可编程序控制器（简称PLC）是随着现代工业自动化生产水平和微电子研发、制造水平的飞速发展，在继电器控制的基础上产生的一种新型工业控制装置，是将微型计算机技术、控制技术和通信技术融为一体，应用到工业控制领域的一种高可靠性控制器，是工业生产自动化的重要支柱。1969年第一台可编程序控制器由美国数字设备公司研发生产，虽然只有40余年的发展历史，但其已经广泛应用于冶金、机械、石油开采、化工、纺织、轻工、建筑、运输、电力等部门。
1985年国际电工委员会（IEC）对可编程序控制器给出了明确的定义：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算和顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟的输入和输出接口，控制各种类型的机器设备或生产过程。可编程序控制器及其有关设备的设计原则是它应按易于与工业控制系统连成一个整体和具有扩充功能。”
1.1 PLC控制
1.1.1 PLC控制与接触器控制的比较
在PLC出现以前，以各种继电器为主要元件的电气控制线路，承担着生产过程自动控制的艰巨任务，往往需要由成百上千只各类继电器构成复杂的控制系统，同时需要数倍于甚至数十倍于继电器数量的导线进行连接。当这些继电器运行时，不仅要消耗大量的电能，还要产生大量的噪声污染。生产中，为了保证控制系统的正常运行，需要安排大量的维护技术人员进行维护与检修，因为有时某个继电器的故障或者是某个继电器的触点接触不好都会影响整个控制系统的正常运行。如果系统出现故障，检查和排除故障是非常艰巨和困难的工作，这完全需要依靠现场电气技术人员长期积累的经验。同时，如果生产工艺发生变化，往往需要增加很多的继电器，重新接线或改线的工作量极大，有些极端情况甚至需要重新设计控制系统，造成大量的人力和资金的投入。尽管如此，这种由继电器实现的控制系统的功能也仅仅局限在能实现粗略定时、计数功能的顺序逻辑控制。因此，市场迫切需要一种新的工业控制装置来取代传统的继电器控制系统，使电气控制系统工作更可靠、维修更容易、更能适应经常变化的生产工艺要求。
在一个程序处理周期开始时，可编程序控制器会首先查询控制器所有被占用的数字输入端的信号状态。查询所得的逻辑信号（“0”或“1”）将作为“输入过程映像”存入内存。控制器在接下来控制程序处理中只调用内存中的“输入过程映像”，而不是再次查询输入口的信号状态。这样，在一个程序处理周期中所发生的输入信号变化，将不会对控制过程产生干扰或影响。此外，访问内部数据存储器所需要的时间要远少于直接从外部组件读取数据所用的时间。
在程序处理过程中，通过对输入端口、寄存器或定时器信号的查询和逻辑处理所获得的新的输出信号状态，控制器会将这些变化后的输出信号先存入“输出过程映像”。直到*后一条程序指令完成后，“输出过程映像”的内容才会被传输到外部的输出模块。这样，在一个程序处理周期里输出端口的状态是不会改变的，或者说，只有完成一个程序处理周期，输出端的状态才可能发生变化。
如果在一个程序周期中，多条程序指令对同一个输出信号作出多次状态修改，那么只有*后一次存入“输出过程映像”的信号状态是有效的，并输出至输出模块。
1.1.3 相关名词定义与说明1.周期时间
周期时间是指可编程序控制系统执行一个程序周期所花费的时间。周期时间是由系统程序处理时间、输入/输出过程映像传输时间和用户程序处理时间三部分组成。典型的用户程序处理时间为0.1～0.3ms/1000条指令。
前一周期所花费的时间在OB1（主程序循环块）中是可以被读取出来的，所以一般在OB1中会设置周期时间监测（看门狗），这样就可以在自动控制设备发生超时情况（如程序出现死循环）时，使其自动转换到停止的状态。
4.输入/输出模块
可编程序控制器的输入/输出信号通常是二进制信号，也就是说输入/输出信号有两种信号状态“0”或“1”（对应关断/接通）。在控制技术中，二进制状态“0”对应0V电压，状态“1”对应直流24V或者是交流220V电压。
例如：24V 额定电压
1）输入模块。控制所需要的过程变量是通过各类传感器加以采集，然后通过输入模块被送入可编程序控制器的。经常所使用的传感器有开关（限位开关）、电感式接近开关、按钮、液面高度传感器、温度传感器、光传感器和电流传感器等，这些传感器输出一个二进制开关信号。输入模块一般都是由8位、16位或32位输入端组成。
输入模块具有高输入阻抗的特点，因为输入模块内部一般采用光耦合器或继电器。同时，输入模块采用输入滤波器去除干扰，输入电平通过发光二极管进行显示。
2）输出模块。输出模块的主要功能是输出二进制信号对控制执行元件进行控制。常用的控制执行元件有继电器或接触器（对诸如电动机、加热装置等进行控制）、光学或声学信号发生器、阀门、功率晶闸管或功率三极管等。与输入模块相似，输出模块一般由8位、16位或32位输出端组成。
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输出模块能够进行信号放大和转换，使得输出电压满足要求；输出模块内部具有防短路和限制输出电流的安全保护功能块。输出电平通过发光二极管进行显示。5.输入/输出模块的**地址
每个输入和输出都有一个由硬件配置预定义的**地址。该地址是直接指定的，所以称为**地址。
例如，一个模拟输入器件插在槽位4上，则其通道0的地址是256，通道1的地址是258。模拟输出口有相同的起始地址，也就是通道0的地址是256，通道1的地址是258。槽位5上通道的起始地址增加16bit（即1个字），即256+16=272。6.中间存储器
中间存储器其实是自动控制系统中的一段内存，控制组件将二进制的信号状态暂存其中。中间存储器的处理方式就像输出端，只不过它不会通过输出模块被输出到外部。如果自动控制器有内部备份电池，则中间存储器有保持型和非保持型的区分。当出现断电或自动控制器被关闭时，在保持型中间存储器中的信号状态会被保留下来。从功能上说，中间存储器的功能类似于继电器中的辅助触点，控制的结果可以通过它被更多的电路使用。
中间存储器的逻辑状态就像输入/输出模块一样是可以被进一步处理的（比如查询等）。