PLC(可編程序控制器)可以取代傳統的“繼電器-接觸器”控制系統實現邏輯控制、順序控制、定時、計數等各種功能，中大型高檔PLC還能像微型計算機那樣進行數字運算、數據處理、模擬量調節(jié)及聯網通信等。它具有通用性強、可靠性高、指令系統簡單、編程簡便易學、易于掌握、體積小、維修工作量少、現場連接方便等一系列顯著優(yōu)點，已廣泛應用于機械制造、機床、冶金、采礦、建材、石油、化工、汽車、電力、造紙、紡織、裝卸、環(huán)境保護等各行各業(yè)，尤其在工程設計中的開發(fā)應用更是越來越廣泛。在工業(yè)應用領域，PLC與數控機床、工業(yè)機器人、CAD/CAM并稱為現代工業(yè)技術的四大支柱并躍居第一位，已成為改造和研發(fā)機電一體化產品最理想的首選控制器;其應用的深度和廣度也代表著一個國家工業(yè)現代化的先進程度。要快速有效地開發(fā)應用PLC技術，就應該首先從整體上認識和掌握有關這種新型工業(yè)控制器的結構組成、功能特點、工作原理、編程語言及在工程中的應用等技術知識。

  1. 繼電器-接觸器控制系統

  眾所周知，制造業(yè)中使用的生產設備與生產過程的控制，一般都需要通過工作機構、傳動機構、原動機以及控制系統等部分實現。特別是當原動機為電動機時，還需要對電動機的啟/制動、正/反轉、調速與定位等動作進行控制。生產設備與生產過程的電器操作與控制部分，稱為電氣自動控制裝置或電氣自動控制系統。

  作為常用電氣自動控制系統的一種，人們習慣于把以繼電器、接觸器、按鈕、開關等為主要器件所組成的邏輯控制系統稱為“繼電器-接觸器控制系統”。

  “繼電器-接觸器控制系統”的基本特點是結構簡單、生產成本低、抗干擾能力強、故障檢修直觀方便、適用范圍廣。因此，直到今天"繼電器-接觸器控制系統"仍是工業(yè)自動控制領域最基本的控制系統之一。

  但是，由于“繼電器-接觸器控制系統”的控制元件(繼電器、接觸器)均為獨立元件，它決定了系統的“邏輯控制”與“順序控制”功能只能通過控制元件間的不同連接實現，因此，它不可避免地存在以下不足：①可靠性差，使用壽命較短，排除故障困難;②通用性、靈活性差，總體成本較高;③體積大. 材料消耗多;④運行費用高，噪聲大;⑤在精確定時、計數等方面的功能不完善，影響了系統的整體性能，它只能用于對定時要求不高、計數簡單的場合;⑥不具備現代工業(yè)控制所需要的數據通息、網絡控制等功能。

  正因為如此，"繼電器-接觸器控制系統"已難以適應現代工業(yè)復雜多變的生產控制要求與生產過程控制集成化、網絡化需要。

  2. PLC的誕生

  到了20世紀60年代末，有人這樣設想;能否把計算機通用、靈活、功能完善的特點與“繼電-接觸器控制系統”的簡單易懂、使用方便、生產成本低的特點結合起來，生產出一種而向生產過程順序控制，可利用簡單語言編程，能讓完全不熟悉計算機的人也能方便使用的控制器呢?

  這一設想最早由美國最大的汽車制造商——通用汽車公司(GM公司)于1968年提出。當時，該公司為了適應汽車市場多品種、小批量的生產需求，需要解決汽車生產線“繼電器-接觸器控制系統”中普遍存在的通用性、靈活性差的問題，提出了對一種新穎控制器的十大技術要求，并面向社會進行招標。十大技術要求具體是：①編程方便，且可以在現場方便地編輯、修改控制程序;②價格便宜，性能/價格比要高于繼電器系統;③體積要明顯小于繼電器控制系統;④可靠性要明顯高于繼電器控制系統;⑤具有數據通信功能：⑥輸入可以是ACI15V;⑦輸出驅動能力在ACI15V/2A以上;⑧硬件維護方便，最好采用"插接式"結構;⑨擴展時，只需要對原系統進行很小的改動;⑩用戶存儲器容量至少可以擴展到4KB。

