基本介紹
- 中文名：可程式邏輯控制器
- 外文名：Programmable Logic Controller
- 簡稱：PLC
- 出現時間：1969年
- 特點：工作可靠、可程式等
- 所屬學科：計算機
簡介,發展歷史,起源,發展,基本結構,電源,中央處理單元,存儲器,輸入單元,輸出單元,工作原理,輸入採樣,用戶程式執行,輸出刷新,小結,功能特點,系統集成,選型規則,點數估算,存儲器容量,控制功能選擇,控制器類型,輸入輸出類型,轉換原理,選擇型號,PLC機型,結構型式,安裝方式,功能要求,回響速度,可靠性,機型儘量統一,套用概況,開環控制,模擬量閉環,數字量控制,數據採集監控,
簡介
可程式邏輯控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，一種具有微處理器的用於自動化控制的數字運算控制器，可以將控制指令隨時載人記憶體進行儲存與執行。可程式控制器由CPU、指令及數據記憶體、輸入/輸出接口、電源、數字模擬轉換等功能單元組成。早期的可程式邏輯控制器只有邏輯控制的功能，所以被命名為可程式邏輯控制器，後來隨著不斷地發展，這些當初功能簡單的計算機模組已經有了包括邏輯控制、時序控制、模擬控制、多機通信等各類功能，名稱也改為可程式控制器(Programmable Controller)，但是由於它的簡寫PC與個人電腦(Personal Computer)的簡寫相衝突，加上習慣的原因，人們還是經常使用可程式邏輯控制器這一稱呼，並仍使用PLC這一縮寫。
現在工業上使用的可程式邏輯控制器已經相當或接近於一台緊湊型電腦的主機，其在擴展性和可靠性方面的優勢使其被廣泛套用於目前的各類工業控制領域。不管是在計算機直接控制系統還是集中分散式控制系統DCS，或者現場匯流排控制系統FCS中，總是有各類PLC控制器的大量使用。PLC的生產廠商很多，如西門子、施耐德、三菱、台達等，幾乎涉及工業自動化領域的廠商都會有其PLC產品提供。
發展歷史
起源
美國汽車工業生產技術要求的發展促進了PLC的產生，20世紀60年代，美國通用汽車公司在對工廠生產線調整時，發現繼電器、接觸器控制系統修改難、體積大、噪聲大、維護不方便以及可靠性差，於是提出了著名的“通用十條”招標指標。
1969年，美國數位化設備公司研製出第一台可程式控制器(PDP-14)，在通用汽車公司的生產線上試用後，效果顯著；1971年，日本研製出第一台可程式控制器(DCS-8)；1973年，德國研製出第一台可程式控制器；1974年，我國開始研製可程式控制器：1977年，我國在工業套用領域推廣PLC。
最初的目的是替代機械開關裝置(繼電模組)。然而，自從1968年以來，PLC的功能逐漸代替了繼電器控制板，現代PLC具有更多的功能。其用途從單一過程控制延伸到整個製造系統的控制和監測。
發展
20世紀70年代初出現了微處理器。人們很快將其引入可程式邏輯控制器，使可程式邏輯控制器增加了運算、數據傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機特徵的工業控制裝置。此時的可程式邏輯控制器為微機技術和繼電器常規控制概念相結合的產物。個人計算機發展起來後，為了方便和反映可程式控制器的功能特點，可程式邏輯控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）。
20世紀70年代中末期，可程式邏輯控制器進入實用化發展階段，計算機技術已全面引入可程式控制器中，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它在現代工業中的地位。
20世紀80年代初，可程式邏輯控制器在先進工業國家中已獲得廣泛套用。世界上生產可程式控制器的國家日益增多，產量日益上升。這標誌著可程式控制器已步入成熟階段。
20世紀80年代至90年代中期，是可程式邏輯控制器發展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數字運算能力、人機接口能力和網路能力得到大幅度提高，可程式邏輯控制器逐漸進入過程控制領域，在某些套用上取代了在過程控制領域處於統治地位的DCS系統。
