緒論

20世紀60年代末，隨著現代工業生產自動化水平的日益提高及微電子技術的飛速發展，對工業控制器的要求也越來越高。1968 年，美國通用汽車公司（GM）要求制造商為其裝配線提供一種新型的通用程序控制器，并提出10 項招標指標：①編程簡單，可在現場修改程序；②維護方便，最好是插件式；③可靠性高于繼電器控制柜；④體積小于繼電器控制柜；⑤可將數據直接送入管理計算機；⑥在成本上可與繼電器控制柜競爭；⑦輸入可以是交流115V；⑧輸出為交流115V、2A以上，能直接驅動電磁閥等；⑨在擴展時，原系統只需很小變更；⑩用戶程序存儲器容量至少能擴展到4KB。這就是著名的GM10條。GM10條的提出，直接引發了現代工業的一場技術革命。如果說各種電控制器、電子計算機技術的發展是可編程序控制器出現的物質基礎，那么GM10條就是可編程序控制器出現的直接原因。

GM10條提出后，美國數字設備公司（DEC）經過一年多的努力，研制出第一臺這種控制器，并在GM公司的汽車生產線上首次應用成功。當時，把這種控制器稱為可編程序邏輯控制器（Programmable logic controller，PLC），用來取代繼電器控制柜，功能僅限于執行繼電器邏輯、定時和計數控制等。

這種控制器出現后，其名稱和定義不統一。為此，美國電氣制造商協會（National Electrical Manufacturers Association，NEMA）于1980 年正式將其命名為可編程序控制器（Programmable Controller，PC）。其定義為：PC是一種數字式電子裝置，它使用了可編程序的存儲器以存儲指令，用以執行諸如邏輯、順序、定時、計數及算術運算等功能，并通過數字的或模擬的輸入、輸出接口控制生產機械或生產過程。

由于個人計算機（Personal Computer）的縮寫也為PC，為避免混淆，國內外一些刊物和資料仍將可編程序控制器簡稱為PLC。本書下面除特殊情況外，一般亦采用PLC這種簡稱。

l987年2月，國際電工委員會頒布了可編程控制器標準草案第三稿，該草案中對可編程控制器給出的定義是：“可編程控制器是一種數字運算操作系統，專為工業環境下應用而設計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的生產機械和生產過程。可編程序控制器及其外圍設備，都按易于與工業系統連成一個整體、易于擴充其功能的原理設計?！卑凑找陨隙x，PLC是一種工業用計算機，因而它必須有很強的抗干擾能力，這是與一般的微機系統不同的。其存儲器可存儲執行多種操作的指令，是可以通過軟件編程的控制器，所以又與以往繼電接觸控制裝置有質的區別。它具有控制能力強、操作方便靈活、價格便宜、可靠性高等特點，不僅可以取代傳統的繼電接觸控制系統，還可以構成復雜的工業過程控制網絡，是一種適應現代工業發展的新型控制器。

20世紀70年代中末期，可編程控制器進入實用化發展階段，計算機技術已全面引入PLC中，使其功能發生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業抗干擾設計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了PLC在現代工業中的地位。20世紀80年代初，PLC在先進工業國家中已獲得廣泛應用。這個時期PLC發展的特點是大規模、高速度、高性能、產品系列化；世界上生產PLC的國家日益增多，產量日益上升。這標志著PLC已步入成熟階段。

20世紀80年代至90年代中期，是PLC發展最快的時期，年增長率一直保持在30～40%。在這時期，PLC處理模擬量能力、數字運算能力、人機接口能力和網絡能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上已取代了在過程控制領域處于統治地位的DCS系統。

20世紀末期，PLC的發展特點是更加適應現代工業的需要。從控制規模上來說，這個時期發展了大型機和超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉速、位移等各式各樣的控制場合；從產品的配套能力來說，生產了各種人機界面單元、通信單元，使應用可編程控制器的工業控制設備的配套更加容易。目前，PLC在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業等領域的應用都得到了長足的發展。

從技術上看，計算機技術的新成果會更多地應用于PLC的設計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現；從產品規模上看，會進一步向超小型及超大型方向發展；從產品的配套性上看，產品的品種會更豐富、規格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設備會更好地適應各種工業控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產多品種產品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現少數幾個品牌壟斷國際市場的局面，而且會出現國際通用的編程語言；從網絡的發展情況來看，PLC和其他工業控制計算機組網構成大型的控制系統是其發展方向。目前的計算機集散控制系統（DCS，Distributed Control System）中已有大量的PLC的應用。伴隨著計算機網絡的發展，PLC作為自動化控制網絡和國際通用網絡的重要組成部分，將在工業及工業以外的眾多領域發揮越來越大的作用。