1971年，Intel公司设计了世界上第一个微处理器芯片Intel 4004,并以它为核心组成了世界 上第一台微型计算机MCS-4。它开创了计算机应用的新时代。但是将普通PC直接移植于电气 控制系统，存在系统过于复杂、成本太高的问题。直到专门为工业控制而设计的单片机诞生，

这一问题才得以解决。

1. 单片机

单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把整个计算机系统集 成到一个芯片上。概括地讲，一块芯片就是一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、软 件可修改、为应用和开发提供了便利条件。利用单片机可以实现柔性控制、通信技术、多目标 控制、仿真与智能控制。

单片机虽然具有强大的功能，但是它的价格很低（一般在十元以内）。低廉的价格和强大的 功能为单片机在电气控制领域内的应用创造了条件。目前，单片机的使用领域己十分广泛，如 智能仪表、实时工控、通信设备、导航系统、家用电器等。

单片机的最小系统只用一片集成电路，它作为控制部分的核心部件，可进行简单的运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控设备的“肚子”内。一个单片机系统的最低价格只有几 十元。单片机控制系统使用灵活，多用于有一定生产批量、专业性比较强、市场面不是很大的 领域。因为如果市场面很大，生产批量大，就会有更加经济的专用控制芯片生产出来。单片机 控制系统比较适宜小批量生产及在旧设备技术改造中应用。

2. 可编程逻辑控制器（PLC)

随着大规模集成电路和微处理机技术的发展及应用，电气控制技术也发生了根本性的变化， 在20世纪70年代，出现了将计算机存储技术引入顺序控制器，产生了新型工业控制器一可 编程序控制器（PLC),它兼备了计算机控制和继电器控制系统两方面的优点，故目前在世界各 国已作为一种标准化通用电器普遍应用于工业自动控制领域。

可编程控制器技术是以硬接线的继电器-接触器控制为基础，逐步发展为既有逻辑控制、计 时、计数，又有运算、数据处理、模拟量调节、连网通信等功能的控制装置。它可通过数字量 或模拟量的输入、输出满足各种类型设备控制的需要。可编程控制器及有关外部设备，均按既 易于与工业控制系统组成一个整体，又易于扩充其功能的原则设计。可编程控制器己成为生产 机械设备中开关量控制的主要电气控制装置。

可编程逻辑控制器（PLC)是利用单片机技术由模仿原继电器控制原理发展起来的，20世 纪70年代的PLC只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。它用来存储执行逻辑运算、 顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令，并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或 生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储 器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示 程序存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加1,程序从起始步 (步序号为零）起依次执行到最终步（通常为END指令)，再返回起始步循环运算。PLC每完成 一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC，循环扫描周期在叫s到几十ins之 间。PLC用梯形图编程，在计算逻辑方面，表现出快速的优点，扫描周期在微秒量级，计算1KB 逻辑程序用时不到lms。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟 量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算，把计算结果传送给PLC的控制器。

对于相同I/O点数的系统，用PLC比用计算机集中控制系统（DCS)的成本要低一些（大 约能省40%)。PLC没有专用操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比DCS要 低很多。一个大型的PLC控制器可以接收几千个I/O点（最多可达8000多个I/O)。如果被控对 象主要是设备连锁、回路很少，采用小型PLC较为合适。PLC由于采用通用软件，在设计企业 的管理信息系统方面要容易一些。

通用PLC应用于专用设备时，可以认为它就是一个嵌入式控制器，但PLC相对一般嵌入式 控制器而言具有更高的可靠性和更好的稳定性。可编程控制器作为离散控制的首选产品，以微 处理器为核心，通过软件手段实现各种控制功能。它具有通用性强、可靠性高、能适应恶劣的 工业环境、指令系统简单、编程简便易学、易于掌握、体积小、维修工作少、现场连接安装方 便等一系列优点，正逐步取代传统的继电器控制系统，广泛应用于各个行业的控制中。