在PLC發(fā)明之前，在工業(yè)控制的順序控制領(lǐng)域內(nèi)，常常采用諸如繼電器、鼓式開關(guān)、紙帶閱讀器等機(jī)械、電氣式器件作為控制元件，尤其是控制繼電器，在離散制造過程控制領(lǐng)域內(nèi)，成為“開關(guān)控制系統(tǒng)”中最廣泛使用的器件。但是，隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模越來越大，勞動生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量的要求在不斷提高，對于控制系統(tǒng)的可靠性也提出了更高的要求，原有“繼電器控制系統(tǒng)”已不適應(yīng)需要，究其原因是：動作緩慢;壽命短、可靠性差;體積大、耗電多;設(shè)計制造周期長、程序修改費(fèi)時;不能實(shí)現(xiàn)與計算機(jī)對話。
    到上世紀(jì)60年代后期，雖然小型計算機(jī)已日趨完善，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大，但小型計算機(jī)用于開關(guān)控制系統(tǒng)，又顯然存在著“大馬拉小車”的情況，這是由于小型計算機(jī)的特點(diǎn)決定的：編程復(fù)雜，要求有較高水平的編程人員和操作人員;需要配套非標(biāo)準(zhǔn)的外部接口，對環(huán)境和現(xiàn)場條件的要求過高;功能過剩，機(jī)器資源未能充分利用;造價高昂。
    需要與可能性，促使人們尋求新的出路，PLC應(yīng)運(yùn)而生。它首先應(yīng)用于美國的汽車工業(yè)，這時的PLC用固態(tài)（集成）電路來代替繼電器邏輯電路，用存儲器電路中的存儲數(shù)位（程序）來代替繼電器系統(tǒng)的布線，以程序來規(guī)定邏輯關(guān)系；用固態(tài)I/O電路來檢測按鈕和限位開關(guān)的信號，給出輸出以控制電機(jī)和其它執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這時的PLC系統(tǒng)已開始具有如下一些特點(diǎn)：環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)，可以使用于車間現(xiàn)場；有較高的可靠性和診斷能力，維修容易；基本能適應(yīng)不同的制造過程所需，柔性度有了較大提高，只要改變系統(tǒng)中的程序即可改變控制“邏輯”，而無需改造或更換控制硬件等。
    自1976年以來，微處理器開始引入PLC領(lǐng)域，大大加強(qiáng)了PLC的作用，使PLC由簡單地代替繼電器電路，而發(fā)展為先進(jìn)的控制裝置。當(dāng)今PLC具有采集與處理大量數(shù)據(jù)、完成數(shù)學(xué)運(yùn)算、與其它智能器件通信的能力，以及具有先進(jìn)的人－機(jī)對話手段（如鍵盤、CRT和語音對話），近年來由于現(xiàn)場總線理念的出現(xiàn)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建立，以及產(chǎn)品的迅速發(fā)展，PLC成為現(xiàn)場總線的一個重要組成部分，進(jìn)一步擴(kuò)大了PLC的應(yīng)用領(lǐng)域。
    由于PLC同時提高了功能和柔性度，使其應(yīng)用迅速增長，并普及到許多其它離散零件制造工業(yè)領(lǐng)域。隨后又?jǐn)U展到與批量生產(chǎn)和連續(xù)生產(chǎn)過程有關(guān)的工業(yè)領(lǐng)域。隨著CIMS（計算機(jī)集成制造系統(tǒng)）的發(fā)展，PLC當(dāng)前還被人們用于工廠通信網(wǎng)絡(luò)之中，與其它智能控制器和計算機(jī)系統(tǒng)一起成為計算機(jī)綜合控制系統(tǒng)中的重要組成部分，特別是單元級和工作站級。
    從1969年第一臺PLC問世至今，可編程控制器大約經(jīng)歷了三個階段：
