1960 年代末，一家名为 Bedford Associates 的美国公司发布了一款名为 MODICON 的计算设备。作为缩写词，它的意思是“模块化数字控制器”，后来成为一个致力于设计、制造和销售这些专用控制计算机的公司部门的名称。
其他工程公司开发了该 设备自己的版本，最终以非专有术语称为 PLC 或可编程逻辑控制器。
可编程逻辑控制器
PLC 的目的是直接取代机电继电器作为逻辑元件，用存储有程序的固态数字计算机代替，能够模拟许多继电器的互连来执行某些逻辑任务。
PLC 有许多“输入”端子，通过它们解释“高”和“低”逻辑状态以及来自开关和传感器的模拟值。
它还具有许多输出端子，通过这些端子输出“高”和“低”信号，为灯、电磁阀、接触器、小型电机和其他设备输出“高”和“低”信号，从而实现开/关控制以及模拟输出，用于控制控制阀、电机速度控制等
为了使 PLC 易于编程，其编程语言被设计为类似于梯形逻辑图。因此，习惯于阅读梯形图逻辑原理图的工程师会很轻松地对 PLC 进行编程来执行相同的控制功能。
PLC 编程
下图显示了一个简单的 PLC，就像从前视图中看到的那样。
两个螺丝端子提供与电源的连接，为 PLC 的内部电路（标记为 L1 和 L2）供电。
左侧的六个螺丝端子提供与输入设备的连接，每个端子代表一个不同的输入“通道”，并带有自己的“X”标签。
左下方的螺丝端子是“公共”连接，通常连接到 120 VAC 电源的 L2（中性线）。
PLC 外壳内部连接在每个输入端子和公共端子之间的是一个光隔离器设备（发光二极管），它向计算机电路提供电气隔离的“高”逻辑信号（光电晶体管解释 LED 的光） ）当相应输入端子和公共端子之间施加 120 VAC 电源时。
PLC 前面板上的 LED 指示灯提供“通电”输入的视觉指示：
输出信号由 PLC 的计算机电路产生，该电路激活开关器件（晶体管、TRIAC，甚至机电继电器），将“源”端子连接到任何标有“Y-”的输出端子。
相应地，“源”端子通常连接到 120 VAC 电源的 L1 侧。
与每个输入一样，PLC 前面板上的 LED 指示灯提供“通电”输出的视觉指示：
通过这种方式，PLC 能够与现实世界的设备（例如开关和螺线管）连接。
控制系统的实际逻辑是通过计算机程序在PLC内部建立的。
该程序规定了在哪种输入条件下哪个输出通电。
虽然程序本身看起来是一个梯形逻辑图，带有开关和继电器符号，但 PLC 内部没有实际操作的开关触点或继电器线圈来创建输入和输出之间的逻辑关系。
如果您愿意的话，这些是假想的触点和线圈。通过连接到 PLC 编程端口的个人计算机输入和查看程序。
考虑以下电路和 PLC 程序：
当按钮开关未启动（未按下）时，不会向 PLC 的 X1 输入发送电源。
该程序显示常开 X1 触点与 Y1 线圈串联，不会向 Y1 线圈发送“电源”。因此，PLC 的 Y1 输出保持断电状态，与其连接的指示灯保持熄灭状态。
然而，如果按下按钮开关，电源将被发送到 PLC 的 X1 输入。
程序中出现的任何和所有 X1 触点都将呈现启动（非正常）状态，就好像它们是通过名为“X1”的继电器线圈通电而启动的继电器触点一样。
在这种情况下，对 X1 输入通电将导致常开 X1 触点“闭合”，从而向 Y1 线圈发送“电力”。
当程序的Y1线圈“通电”时，真正的Y1输出将通电，点亮与其连接的灯：
必须要明白的是，计算机（装载 PLC 软件的工程系统）显示屏上出现的 X1 触点、Y1 线圈、连接线、“电源”等都是虚拟的。
它们并不作为真正的电气元件存在。它们以计算机程序中的命令形式存在——只是一个软件——恰好类似于真正的继电器原理图。
同样重要的是要理解，用于显示和编辑 PLC 程序的计算机对于 PLC 的持续运行来说并不是必需的。
一旦程序从计算机加载到 PLC，计算机就可以从 PLC 拔出，并且 PLC 将继续遵循编程的命令。
我在这些插图中包含计算机显示屏只是为了帮助您理解现实生活条件（开关闭合和灯状态）与程序状态（通过虚拟触点和虚拟线圈的“电源”）之间的关系。
