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一、PLC 的产生和定义
1968年美国最大的轿车制作商通用汽车公司（GM）为了适应轿车类型不断更新的需求，并能在竞争剧烈的轿车工业中占有优势，提出要研制一种新型的
工业操控设备来替代继电器操控设备，为此，拟定了10项公开招标的技术要求，即：
1）编程简略，可在现场修正程序。
2）维护便利，最好是插件式。
3）牢靠性高于继电器操控柜。
4）体积小于继电器操控柜。
5）可将数据直接送入办理计算机。
6）在本钱上可与继电器操控柜竞争。
7）输入可所以沟通115V。
8）输出可所以沟通115V，2A以上，可直接驱动电磁阀等。
9）在扩展时，原有体系只需很小变更。
10）用户程序存储器容量至少能扩展到4K。
依据招标的技术要求，第二年，美国数字设备公司（DEC）研制出了国际上第一台PLC，并在通用轿车公司主动设备线上试用成功。这种新型的工控设备，以其体积小、可变性好、牢靠性高、运用寿命长、简略易懂、操作维护便利等一系列长处，很快就在美国的许多行业里得到推广运用，也受到了国际上许多国家的高度重视。1971年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了他们的第1台PLC。1973年，西欧国家也研制出他们的第1台PLC。而我国也从1974年开端研制了相应的产品，并于1977年开端运用于工控范畴。
前期的PLC上选用了计算机的规划思维，但功用上比较简略，只能完成次序操控，仅有逻辑运算等简略功用，所以人们将它称为可编程逻辑操控器（Programmable Logic Controller）简称为PLC。
到了20世纪70年代末至20世纪80年代初期，微处理器日趋老练，PLC的处理速度也大大进步，一起添加了许多功用。例如：在软件方面，坚持了原有的逻辑运算、计时、计数等功用的基础上，还添加了算术运算、数据处理、网络通讯、自确诊等功用；在硬件方面，在坚持原有的开关量模块的基础上，还添加了模仿量模块、长途I/O模块以及各种特殊功用的模块，并扩展了存储器的容量，并且还供给一定数量的数据寄存器，因而功用上有了较大的进步，为此，美国电气制作协会将可编程序逻辑操控器正式命名为可编程序操控器（Programmable Controller），简称PC。但由于PC简单和个人计算机PC（Personal Computer）混杂，所以人们仍适应地用PLC作为可编程序操控器的简称。
1985年，国际电工委员会（IEC）对PLC作了如下定义：可编程序操控器是一种数字运算操作电子体系，专为在工业环境下运用而规划。它选用了可编程序的存储器，用来在其内部存储履行逻辑运算、次序操控、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模仿的输入和输出，操控各种类型的机械或生产进程。可编程序操控器及其有关的外围设备，都应按易于与工业操控体系构成一个全体、易于扩展其功用的原则规划。
二、PLC的特色
20世纪70年代中晚期，可编程逻辑操控器进入实用化发展阶段，计算机技术全面引进可编程操控器中，使其功用发作了腾跃。其更高的运算速度、超小型的体积、更牢靠的工业抗干扰规划、模仿量运算、PID功用以及其极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。具体来讲，PLC具有以下几个特色。
1、牢靠性高，抗干扰能力强
工业生产一般对操控设备的牢靠性要求很高，并且要有很强的抗干扰能力。PLC在规划进程中，就遵从了最严格的电磁兼容的规划规范，其主要模块均选用大规划和超大规划集成电路，I/O体系规划有完善的通道维护电路。在结构规划上对耐热、防潮、防尘、抗震等都有准确的考虑，在硬件上选用隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰办法，在软件上选用数字滤波等办法，保证其能在恶劣的工业环境中牢靠的作业。而PLC的均匀无故障时刻也可以到达数万小时以上，并具有较强的自我确诊和维护功用，已被公认为最牢靠的工业操控设备之一。
2、硬件齐全，适应性强，运用便利
PLC是通过履行用户程序完成操控的。当操控要求发作改动时，只需求修正程序即可，最大极限地缩短了工艺更新所需求的时刻。别的，PLC的产品已规范化、系列化、模块化，PLC及配套产品的模块种类多，用户可以灵活便利地进行体系配置，组合成各种不同规划、不同功用的操控体系。别的，在PLC操控体系中，只需在PLC的端子上接入相应的输入/输出信号线即可，并且无需随着程序的修正而修正，节省了很多的查线、改线时刻，并且PLC有较强的带负载能力，可以直接驱动一般小型的电磁阀和沟通接触器，也可以通过继电器来连接大型的用电设备。