20世紀末期，可程式邏輯控制器的發展特點是更加適應於現代工業的需要。這個時期發展了大型機和超小型機、誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產了各種人機界面單元、通信單元，使套用可程式邏輯控制器的工業控制設備的配套更加容易。
基本結構
可程式邏輯控制器實質是一種專用於工業控制的計算機，其硬體結構基本上與微型計算機相同，基本組成如下圖所示，基本構成詳細描述如下：
PLC的基本組成部件
PLC的基本組成部件電源
電源用於將交流電轉換成PLC內部所需的直流電j目前大部分PLC採用開關式穩壓電源供電。
中央處理單元
中央處理器(CPU)是PLC的控制中樞，也是PLC的核心部件，其性能決定了PLC的性能。
中央處理器由控制器、運算器和暫存器組成，這些電路都集中在一塊晶片上，通過地址匯流排、控制匯流排與存儲器的輸入/輸出接口電路相連。中央處理器的作用是處理和運行用戶程式，進行邏輯和數學運算，控制整個系統使之協調。
存儲器
存儲器是具有記憶功能的半導體電路，它的作用是存放系統程式、用戶程式、邏輯變數和其他一些信息。其中系統程式是控制PLC實現各種功能的程式，由PLC生產廠家編寫，並固化到唯讀存儲器(ROM)中，用戶不能訪問。
輸入單元
輸入單元是PLC與被控設備相連的輸入接口，是信號進入PLC的橋樑，它的作用是接收主令元件、檢測元件傳來的信號。輸入的類型有直流輸入、交流輸入、交直流輸入。
輸出單元
輸出單元也是PLC與被控設備之間的連線部件，它的作用是把PLC的輸出信號傳送給被控設備，即將中央處理器送出的弱電信號轉換成電平信號，驅動被控設備的執行元件。輸出的類型有繼電器輸出、電晶體輸出、晶閘門輸出。
PLC除上述幾部分外，根據機型的不同還有多種外部設備，其作用是幫助編程、實現監控以及網路通信。常用的外部設備有編程器、印表機、盒式磁帶錄音機、計算機等。
工作原理
當可程式邏輯控制器投入運行後，其工作過程一般分為三個階段，即輸入採樣、用戶程式執行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，可程式邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重複執行上述三個階段。
輸入採樣
在輸入採樣階段，可程式邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態和數據，並將它們存入I/O映象區中的相應的單元內。輸入採樣結束後，轉入用戶程式執行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態和數據發生變化，I/O映象區中的相應單元的狀態和數據也不會改變。因此，如果輸入是脈衝信號，則該脈衝信號的寬度必須大於一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。
用戶程式執行
在用戶程式執行階段，可程式邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程式(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，並按先左後右、先上後下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然後根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區中對應位的狀態；或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。
即，在用戶程式執行過程中，只有輸入點在I/O映象區內的狀態和數據不會發生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區或系統RAM存儲區內的狀態和數據都有可能發生變化，而且排在上面的梯形圖，其程式執行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數據的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態或數據只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程式起作用。