当我们想要改变控制系统的行为时，PLC 的真正威力和多功能性就会显现出来。由于 PLC 是可编程设备，因此我们可以通过更改给它的命令来改变其行为，而无需重新配置与其连接的电气组件。
例如，假设我们想让这个开关和灯电路以相反的方式运行：按下按钮使灯关闭，松开按钮使其打开。
“硬件”解决方案需要用常闭按钮开关代替当前的常开开关。
“软件”解决方案要简单得多：只需更改程序，使触点 X1 为常闭而不是常开。
在下图中，我们显示了按钮未启动（未按下）状态下的更改后的系统：
在下图中，开关显示为已启动（按下）：
在软件中而不是在硬件中实现逻辑控制的优点之一是输入信号可以根据需要在程序中重复使用任意多次。
例如，采用以下电路和程序，设计用于在三个按钮开关中的至少两个同时启动时为灯通电：
为了使用机电继电器构建等效电路，必须使用三个继电器，每个继电器具有两个常开触点，以便为每个输入开关提供两个触点。
然而，使用 PLC，我们可以为每个“X”输入编程任意数量的触点，而无需添加额外的硬件，因为每个输入和每个输出只不过是 PLC 数字存储器中的单个位（0 或 1） ，并且可以根据需要多次调用。
此外，由于 PLC 中的每个输出也只不过是其内存中的一个位，因此我们可以在 PLC 程序中分配由输出 (Y) 状态“驱动”的触点。
以下一个系统为例，电机启停控制电路：
连接到输入 X1 的按钮开关用作“启动”开关，而连接到输入 X2 的开关用作“停止”。
程序中的另一个触点名为Y1，直接使用输出线圈状态作为密封触点，以便在释放“启动”按钮开关后电机接触器将继续通电。
您可以看到常闭触点X2出现在彩色块中，表明它处于闭合（“导电”）状态。
如果我们按下“开始”按钮，输入 X1 将通电，从而“闭合”程序中的 X1 触点，向 Y1“线圈”发送“电源”，为 Y1 输出通电，并将 120 伏交流电源施加到真实电机接触器线圈。
并联 Y1 触点也将“闭合”，从而将“电路”锁定在通电状态：
现在，如果我们松开“启动”按钮，常开 X1“触点”将返回到“断开”状态，但电机将继续运行，因为 Y1密封“触点”继续提供“连续性”给线圈 Y1“供电”，从而保持 Y1 输出通电：
要停止电机，我们必须立即按下“停止”按钮，这将为 X2 输入通电并“打开”常闭“触点”，从而断开 Y1“线圈”的连续性：
当松开“停止”按钮时，输入 X2 将断电，使“触点”X2 返回正常的“闭合”状态。
然而，在按下“启动”按钮之前，电机不会再次启动，因为 Y1 的“密封”已丢失：
这里需要强调的一点是，故障安全设计在 PLC 控制系统中与在机电继电器控制系统中同样重要。
人们应该始终考虑故障（开路）接线对受控设备的影响。
在这个电机控制电路示例中，我们遇到一个问题：如果 X2（“停止”开关）的输入接线未能打开，则将无法停止电机！
该问题的解决方案是反转 PLC 程序内的 X2“触点”与实际“停止”按钮开关之间的逻辑：
当常闭“停止”按钮开关未动作（未按下）时，PLC 的 X2 输入将得电，从而“闭合”程序内的 X2“触点”。
这允许电机在输入 X1 通电时启动，并允许电机在不再按下“启动”按钮时继续运行。
当启动“停止”按钮时，输入 X2 将断电，从而“打开”PLC 程序内的 X2“触点”并关闭电机。
因此，我们看到这个新设计和以前的设计在操作上没有区别。
然而，如果输入 X2 上的输入接线未能打开，X2 输入将以与按下“停止”按钮时相同的方式断电。
X2 输入接线故障的结果是电机将立即关闭。
这是一种比之前所示的设计更安全的设计，在之前的设计中，“停止”开关接线故障会导致无法关闭电机。
除了输入 (X) 和输出 (Y) 程序元素之外，PLC 还提供与外界没有内在联系的“内部”线圈和触点。
它们的用途与标准继电器电路中使用的“控制继电器”（CR1、CR2 等）非常相似：在必要时提供逻辑信号反转。
为了演示如何使用这些“内部”继电器之一，请考虑以下示例电路和程序，旨在模拟三输入与非门的功能。
由于 PLC 程序元素通常由单个字母设计，因此我将内部控制继电器称为“C1”，而不是继电器控制电路中惯用的“CR1”：
在此电路中，只要任何按钮保持未启动（未按下）状态，灯就会保持点亮状态。
要使灯关闭，我们必须启动（按下）所有三个开关，如下所示：
