一直以来，可编程序控制器简称PLC在工业自动化控制方面发挥着巨大作用，为各种各样的自动化控制设备提供了广泛、可靠的控制应用。PLC主要能够为自动化控制应用提供安个可靠和比较完善的解决方案，适合当前自动化工业企业的需要。随着计算机技术和通信技术的发展，工业控制领域有了翻天覆地的变化，而PLC不断地采用新技术以及增强系统的开放性，在工业自动化领域中的应用范围不断扩大。PLC将计算机技术、自动控制技术和通讯技术融为一体，成为实现单机、车间、工厂自动化的核心设备，其具有可靠性高、抗干扰能力强、组合灵活、编程简单、维修方便等诸多优点。随着技术的进步，其控制功能由简单的逻辑控制、顺序控制发展为复杂的连续控制和过程控制，成为自动化领域的三大技术支柱。特别是在机器人、CAD/CAM方面有着广泛的应用，主要应用的技术领域有：顺序控制、过程控制、位置控制、生产过程的监控和管理、结合网络技术等。把PC中的技术，如视窗操作系统和网络等向PLC领域融合、渗透和集成的技术称为PLC的商业技术。近年来PC在自动化中的应用领域也在扩大(如用计算机的CNC和DCS等)，把PC技术作为一种补充技术用于PLC中，集成起来，目的是嵌入应用，是软控制器，能实现实时延伸，它只用廉价的芯片组就可进行浮点运算。
可编程控制器（PLC）是一种数字运算与操作的控制装置。PLC作为传统继电器的替代产品，广泛应用于工业控制的各个领域。由于PLC可以用软件来改变控制过程，并有体积小，组装灵活，编程简单，抗干扰能力强及可靠性高等特点，特别适用于恶劣环境下运行。
长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自
动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。面对来自工业PC等的冲击，PLC需要解决的问题依然是新技术的采用、系统开放性和价格。
1968年，美国通用汽车公司（GM）根据市场形势与生产发展的需要，提出了“多品种、小批量、不断翻新汽车品牌型号”的战略。要实现这个战略决策，依靠原有的工业控制装置显然不行，而必须有一种新的工业控制装置，它可以随着生产品种的改变，灵活方便地改变控制方案以满足对控制的不同要求。
1969年，著名的美国数字设备公司（DEC）根据GM的功能要求，研制出了这种新的工业控制装置，并在GM公司的一条汽车自动化生产线上首次运行取得成功。根据这种新型工业控制装置可以通过编程改变控制方案这一特点，以及专门用于逻辑控制的情况，称这种新的工业控制装置为可编程序控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC。
从1968年到现在，PLC经历了四次换代：第一代PLC大多用一位机开发，用磁芯存储器存储，只有逻辑控制功能。在第二代PLC产品中换成了8位微处理器及半导体存储器，PLC产品开始系列化。第三代PLC产品随着高性能微处理器及位片式CPU在PLC中大量使用，PLC的处理速度大大提高，从而促使它向多功能及联网通信方向发展。第四代PLC产品不仅全面使用16位、32位高性能微处理器，高性能位片式微处理器，RISC（Reduced instruction set computer）精简指令系统CPU等高级CPU，而且在一台PLC中配置多个处理器，进行多通道处理。同时生产了大量内含微处理器的智能模板，使得第四代PLC产品成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能的真正名符其实的多功能控制器。同一时期，由PLC组成的PLC网络也得到飞速发展。PLC与PLC网络成为工厂企业中首选的工业控制装
置，由PLC组成的多级分布式PLC网络成为CIMS（computer-integrated manufacturing system）系统不可或缺的基本组成部分。人们高度评价PLC及其网络的重要性，认为它是现代工业自动化的三大支柱之一。 二．PLC在工业中应用的的特点
1）控制功能的实现 PLC 控制系统采用存储器逻辑通过编制的程序软接线方式 来实现控制功能只需改变存储在存储器中国农业工程学会2007年学术年会论文集 中程序就能改变其控制逻辑。其接线少、体积小并且PLC 中每支软继电器的触点数目在理论上无限制因此其灵活性和扩展性很好
2）工作方式 PLC控制系统中各继电器都处于周期性循环扫描接通之中从宏观上看每个继电器受制约接通的时间是短暂的
3)控制速度 PLC 控制系统由程序指令控制半导体电路来实现控制速度极快一般一条用户指令的执行时间在微秒数量级。并且PLC 内部还有严格的同步不会出现抖动问题
4）限时控制 PLC 控制系统使用半导体集成电路作定时器时基脉冲由晶体振荡器产生精度相当高并且定时时间不受环境的影响。用户可根据需要在程序中设定定时值然后由软件和硬件计数器来控制定时时间。
5)计数及其他特殊功能 PLC 控制系统能实现计数及其他特殊功能。 6)可靠性和可维护性 PLC控制系统采用微电子技术大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成体积小寿命长可靠性很高。并且其内部具有自诊断功能易于维护。