  這就是著名的"GM十條"。這些要求的實質內容是提出了將"繼電器-接觸器"控制系統的簡單易懂、使用方便、價格低廉的優(yōu)點與計算機的功能完善、靈活性、通用性好的優(yōu)點結合起來，將“繼電器-接觸器"控制系統的硬件連線邏輯轉變?yōu)橛嬎銠C的軟件邏輯編程的設想。

  根據以上要求，美國數字設備公司(DEC公司)在1969年首先研制出了全世界第一臺可編程序控制器，并稱之為"可編程序邏輯控制器"(Programmable Logic Controller，簡稱PLC)。該樣機在GM公司的應用獲得了成功。此后，PLC得到了快速發(fā)展，并被廣泛用于各種開關量邏輯運算與處理的場合。

  早期PLC的硬件主要由分立元件與小規(guī)模集成電路構成，它雖然采用了計算機技術，但指令系統、軟件與功能相對較簡單，一般只能進行邏輯運算的處理，同時通過簡化計算機的內部結構與改進可靠性等措施，使之能與工業(yè)環(huán)境相適應。

  3. PLC的迅猛發(fā)展

  PLC技術隨著計算機和微電子技術的發(fā)展而迅猛發(fā)展，由最初的一位機發(fā)展為8位機。隨著微處理器CPU和微型計算機技術在PLC中的應用，形成了現代意義上的PLC。進入20世紀80年代以來，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術的迅猛發(fā)展，以16位和32位微處即器構成的微機化PLC得到了驚人的發(fā)展，使PLC在概念、設計、性能價格比以及應用等方面都有了新的突破?？偨YPLC的發(fā)展歷程，大致經歷了五個階段。

  1) 初級階段。從第一臺PLC問世到20世紀70年代中期。這個時期的PLC功能簡單，主要完成一般的繼電器控制系統的功能，即順序邏輯、定時和計數等，編程語言為梯形圖。

  2) 崛起階段。從20世紀70年代中期到80年代初期。由于PLC在取代“繼電-接觸器”控制系統方面的卓越表現，所以自從它在電氣自動控制領域開始普及應用后使得到了飛速的發(fā)展。這個階段的PLC在其控制功能方面增強了很多，例如數據處理、模擬量的控制等。

  3) 成熟階段。從20世紀80年代初期到90年代初期。這之前的PLC主要是單機應用和小規(guī)模、小系統的應用：但隨著對工業(yè)自動化技術水平、控制性能和控制范圍要求的提高，在大型的控制系統(如冶煉、飲料、造紙、煙草、紡織、污水處理等)中，PLC也展示出了其強大的生命力。對這些大規(guī)模、多控制器的應用場合要求PLC控制系統必須具備通信和聯網功能。這個時期的PLC順應時代要求，在大型的PLC中一般都擴展上了遵守一定協議的通信接口。

  4) 飛速發(fā)展階段。從20世紀90年代初期到90年代末期。由于對模擬量處理功能和網絡通信功能的提高，PLC控制系統在過程控制領域也開始大面積使用。隨著芯片技術、計算機技術、通信技術和挖制技術的發(fā)展，PLC的功能得到了進一步的提高?，F在PLC不論從體積、人機界面功能、端子接線技術方面，還是從內在的性能(速度、存儲容量等)、實現的功能(運動控制、通信網絡、多機處理等)方面都遠非過去的PLC可比。從20世紀80年代以后，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直都保持在30%~40%。

  5) 開放性、標準化階段。從20世紀90年代中期以后。其實關于PLC開放性的工作在20世紀80年代就已經展開，但由于受到各大公司利益的阻撓和技術標準化難度的影響，這項工作進展得并不順利。所以、PLC誕生后的近30年時間里，各種PLC通信標準、編程語言等方面都存在著不兼容的地方，這為在工業(yè)自動化中實現互換性、互操作性和標準化都帶來了極大的不便，現在隨著PLC國際標準IEC61131的逐步完善和實施，特別是IEC61131-3標準編程語言的推廣，使得PLC真正走入了一個開放性和標準化的新時代。

  4. PLC進一步的飛速發(fā)展趨勢

  PLC總的發(fā)展趨勢是向高集成度、小體積、大容量、高速度、易使用、高性能、信息化、軟PLC、標準化，以及與現場總線技術緊密結合等方向發(fā)展。