绪论

20世纪60年代末，随着现代工业生产自动化水平的日益提高及微电子技术的飞速发展，对工业控制器的要求也越来越高。1968 年，美国通用汽车公司（GM）要求制造商为其装配线提供一种新型的通用程序控制器，并提出10 项招标指标：①编程简单，可在现场修改程序；②维护方便，最好是插件式；③可靠性高于继电器控制柜；④体积小于继电器控制柜；⑤可将数据直接送入管理计算机；⑥在成本上可与继电器控制柜竞争；⑦输入可以是交流115V；⑧输出为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀等；⑨在扩展时，原系统只需很小变更；⑩用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。这就是著名的GM10条。GM10条的提出，直接引发了现代工业的一场技术革命。如果说各种电控制器、电子计算机技术的发展是可编程序控制器出现的物质基础，那么GM10条就是可编程序控制器出现的直接原因。

GM10条提出后，美国数字设备公司（DEC）经过一年多的努力，研制出第一台这种控制器，并在GM公司的汽车生产线上首次应用成功。当时，把这种控制器称为可编程序逻辑控制器（Programmable logic controller，PLC），用来取代继电器控制柜，功能仅限于执行继电器逻辑、定时和计数控制等。

这种控制器出现后，其名称和定义不统一。为此，美国电气制造商协会（National Electrical Manufacturers Association，NEMA）于1980 年正式将其命名为可编程序控制器（Programmable Controller，PC）。其定义为：PC是一种数字式电子装置，它使用了可编程序的存储器以存储指令，用以执行诸如逻辑、顺序、定时、计数及算术运算等功能，并通过数字的或模拟的输入、输出接口控制生产机械或生产过程。

由于个人计算机（Personal Computer）的缩写也为PC，为避免混淆，国内外一些刊物和资料仍将可编程序控制器简称为PLC。本书下面除特殊情况外，一般亦采用PLC这种简称。

l987年2月，国际电工委员会颁布了可编程控制器标准草案第三稿，该草案中对可编程控制器给出的定义是：“可编程控制器是一种数字运算操作系统，专为工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的生产机械和生产过程。可编程序控制器及其外围设备，都按易于与工业系统连成一个整体、易于扩充其功能的原理设计。”按照以上定义，PLC是一种工业用计算机，因而它必须有很强的抗干扰能力，这是与一般的微机系统不同的。其存储器可存储执行多种操作的指令，是可以通过软件编程的控制器，所以又与以往继电接触控制装置有质的区别。它具有控制能力强、操作方便灵活、价格便宜、可靠性高等特点，不仅可以取代传统的继电接触控制系统，还可以构成复杂的工业过程控制网络，是一种适应现代工业发展的新型控制器。

20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入PLC中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了PLC在现代工业中的地位。20世纪80年代初，PLC在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期PLC发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化；世界上生产PLC的国家日益增多，产量日益上升。这标志着PLC已步入成熟阶段。

20世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持在30～40%。在这时期，PLC处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上已取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。

20世纪末期，PLC的发展特点是更加适应现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，PLC在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。

从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于PLC的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，而且会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，PLC和其他工业控制计算机组网构成大型的控制系统是其发展方向。目前的计算机集散控制系统（DCS，Distributed Control System）中已有大量的PLC的应用。伴随着计算机网络的发展，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。