7)设计和施工 用PLC 控制系统完成一项控制工程在系统设计完成以后现场施工和控制逻辑的设计包括梯形图设计,可以同时进行周期短且调试、修改都
很方便。
三．PLC在自动化控制系统中的应用
自动化系统中所使用的各种类型PLC，有的是集中安装在控制室，有的是分散安装在生产现场的各单机设备上，虽然它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中，但PLC是专门为工业生产环境而设计的控制装置，在设计和制造过程中采用了多层次抗干扰和精选元件措施，故具有较强的适应恶劣工业环境的能力、运行稳定性和较高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用。
高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类:
a)
开关量的逻辑控制：这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设
备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等；模拟量控制：在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制；
b)
运动控制：PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合;
c)
过程控制:过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。
作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用；数据处理：现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大
型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统；通信及联网：PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。 四．PLC在电气控制领域的
随着计算机技术、微电子技术以及数字化通信技术的飞快发展，可编程序控制器（PLC）产品结合类计算机产业中最先进的技术手段以及电气自动化控制的重要理论，在其性能指标及功能上进一步完善并丰富，打破了传统的PLC概念，在电气控制领域的发展范围越来越大。
可编程序控制器（PLC）在电气控制中的应用表现在一下几个方面： 1）开关量逻辑的控制
这是PLC控制技术中最基本、最广泛的应用领域。替代了传统的继电器电路，并同时实现顺序控制及逻辑控制，既适用于单台设备的控制，也可以应用于自动化流水线中，如生产线、组合机床、磨床、镗床和龙门刨床等。
2）控制模拟量
在实际工业生产过程中，会出现很多连续变化的物理量，如温度、速度、流量、液位、压力等模拟量。这些模拟量可通过数字量之间D/A转换和A/D转换得以实现，确保编程器对模拟量实现处理。
3)集中式控制系统
集中式控制系统主要采用一台功能较强大的PLC监视系统、对多个设备进行控制，已形成“中央集中式”的计算机控制体系。在该项系统中，每个设备之间
的连锁、联络关系以及运行顺序等都由中央PLC来统一完成。可见，集中式控制系统比单机控制系统的成本低，更经济实惠。但如果其中一个控制对象的程序需要做出改变，就要停止中央PLC的控制，同时其他控制对象也随之停止运行。
4)分散控制系统
在分散控制系统中，每一个控制对象都需要设置一台PLC，每台PLC之间能通过信号的传递而产生内部响应、发令或连锁等，或者可由上位机通过数据通信总线完成通信任务。分散控制系统中采取多台机械生产线控制的方式，每条生产线之间都有数据相连接，由于每个控制对象都是由自身的PLC来控制，所以如果某台PLC运行停止，对其他PLC不会产生影响。随着技术的不断进步，目前可由PLC承担底层的控制任务，通过网络连接，将PLC和过程控制二者结合。
5）运动控制
PLC能够对圆周运动或者直线运动进行控制。在控制机构的配置中，过去进行的为直接应用于传感器及执行机构中，而现在则可以采取专用的运动控制模块。例如多轴位置的控制模块、伺服电机其单轴、可驱动步进电机等，PLC可广泛应用于机器人、机械、电梯、机床等多种场合。
6）数据处理的应用
PLC在数据处理过程中，具备数据传送、数据转换、数学运算、查表、排序及操作等功能，并完成对数据的采集、分析与处理。这些数据可以与存储于存储器中的数据同时具备参考价值，并完成控制操作。另外，这些数据也可以通过通信功能的实现而传输到智能装置中，或者打印成表。目前数据处理多应用于大型控制系统中，如过程控制系统、柔性制造系统等。
由上可见，在指定范围内，可编程序控制器以其高性能价格取胜，并凭借其
