제작하기 전에 물어보세요. 다음 질문은 메일에 그대로 붙여 넣어 쓸 수 있습니다.
- 귀사의 신호 리스트는 귀사 반 기준으로 작성되었습니까, 아니면 당사 반 기준입니까? 리스트 맨 위에 명기해 주십시오.
- 각 DI/DO는 무전압 접점입니까, 유전압 접점입니까? 유전압이라면 전압과 전류는 얼마입니까?
- 각 접점은 a접점(NO)입니까, b접점(NC)입니까? 유지형입니까, 펄스형입니까? 펄스형이라면 펄스 폭은 얼마입니까?
- 각 AI/AO에서 4 mA와 20 mA는 각각 어떤 공학 단위 값에 대응합니까? 2선식입니까, 그리고 어느 쪽이 루프 전원을 공급합니까?
- 각 PI/PO의 1펄스당 값(가중치), 최소 펄스 폭, 최고 주파수는 얼마입니까?
- 태그는 P&ID의 계기 번호와 일치합니까?
이 글의 한계
- 모듈 명칭, 정격, 속도는 미쓰비시전기 MELSEC iQ-R 시리즈의 예입니다. 다른 PLC 제조사는 명칭과 값이 다르므로 실제로 쓰는 모듈의 사양서를 확인하세요.
- 어느 쪽이 전압을 공급하는지, 100 V 신호를 쓰는지는 프로젝트와 설계자의 관행에 따라 다릅니다.
- 4–20 mA 신호의 이상 판정 임계값은 수신 기기의 설정이나 계기 사양으로 정해지며, 이 글에서 정하는 것이 아닙니다.
- IEC 61131-2, IEC 60381-1에 대응하는 KS 규격의 번호와 개정판은 이 글에서 확인하지 못했습니다. 필요하면 e나라표준인증 등에서 확인하세요.
- 신호 리스트 예시는 가상의 것입니다.
자주 묻는 질문
DI 신호란 무엇입니까?
DI 신호는 제어반이나 PLC가 외부에서 받는 ON/OFF 신호입니다. 스위치 상태나 기기의 운전 중·고장 여부를 접점이 닫혀 있는지 열려 있는지의 2값으로 알려 줍니다.
PIO·DIO는 PI/PO와 같은 것입니까?
아닙니다. DIO는 Digital I/O의 약어로, 보통 PC에 꽂는 디지털 입출력 보드를 가리킵니다. PIO도 Contec의 PIO 시리즈처럼 보드 형명에 쓰이며, 같은 제조사에는 입력 전용 "PI"와 출력 전용 "PO" 형명도 있습니다. 이들은 ON/OFF 신호용 보드로, 계장에서 펄스를 다루는 PI/PO와는 뜻이 다릅니다.
아날로그 측정값을 DI로 받을 수 있습니까?
그대로는 받을 수 없습니다. DI는 ON인지 OFF인지만 알기 때문입니다. "레벨이 설정값을 넘으면 알리기만 하면 된다"는 경우라면 계기나 경보 유닛의 접점 출력(DO)을 DI로 받는 방법이 있지만, 값 자체가 필요하면 AI로 받습니다.
DI 모듈과 DI 유닛은 무엇이 다릅니까?
이름만 다를 뿐 같습니다. 미쓰비시전기의 일본어 자료는 "입력 유닛"이라고 부르고, 다른 제조사나 일본 밖의 공급사는 "DI 모듈", "입력 카드"라고도 합니다.
출처
- I/O 모듈 종류와 정격: 미쓰비시전기, MELSEC iQ-R 시리즈 I/O 모듈(일본어)
- 모듈 분류: 미쓰비시전기, MELSEC iQ-R 시리즈 모듈 목록(일본어)
- 고속 카운터 속도(200 kpulse/s, DC 입력): 미쓰비시전기, MELSEC iQ-R 고속 카운터 모듈
- R60AD4 입력 레인지와 250 Ω 입력 저항: Mitsubishi Electric Automation, "iQ-R Series Selection Guide: Analog Input Modules"(2019)
- DC 24 V 입력의 IEC 61131-2 ON/OFF 레벨: Beckhoff Application Note DK9222-0909-0008
- 프로세스 제어용 직류 아날로그 신호: IEC 60381-1:1982, Analogue signals for process control systems, Part 1: Direct current signals
- 4–20 mA를 쓰는 이유: Lessons In Industrial Instrumentation, "4 to 20 mA analog current signals"
- a접점 / b접점(NC, 브레이크 접점): Hokuyo Automatic, 용어집(일본어)
- Contec PIO·PI 디지털 I/O 보드: PIO-16/16L(LPCI)H, PI-64L(PCI)H(NTT-X Store 제품 페이지, 일본어)
일본어 원문 기사이 가이드는 일본 독자를 위해 쓴 MONOSCOPE 기사를 바탕으로 했습니다: DI/DO・AI/AO・PI/POとは？信号の種類と方向の違い・使い分けと信号リストの注意点
편집자 소개
MONOSCOPE 편집자FOUNDER & EDITOR플랜트 설비 제조사와 플랜트 엔지니어링 회사에서 약 10년간 설비 제안, 설계, 시운전을 맡은 뒤 디지털 마케팅으로 옮겼습니다. 현재는 B2B 제조기업의 웹 컨설턴트로서 기업이 제품과 기술을 알기 쉽게 설명하도록 돕고 있습니다. 일본 국가자격인 에너지관리사(Energy Manager)와 제3종 전기주임기술자를 보유하고 있습니다.
2017년부터 엔지니어링 블로그를 운영해 500편 이상의 글을 썼고, 구독자 약 2만 명의 일본어 YouTube 채널을 운영합니다. 모든 가이드는 일본 생산 현장의 시각으로 쓰고, 인용한 규격과 대조해 검증합니다.