3、编程直观、易学易会
PLC供给了多种编程言语，可依据编程者的喜爱和实践运用来挑选，其间梯形图运用最遍及。PLC是面向用户的设备，梯形图与继电原理图类似，这种编程言语形象直观，易学易懂，不需求专门的计算机常识和言语，PLC的规划者充沛考虑到现场工程技术人员的技术和适应，因而PLC程序的编制选用梯形图的简略指令形式。现场工程技术人员可在短时刻内学会运用。用户在购买PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和进行简易的用户程序编制作业，就可灵活便利地将PLC运用于生产实践。
4、体积小，体系的规划、设备、调试作业量小，维护便利
PLC用软件替代了继电器操控体系中很多的中心继电器、时刻继电器、计数器等器材，使得本身以及整个操控体系体积大为减小，并且使外围操控柜的规划、设备、接线作业量大为削减。一起PLC的用户程序大部分可以在实验室进行模仿调试，模仿调试好后再将PLC操控体系设备到生产现场，进行联机调试，既安全，又便利便利。
PLC的故障率很低，并且有完善的自确诊和显现功用。当发作故障时，可以依据PLC的状况指示灯显现或编程器供给的信息敏捷查找到故障原因，排除故障，维护便利。
三、PLC的分类
PLC可以依照多种办法进行分类，但一般状况下，可以依照以下两种办法进行区分：
1、按I/O点数分类
PLC所能接收的输入信号和输出信号数量别离称为PLC的输入点数和输出点数。其输入、输出点数的数目之和称为PLC的输入/输出点数，简称I/O点数。I/O点数是挑选PLC的重要依据之一。
一般来说，PLC操控体系处理的I/O点数较多时，则操控联系比较复杂，用户要求的程序存储器容量也较大，要求PLC指令及其他功用比较多。按PLC输入、输出点数的多少可将PLC分为以下3类。
1.1 小型PLC
小型PLC输入、输出总点数一般在256点以下，用户程序存储器容量在16K字节左右。小型PLC的功用一般以开关量操控为主，合适单机操控和小型操控体系。
1.2 中型PLC
中型PLC的输入、输出总点数在256~1K点之间，用户程序存储器容量到达8M字节左右。中型机适用于组成多机体系和大型操控体系。
1.3 大型PLC
大型PLC的输入、输出总点数在1K以上，用户程序存储器容量到达64M字节以上。大型机适用于组成分布式操控体系和整个工厂的集散操控网络。
上述区分没有一个十分严格的边界，随着PLC技术的飞速发展，一些中小型PLC也具备中型或大型PLC的功用，这也是PLC的发展趋势。
2、按结构形式分类
依照PLC 的结构特色可分为全体式、模块式两大类。
2.1 全体式结构
把PLC的CPU、存储器、输入/输出单元、电源等集成在一个基本单元中，其结构紧凑，体积小，本钱低，设备便利。基本单元上设有扩展端口，通过电缆与
扩展单元相连，可配接特殊功用模块。微型和小型PLC一般为全体式结构。
2.2 模块式结构
模块式结构的PLC由一些模块单元构成，这些规范模块包含CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块和各种特殊功用模块等。运用时将这些模块插在规范机架内即可。各模块功用是独立的，外形尺寸是一致的。模块式PLC的硬件组态便利灵活，设备和修理便利，易于扩展。
现在，中、大型PLC多选用模块式结构形式，如西门子的S7-300和S7-400系列。
四、PLC的运用
现在，PLC在国内外已广泛运用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制作、轿车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，随着其性能价格比的不断进步，运用的规模还在不断扩展。整体来讲，PLC的运用大致可概括为以下几类。
1、开关量的逻辑操控
这是PLC最基本、最广泛的运用范畴。PLC的逻辑操控替代传统的继电体系操控电路，完成逻辑操控、次序操控，既可用于单机操控，也可用于多机群控及主动化生产线的操控等。如机床电气操控、设备生产线、电梯操控、冶金体系的高炉上料体系以及各种生产线的操控。
2、运动操控
PLC可以用于圆周运动或直线运动的操控。现在，大多数的PLC制作商都供给拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴方位操控模块，这一功用可广泛用于各种机械，如金属切削机床、金属成型机床、机器人、电梯等。