    第一階段：開發(fā)的PLC容量較小，I/O點(diǎn)數(shù)小于120點(diǎn)。用戶存儲區(qū)容量在2KB左右，掃描速度為20~50ms/KB，指令較為簡單，只有邏輯運(yùn)算、計時、計數(shù)等，編程語言采用簡單的語句表語言。使用上，主要用來作開關(guān)量控制。
    第二階段：PLC的容量有所擴(kuò)展，I/O點(diǎn)數(shù)從512點(diǎn)至1024點(diǎn)，用戶程序存儲區(qū)擴(kuò)展到8KB以上，速度也有提高，掃描速度達(dá)到5~6ms/KB，指令功能除了基本的邏輯運(yùn)算、計時、計數(shù)外，還增加了算術(shù)運(yùn)算指令、比較指令，以及模擬量處理指令等，輸入/輸出類型也由純開關(guān)量I/O，擴(kuò)展為帶模擬量的I/O。編程語言除了使用語句表外，還可以使用梯形圖編程語言。
    第三階段：進(jìn)入80年代以來，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，以16位和32位微處理器構(gòu)成的PLC得到驚人的發(fā)展，其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了上述兩階段的產(chǎn)品。使PLC在概念，設(shè)計，性價比以及應(yīng)用方面都有了新的突破。這一階段的產(chǎn)品向大型和小型兩個方向發(fā)展。大型產(chǎn)品的I/O點(diǎn)數(shù)，超過4 000點(diǎn)，有些產(chǎn)品達(dá)到8 000個I/O點(diǎn)，用戶存儲區(qū)容量超過32KB，配置有各種智能模塊（例如溫度控制模塊、軸定位模塊、過程控制模塊等）和通信模塊，掃描速率也大大提高，達(dá)到0.47ms/KB，指令功能除了基本的邏輯運(yùn)算、計時、計數(shù)、順序控制外，還有算術(shù)浮點(diǎn)運(yùn)算指令、PID調(diào)節(jié)功能指令、圖形組態(tài)功能指令、網(wǎng)絡(luò)和通信指令等。編程語言普遍采用梯形語言，同時也使用語句表和順序功能圖語言（典型的有GRAFCET語言）。為了提高系統(tǒng)的可靠性，設(shè)計上考慮了容錯技術(shù)和冗余技術(shù)等。這一階段的小型產(chǎn)品向超小型化和加強(qiáng)型功能發(fā)展，有16點(diǎn)I/O，24點(diǎn)I/O的整體型小型PLC，在小型PLC上配置模擬量I/O、通信口、高速計數(shù)，指令上也設(shè)置有算術(shù)運(yùn)算、比較指令以及PID調(diào)節(jié)指令。小型PLC使用的手握式編程器使用大面積液晶顯示器，也可以用梯形圖和GRAFCET語言進(jìn)行編程。
    這一階段PLC的軟件設(shè)計也有很大改進(jìn)，普遍實(shí)現(xiàn)了軟件模塊化設(shè)計，在PLC產(chǎn)品上提供大量的通用和專用軟件功能模塊，用戶通過簡單的功能調(diào)用就可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制任務(wù)，給使用帶來極大的方便。使用的編程器越來越完善，專用編程器實(shí)際上已經(jīng)是一臺個人計算機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)離線編程或在線編程及監(jiān)控，程序打印以及程序固化，實(shí)現(xiàn)圖形組態(tài)，可以聯(lián)網(wǎng)（即掛在PLC網(wǎng)絡(luò)上），有些編程器還可以使用高級語言。除了專用編程器外，很多PLC可以使用通用的筆記本電腦實(shí)現(xiàn)編程，開發(fā)一些專用軟件，充分利用個人計算機(jī)的能力，完成各種高級的編程功能，省卻了專用編程器，既便于推廣又節(jié)省投資。隨著技術(shù)的進(jìn)步，PLC的功能越來越強(qiáng)，應(yīng)用范疇越來越廣，與其它工業(yè)控制機(jī)，如分散型控制系統(tǒng)（DCS）的界限已經(jīng)不十分明顯，很多以往必須由分散型控制系統(tǒng)來完成的控制，現(xiàn)在用PLC都能實(shí)現(xiàn)，因此在應(yīng)用上“交錯”已經(jīng)成為普遍現(xiàn)象。