在程式執行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點。即使用I/O指令的話，輸入過程影像暫存器的值不會被更新，程式直接從I/O模組取值，輸出過程影像暫存器會被立即更新，這跟立即輸入有些區別。
輸出刷新
當掃描用戶程式結束後，可程式邏輯控制器就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區內對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。這時，才是可程式邏輯控制器的真正輸出。
小結
根據上述過程的描述，可以對PLC工作過程的特點小結如下：
①PLC採用集中採樣、集中輸出的工作方式，這種方式減少了外界干擾的影響。
②PLC的工作過程是循環掃描的過程，循環掃描時間的長短取決於指令執行速度、用戶程式的長度等因素。
③輸出對輸入的影響有滯後現象。PLC採用集中採樣、集中輸出的工作方式，當採樣階段結束後，輸入狀態的變化將要等到下一個採樣周期才能被接收，因此這個滯後時間的長短又主要取決於循環周期的長短。此外，影響滯後時間的因素還有輸入濾波時間、輸出電路的滯後時間等。
④輸出映像暫存器的內容取決於用戶程式掃描執行的結果。
⑤輸出鎖存器的內容由上一次輸出刷新期間輸出映像暫存器中的數據決定。
⑥PLC當前實際的輸出狀態有輸出鎖存器的內容決定。
功能特點
(1)可靠性高。由於PLC大都採用單片微型計算機，因而集成度高，再加上相應的保護電路及自診斷功能，提高了系統的可靠性。
(2)編程容易。PLC的編程多採用繼電器控制梯形圖及命令語句，其數量比微型機指令要少得多，除中、高檔PLC外，一般的小型PLC只有16條左右。由於梯形圖形象而簡單，因此容易掌握、使用方便，甚至不需要計算機專業知識，就可進行編程。
(3)組態靈活。由於PLC採用積木式結構，用戶只需要簡單地組合，便可靈活地改變控制系統的功能和規模，因此，可適用於任何控制系統。
(4)輸入/輸出功能模組齊全。PLC的最大優點之一，是針對不同的現場信號(如直流或交流、開關量、數字量或模擬量、電壓或電流等)，均有相應的模板可與工業現場的器件(如按鈕、開關、感測電流變送器、電機啟動器或控制閥等)直接連線，並通過匯流排與CPU主機板連線。
(5)安裝方便。與計算機系統相比，PLC的安裝既不需要專用機房，也不需要嚴格的禁止措施。使用時只需把檢測器件與執行機構和PLC的I/O接口端子正確連線，便可正常工作。
(6)運行速度快。由於PLC的控制是由程式控制執行的，因而不論其可靠性還是運行速度，都是繼電器邏輯控制無法相比的。
近年來，微處理器的使用，特別是隨著單片機大量採用，大大增強了PLC的能力，並且使PLC與微型機控制系統之間的差別越來越小，特別是高檔PLC更是如此。
系統集成
在製造工業中存在大量的開關量為主的開環的順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作號按照時序動作;另外還有與順序、時序無關的按照邏輯關係進行連鎖保護動作的控制;以及大量的開關量、脈衝量、計時、計數器、模擬量的越限報警等狀態量為主的—離散量的數據採集監視。由於這些控制和監視的要求，使PLC發展成了取代繼電器線路和進行順序控制為主的產品。PLC廠家在原來CPU模板上提逐漸增加了各種通訊接口，現場匯流排技術及乙太網技術也同步發展，使PLC的套用範圍越來越廣泛。 PLC具有穩定可靠、價格便宜、功能齊全、套用靈活方便、操作維護方便的優點，這是它能持久的占有市場的根本原因。
PLC控制器本身的硬體採用積木式結構，有母板，數字I/O模板，模擬I/O模板，還有特殊的定位模板，條形碼識別模板等模組，用戶可以根據需要採用在母板上擴展或者利用匯流排技術配備遠程I/O從站的方法來得到想要的I/O數量。
PLC在實現各種數量的I/O控制的同時，還具備輸出模擬電壓和數字脈衝的能力，使得它可以控制各種能接收這些信號的伺服電機，步進電機，變頻電機等，加上觸控螢幕的人機界面支持，施耐德的PLC可以滿足您在過程控制中任何層次上的需求。
選型規則