3、进程操控
进程操控是指对温度、压力、流量、速度等接连变化的模仿量的闭环操控。PLC选用相应的A/D和D/A转化模块及各式各样的操控算法程序来处理模仿量，完成闭环操控。PID调理是一般闭环操控体系中用得较多的一种调理办法。进程操控在冶金、化工、热处理、锅炉操控等场合有十分广泛的运用。现代的大、中型PLC一般都有闭环PID操控模块，这一功用可以用PID子程序来完成，而更多的是运用专用PID模块来完成。
4、数据处理
PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转化、排序、查表、位操作等功用，可以完成数据的收集、剖析及处理。这些数据可以通过通讯接口传送到指定的智能设备进行处理，或将它们打印备用。数据处理一般用于大型操控体系，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型操控体系。
5、通讯及联网
PLC通讯包含PLC相互之间、PLC与上位机、PLC与其他智能设备间的通讯。PLC与其他智能操控设备一起，可以构成“会集办理，涣散操控”的分布式操控体系，满意工厂主动化体系发展的需求。
五、PLC的发展现状
现在，随着大规划和超大规划集成电路等微电子技术的发展，PLC已由开始一位机发展到现在的以16位和32位微处理器构成的微机化PC，并且完成了多处理器的多通道处理。现在，PLC技术已十分老练，不只操控功用增强，功耗和体积减小，本钱下降，牢靠性进步，编程和故障检测更为灵活便利，并且随着长途I/O和通讯网络、数据处理以及图画显现的发展，使PLC向用于接连生产进程操控的方向发展，成为完成工业生产主动化的一大支柱。
现在，国际上有200多家PLC生产厂家，400多种类的PLC产品，按地域可分红美国、欧洲和日本等三个门户产品，各门户PLC产品都各具特色。其间，美国有100多家PLC厂商，闻名的有A-B（Allen-Bradley）公司、通用电气（GE）公司等。欧洲PLC产品闻名的制作商有德国的西门子（SIEMENS）公司、法国的施耐德公司等。日本也有许多PLC制作商，如三菱、欧姆龙、松下、富士等，韩国的三星（SAMSUNG）、LG等，这些生产厂家的产品占有全球80%以上的PLC市场份额。
通过多年的发展，国内PLC生产厂家也到达有30家。但国内PLC运用市场仍然以国外产品为主。不过，国内公司在发展PLC事务时有较大的竞争优势，如：需求优势、产品定制优势、本钱优势、方针优势等等。
六、PLC的发展趋势
随着PLC运用范畴日益扩展，PLC技术及其产品结构都在不断改进，功用日益强大，性价比越来越高。
1、在产品方面，向高处理速度、大容量发展
一方面，大力发展速度更快、性价比更高的小型和超小型PLC，以适应单机及小型主动操控的需求。另一方面，向高速度、大容量、技术完善的大型PLC方向发展。随着复杂体系操控的要求越来越高和微处理器与计算机技术的不断发展，人们对PLC的信息处理速度要求也越来越高，要求用户存储器容量也越来越大。
2、向通讯网络化、实时化发展
PLC网络操控是当时操控体系和PLC技术发展的潮流。PLC与PLC之间的联网通讯、PLC与上位计算机的联网通讯已得到广泛运用。现在，PLC制作商都在发展自己专用的通讯模块和通讯软件以加强PLC的联网能力。各PLC制作商之间也在协商指定通用的通讯规范，以构成更大的网络体系。别的，随着实时性操控需求的不断添加，各大厂商关于实时性网络的研制投入也在不断地添加。相应的规范都在拟定中，例如西门子的ProfiNet实时以太网规范现已正式成为我国的国家规范。
3、体系向集成化发展
多种编程言语的并存、互补与发展是PLC软件前进的一种趋势。 PLC厂家在使硬件及编程东西换代频频、丰厚多样、功用进步的一起，逐渐使PLC的基本部件，包含输入输出模块、通讯协议、编程言语和编程东西等方面的技术规范化和规范化，并逐渐进行一致和精简，使得用户选用相同的软件、硬件渠道，就可以完成从上位机到操控器再到履行机构等设备的编程、组态和调试，进步体系的集成度，进步体系集成功率，削减用户工程实施的作业量和体系维护的作业量。
4、向大数据收集、节能、高效的体系运用发展
节能高效是未来主动化发展的方向。现在PLC本身的模板现已可以供给节能功用，而PLC体系则会向着易于进行大数据收集、节能高效、按需生产的方向发展。未来的PLC及工控体系将愈加易于操作、愈加智能、易于维护，从而完成节省能效，按需生产的未来主动化发展的方针。
