可编程逻辑控制器（PLC）：工业系统的现代数字控制
固态逻辑电路登场前，工业控制依赖机电继电器。继电器仍在大电流高压应用有价值，但大多数开/关控制功能现由可编程数字计算机处理，能执行广泛逻辑操作。
可编程逻辑控制器历史
1960年代末，Bedford Associates推出MODICON——Modular Digital Controller缩写。MODICON迅速成专用控制系统行业标准，最终催生通用术语可编程逻辑控制器（PLC）。PLC设计用固态计算机替代机电继电器，通过存储程序模拟成千上万继电器触点行为。
梯形逻辑与PLC编程
PLC具多输入端子读取传感器和开关高低逻辑态，多输出端子驱动灯、电磁阀、接触器或小电机。为使编程直观，PLC语言镜像梯形图——电工和工程师熟悉的继电器原理图格式。
多数PLC运行于120VAC，匹配所替代继电器功率电平。虽部分型号支持低电平直流信号，120VAC仍为默认。信号连接和编程语法厂商间略有差异，但底层概念一致，允许此处通用介绍。
下图为简单PLC典型正视图。两螺丝端子供120VAC（L1、L2）。左侧六螺丝端子提供输入通道，标X1–X6，含公共端子接中性。
内部每输入通道连光耦（LED+光敏晶体管）。输入端子与公共端间施加120VAC时LED亮，PLC内部晶体管解读为高逻辑电平。面板LED指示输入得电。
输出信号由PLC逻辑处理器激活开关器件——晶体管、TRIAC或继电器——连接“源”端子（通常接L1）至Y标输出端子。面板LED确认输出得电。
因此PLC能与现实设备接口，所有逻辑关系定义于控制器内存。程序——常显示为梯形图——规定何种输入条件激活哪些输出。图中触点和线圈为虚拟；仅作为程序指令存在，非物理元件。
控制系统行为
因PLC可编程，改变系统行为仅需软件更新无需硬件重接线。例如简单开关-灯电路可通过将梯形逻辑从常开改常闭触点实现反相。
考虑更复杂场景：仅当三按钮中至少两个同时按下时点灯。机电继电器方案需多继电器和触点，而PLC可在程序中复用单一输入位多次，省额外硬件。
另一常见应用电机启停控制。PLC可用输出触点作虚拟继电器线圈实现自锁（自保持），启动按钮释放后保持电机得电。停止按钮可打破自锁停电机。
PLC控制系统中的故障安全设计
故障安全考量对PLC同继电器电路同样关键。例如布线故障导致停止输入开路，通常致继电器电机控制保持开启。通过设计PLC逻辑将停止输入视为常闭、启动输入视为常开，停止布线故障时系统自动停机。
PLC还提供内部线圈和触点——实质虚拟继电器——无需额外布线即可反相逻辑或提供额外安全功能。
PLC高级功能
除基本开关控制，PLC能以远超机电继电器精度执行精确定时、鼓式顺序控制等复杂任务。许多PLC支持远超六输入输出；如Allen-Bradley PLC可承载每模块十六点，允许单机柜监控控制数十设备。
控制柜中PLC占用极小空间，远低于实现同等功能所需继电器阵列。
通过数字网络远程监控与控制PLC
PLC独有优势之一是能经数字计算机网络远程监控控制过程。PC可显示实时过程图形——如污水提升站液位示意——而PLC管理底层控制逻辑。
远程连接使操作员可从任何有网络访问位置调整设定点、排查故障、验证系统性能。
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