在可程式邏輯控制器系統設計時，首先應確定控制方案，下一步工作就是可程式邏輯控制器工程設計選型。工藝流程的特點和套用要求是設計選型的主要依據。可程式邏輯控制器及有關設備應是集成的、標準的，按照易於與工業控制系統形成一個整體，易於擴充其功能的原則選型所選用可程式邏輯控制器應是在相關工業領域有投運業績、成熟可靠的系統，可程式邏輯控制器的系統硬體、軟體配置及功能應與裝置規模和控制要求相適應。熟悉可程式序控制器、功能表圖及有關的程式語言有利於縮短編程時間，因此，工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務和範圍確定所需的操作和動作，然後根據控制要求，估算輸入輸出點數、所需存儲器容量、確定可程式邏輯控制器的功能、外部設備特性等，最後選擇有較高性能價格比的可程式邏輯控制器和設計相應的控制系統。
點數估算
I/O點數估算時應考慮適當的餘量，通常根據統計的輸入輸出點數，再增加10%～20%的可擴展餘量後，作為輸入輸出點數估算數據。實際訂貨時，還需根據製造廠商可程式邏輯控制器的產品特點，對輸入輸出點數進行圓整。
存儲器容量
存儲器容量是可程式序控制器本身能提供的硬體存儲單元大小，程式容量是存儲器中用戶套用項目使用的存儲單元的大小，因此程式容量小於存儲器容量。設計階段，由於用戶應用程式還未編制，因此，程式容量在設計階段是未知的，需在程式調試之後才知道。為了設計選型時能對程式容量有一定估算，通常採用存儲器容量的估算來替代。
存儲器記憶體容量的估算沒有固定的公式，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數字量I/O點數的10～15倍，加上模擬I/O點數的100倍，以此數為記憶體的總字數（16位為一個字），另外再按此數的25%考慮餘量。
控制功能選擇
該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。
1、運算功能
簡單可程式邏輯控制器的運算功能包括邏輯運算、計時和計數功能；普通可程式邏輯控制器的運算功能還包括數據移位、比較等運算功能；較複雜運算功能有代數運算、數據傳送等；大型可程式邏輯控制器中還有模擬量的PID運算和其他高級運算功能。隨著開放系統的出現，在可程式邏輯控制器中都已具有通信功能，有些產品具有與下位機的通信，有些產品具有與同位機或上位機的通信，有些產品還具有與工廠或企業網進行數據通信的功能。設計選型時應從實際套用的要求出發，合理選用所需的運算功能。大多數套用場合，只需要邏輯運算和計時計數功能，有些套用需要數據傳送和比較，當用於模擬量檢測和控制時，才使用代數運算，數值轉換和PID運算等。要顯示數據時需要解碼和編碼等運算。
2、控制功能
控制功能包括PID控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等，應根據控制要求確定。可程式邏輯控制器主要用於順序邏輯控制，因此，大多數場合常採用單迴路或多迴路控制器解決模擬量的控制，有時也採用專用的智慧型輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高可程式邏輯控制器的處理速度和節省存儲器容量。例如採用PID控制單元、高速計數器、帶速度補償的模擬單元、ASC碼轉換單元等。
3、通信功能
大中型可程式邏輯控制器系統應支持多種現場匯流排和標準通信協定（如TCP/IP），需要時應能與工廠管理網（TCP/IP）相連線。通信協定應符合ISO/IEEE通信標準，應是開放的通信網路。
可程式邏輯控制器系統的通信接口應包括串列和並行通信接口、RIO通信口、常用DCS接口等；大中型可程式邏輯控制器通信匯流排（含接口設備和電纜）應1：1冗餘配置，通信匯流排應符合國際標準，通信距離應滿足裝置實際要求。
可程式邏輯控制器系統的通信網路中，上級的網路通信速率應大於1Mbps，通信負荷不大於60%。可程式邏輯控制器系統的通信網路主要形式有下列幾種形式：
1）PC為主站，多台同型號可程式邏輯控制器為從站，組成簡易可程式邏輯控制器網路；
2）1台可程式邏輯控制器為主站，其他同型號可程式邏輯控制器為從站，構成主從式可程式邏輯控制器網路；
3）可程式邏輯控制器網路通過特定網路接口連線到大型DCS中作為DCS的子網；
4）專用可程式邏輯控制器網路（各廠商的專用可程式邏輯控制器通信網路）。
為減輕CPU通信任務，根據網路組成的實際需要，應選擇具有不同通信功能的（如點對點、現場匯流排、）通信處理器。
4、編程功能