适应性强、可靠性高、使用方便等突出特点在自动化控制领域广泛应用。再加上PLC制造成本的不断下降、功能的不断加强，已成为工业企业的首选设备。 五．PLC在工业上的发展前景
工业自动化生产线的首要目标是保证产品质量，生产过程不可能进行过多的人工干预，产品质量的保证只能依赖在线质量检测设备和仪器，监视产品质量参数，为控制器提供准确的测量值和检测状态。长期以来PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。
在企业方面，国内企业经过多年的努力，工业过程控制经过继电器控制，PLC控制、集中监控，到现在的工业现场总线控制技术和管控一体化控制系统，为国内企业自动化、信息化打下了良好的基础。如今，工业企业现代化改造的方向是全而实现企业的自动化向信息化方向发展，现代工业企业自动化的特征是自动控制技术、物流技术、信息技术的综合应用。为了满足企业提出的提质降耗、精细加工、小批多品、开发新品、管理控制结合的新需求，企业自动控制技术的发展趋势向着网络化、智能化、数字化发展，并且向实时在线质量检测、实时数据自动采集、设计调试手段和工具、故障自诊断技术、数据自动管理等一系列先进技术发展。PLC在工业中的应用战友越来越爱的比例，发展前景也很可观。
前景一 PLC将会成为过程控制领域内的日用品将会成为过程控制领域内的日用品将会成为过程控制领域内的日用品将会成为过程控制领域内的日用品
仅仅从PLC系统价格正在逐渐降低的理由进行推理，尤其在低端应用方面，PLC将会成为这一领域的日用品。由于PLC系统最小模件单元的价格也只不过
100美元，甚至更低，即使这些模件出现故障，工业用户从心理上已经感觉不到是否还值得重新修理。
许多工业用户直接采取了抛弃出现故障的模件，进而换上一块新模件的处理方式，因为重新修理这样的故障模件也许会花费同样甚至更多的费用。 相反，我们不要被低价格所愚弄。一些小型甚至超小型PLC系统已经向工业用户提供了模拟量I/O、PID控制回路、通信接口，甚至与企业网络系统相连接的现场总线。具有14个通道的I/O和4个PID控制回路的PLC系统，其价格才99美元，这种产品非常适合小系统控制应用的需要一些PLC供应商依托强大的应用市场继续发展小型PLC产品，甚至大量的工业用户已经将其看作是低端应用市场上的日用品。PLC供应商需要充分考虑的问题是他们不仅仅要供应硬件产品，还必须采取相应的措施为工业用户解决工程师可用的组态工具、故障诊断技术、网络通信能力以及除基本自动化硬件以外的附加软件包的适用性能
前景二 驾御现场设备级控制
随着通信技术的进一步发展，有可能利用通信系统将控制功能形成闭环过程控制，因为越来越多的控制计算机已经嵌入了I/O系统。
例如，Rockwell自动化公司所推出的DeviceLogix充分应用了模件技术，能够被完全集成到工厂底层现场过程控制设备中去，为现场设备级提供了低价格过程控制应用。DeviceLogix还提供了简单化独立过程控制应用特点和性能，诸如单个应用条件、事件侦测、报警管理和布尔逻辑运算等，减轻了具有较多控制任务的控制系统主控制器，甚至是最低级过程控制设备的负担。首先推出的过程控制产品是A-B公司的1792/1792D系列、ArmorBlockMaXumI/O系列、1791DCompactBlockI/O系列、1799嵌入式I/O系列，以及800EDeviceNet局
部操作站和DeviceNet辅助软起动器系列。
Festo公司也已经将PLC技术嵌入到其气调节阀产品中。该公司新近推出的SB6产品在这一领域得到了很好的应用。另外，它提供了与A-B公司SLC-500相同的技术特点，通过便携和远程等增加了数字量的模拟量I/O系列模件通道。SB6还提供了一个兼容于DeviceNet的电子式节点，能够与DeviceNet数据采集器集成在一起，百且介于电子模件和气动模件之间，为各种应用功能提供了PLC逻辑控制。
VMIC公司同样也推出了增强型版本的DIN架装式IOMaxPC控制器，即VIOMAX-8450。现在该控制器已经采用了300MHz的MMX微处理器芯片，而且仍然采用基于IEC61131-3标准的IOWorks控制组态工具软件包进行编程设计。
前景三 替代嵌入式控制器替代嵌入式控制
据相关调查报告显示，现在对于低端PLC市场的争夺仍在继续进行，这也进一步促进了PLC的发展。随着微型和超微型PLC技术的发展和数量的增长，它们已经开始进入到新的应用领域。
例如，微型PLC已经开始替嵌入式控制器的工作内容。像Omron公司已经察觉到这一技术发展的新动向，并逐渐计划将其产品应用于商业器具、饮料分发设备以及商业、工业等。这些行业之所以正在应用微型PLC，正是由于它具有卓越的灵活性、市场开发周期短、适应性强、竞争性的价格等一系列优点所至。
对于PLC或者嵌入式控制器的选择主要依赖于它们的体积大小，尤其是如果需要特殊功能时，嵌入式控制器的缺陷就逐渐显露出来了。尽管嵌入式控制器具有很低的价格，但其中仍然包含了质量控制、维修以及服务等方面的价格。
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