離線編程方式：可程式邏輯控制器和編程器公用一個CPU，編程器在編程模式時，CPU只為編程器提供服務，不對現場設備進行控制。完成編程後，編程器切換到運行模式，CPU對現場設備進行控制，不能進行編程。離線編程方式可降低系統成本，但使用和調試不方便。線上編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，主機CPU負責現場控制，並在一個掃描周期內與編程器進行數據交換，編程器把線上編制的程式或數據傳送到主機，下一掃描周期，主機就根據新收到的程式運行。這種方式成本較高，但系統調試和操作方便，在大中型可程式邏輯控制器中常採用。
五種標準化程式語言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模組圖（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL）、結構文本（ST）兩種文本語言。選用的程式語言應遵守其標準（IEC6113123），同時，還應支持多種語言編程形式，如C，Basic等，以滿足特殊控制場合的控制要求。
5、診斷功能
可程式邏輯控制器的診斷功能包括硬體和軟體的診斷。硬體診斷通過硬體的邏輯判斷確定硬體的故障位置，軟體診斷分內診斷和外診斷。通過軟體對PLC內部的性能和功能進行診斷是內診斷，通過軟體對可程式邏輯控制器的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診斷。
可程式邏輯控制器的診斷功能的強弱，直接影響對操作和維護人員技術能力的要求，並影響平均維修時間。
6、處理速度
可程式邏輯控制器採用掃描方式工作。從實時性要求來看，處理速度應越快越好，如果信號持續時間小於掃描時間，則可程式邏輯控制器將掃描不到該信號，造成信號數據的丟失。
處理速度與用戶程式的長度、CPU處理速度、軟體質量等有關。可程式邏輯控制器接點的回響快、速度高，每條二進制指令執行時間約0.2～0.4Ls，因此能適應控制要求高、相應要求快的套用需要。掃描周期（處理器掃描周期）應滿足：小型可程式邏輯控制器的掃描時間不大於0.5ms/K；大中型可程式邏輯控制器的掃描時間不大於0.2ms/K。
控制器類型
可程式邏輯控制器按結構分為整體型和模組型兩類，按套用環境分為現場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從套用角度出發，通常可按控制功能或輸入輸出點數選型。
整體型可程式邏輯控制器的I/O點數固定，因此用戶選擇的餘地較小，用於小型控制系統；模組型可程式邏輯控制器提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統的I/O點數，功能擴展方便靈活，一般用於大中型控制系統。
輸入輸出類型
開關量主要指開入量和開出量，是指一個裝置所帶的輔助點，譬如變壓器的溫控器所帶的繼電器的輔助點（變壓器超溫後變位）、閥門凸輪開關所帶的輔助點（閥門開關後變位），接觸器所帶的輔助點（接觸器動作後變位）、熱繼電器（熱繼電器動作後變位），這些點一般都傳給PLC或綜保裝置，電源一般是由PLC或綜保裝置提供的，自己本身不帶電源，所以叫無源接點，也叫PLC或綜保裝置的開入量。
1、數字量
在時間上和數量上都是離散的物理量稱為數字量。把表示數字量的信號叫數位訊號。把工作在數位訊號下的電子電路叫數字電路。
例如：用電子電路記錄從自動生產線上輸出的零件數目時，每送出一個零件便給電子電路一個信號，使之記1，而平時沒有零件送出時加給電子電路的信號是0，所在為記數。可見，零件數目這個信號無論在時間上還是在數量上都是不連續的，因此他是一個數位訊號。最小的數量單位就是1個。
2、模擬量
在時間上或數值上都是連續的物理量稱為模擬量。把表示模擬量的信號叫模擬信號。把工作在模擬信號下的電子電路叫模擬電路。
轉換原理
根據信號與系統的理論，數字階梯狀信號可以看作理想衝激採樣信號和矩形脈衝信號的卷積，那么由卷積定理，數位訊號的頻譜就是衝激採樣信號的頻譜與矩形脈衝頻譜（即Sa函式）的乘積。這樣，用Sa函式的倒數作為頻譜特性補償，由數位訊號便可恢復為採樣信號。由採樣定理，採樣信號的頻譜經理想低通濾波便得到原來模擬信號的頻譜。
一般實現時，不是直接依據這些原理，因為尖銳的採樣信號很難獲得，因此，這兩次濾波（Sa函式和理想低通）可以合併（級聯），並且由於這各系統的濾波特性是物理不可實現的，所以在真實的系統中只能近似完成。
2. 模數轉換器是將模擬信號轉換成數位訊號的系統，是一個濾波、採樣保持和編碼的過程。
選擇型號
PLC產品的種類繁多。PLC的型號不同，對應著其結構形式、性能、容量、指令系統、編程方式、價格等均各不相同，適用的場合也各有側重。因此，合理選用PLC，對於提高PLC控制系統的技術經濟指標有著重要意義。
PLC機型
PLC的選擇主要應從PLC 的機型、容量、I/O模組、電源模組、特殊功能模組、通信聯網能力等方面加以綜合考慮。PLC機型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護方便的前提下，力爭最佳的性能價格比。選擇時應主要考慮到合理的結構型式，安裝方式的選擇，相應的功能要求，回響速度要求，系統可靠性的要求，機型儘量統一等因素。
結構型式
PLC主要有整體式和模組式兩種結構型式。
整體式PLC的每一個I/O點的平均價格比模組式的便宜，且體積相對較小，一般用於系統工藝過程較為固定的小型控制系統中；而模組式PLC的功能擴展靈活方便，在I/O點數、輸入點數與輸出點數的比例、I/O模組的種類等方面選擇餘地大，且維修方便，一般於較複雜的控制系統。
安裝方式
PLC系統的安裝方式分為集中式、遠程I/O式以及多台PLC聯網的分散式。
集中式不需要設定驅動遠程I/O硬體，系統反應快、成本低；遠程I/O式適用於大型系統，系統的裝置分布範圍很廣，遠程I/O可以分散安裝在現場裝置附近，連線短，但需要增設驅動器和遠程I/O電源；多台PLC聯網的分散式適用於多台設備分別獨立控制，又要相互聯繫的場合，可以選用小型PLC，但必須要附加通訊模組。
功能要求
一般小型(低檔)PLC具有邏輯運算、定時、計數等功能，對於只需要開關量控制的設備都可滿足。
對於以開關量控制為主，帶少量模擬量控制的系統，可選用能帶A/D和D/A轉換單元，具有加減算術運算、數據傳送功能的增強型低檔PLC。對於控制較複雜，要求實現PID運算 、閉環控制、通信聯網等功能，可視控制規模大小及複雜程度，選用中檔或高檔PLC。但是中、高檔PLC價格較貴，一般用於大規模過程控制和集散控制系統等場合。
回響速度
PLC是為工業自動化設計的通用控制器，不同檔次PLC的回響速度一般都能滿足其套用範圍內的需要。如果要跨範圍使用PLC，或者某些功能或信號有特殊的速度要求時，則應該慎重考慮PLC的回響速度，可選用具有高速I/O處理功能的PLC，或選用具有快速回響模組和中斷輸入模組的PLC等。
可靠性
對於一般系統PLC的可靠性均能滿足。對可靠性要求很高的系統，應考慮是否採用冗餘系統或熱備用系統。
機型儘量統一
一個企業，應儘量做到PLC的機型統一。主要考慮到以下三方面問題：
1)機型統一，其模組可互為備用，便於備品備件的採購和管理。
2)機型統一，其功能和使用方法類似，有利於技術力量的培訓和技術水平的提高。
3)機型統一，其外部設備通用，資源可共享，易於聯網通信，配上位計算機後易於形成一個多級分散式控制系統。
套用概況
開環控制
開關量的開環控制是PLC的最基本控制功能。PLC的指令系統具有強大的邏輯運算能力，很容易實現定時、計數、順序(步進)等各種邏輯控制方式。大部分PLC就是用來取代傳統的繼電接觸器控制系統。
模擬量閉環
對於模擬量的閉環控制系統，除了要有開關量的輸入輸出外，還要有模擬量的輸入輸出點，以便採樣輸入和調節輸出實現對溫度、流量、壓力、位移、速度等參數的連續調節與控制。目前的PLC不但大型、中型機具有這種功能外，還有些小型機也具有這種功能。
數字量控制
控制系統具有旋轉編碼器和脈衝伺服裝置(如步進電動機)時，可利用PLC實現接收和輸出高速脈衝的功能，實現數字量控制，較為先進的PLC還專門開發了數字控制模組，可實現曲線插補功能，近來又推出了新型運動單元模組，還能提供數字量控制技術的程式語言，使PLC實現數字量控制更加簡單。
數據採集監控
由於PLC主要用於現場控制，所以採集現場數據是十分必要的功能，在此基礎上將PLC與上位計算機或觸控螢幕相連線，既可以觀察這些數據的當前值，又能及時進行統計分析，有的PLC具有數據記錄單元，可以用一般個人電腦的存儲卡插入到該單元中保存採集到的數據。PLC的另一個特點是自檢信號多．利用這個特點，PLC控制系統可以實現白診斷式監控，減少系統的故障，提高系統的可靠性。
