在PLC發(fā)明之前，在工業(yè)控制的順序控制領(lǐng)域內，常常采用諸如繼電器、鼓式開(kāi)關(guān)、紙帶閱讀器等機械、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(guò)程控制領(lǐng)域內，成為“開(kāi)關(guān)控制系統”中最廣泛使用的器件。但是，隨著(zhù)工業(yè)現代化的發(fā)展，生產(chǎn)規模越來(lái)越大，勞動(dòng)生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量的要求在不斷提高，對于控制系統的可靠性也提出了更高的要求，原有“繼電器控制系統”已不適應需要，究其原因是：動(dòng)作緩慢;壽命短、可靠性差;體積大、耗電多;設計制造周期長(cháng)、程序修改費時(shí);不能實(shí)現與計算機對話(huà)。
    到上世紀60年代后期，雖然小型計算機已日趨完善，應用領(lǐng)域也在不斷擴大，但小型計算機用于開(kāi)關(guān)控制系統，又顯然存在著(zhù)“大馬拉小車(chē)”的情況，這是由于小型計算機的特點(diǎn)決定的：編程復雜，要求有較高水平的編程人員和操作人員;需要配套非標準的外部接口，對環(huán)境和現場(chǎng)條件的要求過(guò)高;功能過(guò)剩，機器資源未能充分利用;造價(jià)高昂。
    需要與可能性，促使人們尋求新的出路，PLC應運而生。它首先應用于美國的汽車(chē)工業(yè)，這時(shí)的PLC用固態(tài)（集成）電路來(lái)代替繼電器邏輯電路，用存儲器電路中的存儲數位（程序）來(lái)代替繼電器系統的布線(xiàn)，以程序來(lái)規定邏輯關(guān)系；用固態(tài)I/O電路來(lái)檢測按鈕和限位開(kāi)關(guān)的信號，給出輸出以控制電機和其它執行機構。這時(shí)的PLC系統已開(kāi)始具有如下一些特點(diǎn)：環(huán)境適應性較強，可以使用于車(chē)間現場(chǎng)；有較高的可靠性和診斷能力，維修容易；基本能適應不同的制造過(guò)程所需，柔性度有了較大提高，只要改變系統中的程序即可改變控制“邏輯”，而無(wú)需改造或更換控制硬件等。
    自1976年以來(lái)，微處理器開(kāi)始引入PLC領(lǐng)域，大大加強了PLC的作用，使PLC由簡(jiǎn)單地代替繼電器電路，而發(fā)展為先進(jìn)的控制裝置。當今PLC具有采集與處理大量數據、完成數學(xué)運算、與其它智能器件通信的能力，以及具有先進(jìn)的人－機對話(huà)手段（如鍵盤(pán)、CRT和語(yǔ)音對話(huà)），近年來(lái)由于現場(chǎng)總線(xiàn)理念的出現和相關(guān)標準的建立，以及產(chǎn)品的迅速發(fā)展，PLC成為現場(chǎng)總線(xiàn)的一個(gè)重要組成部分，進(jìn)一步擴大了PLC的應用領(lǐng)域。
    由于PLC同時(shí)提高了功能和柔性度，使其應用迅速增長(cháng)，并普及到許多其它離散零件制造工業(yè)領(lǐng)域。隨后又擴展到與批量生產(chǎn)和連續生產(chǎn)過(guò)程有關(guān)的工業(yè)領(lǐng)域。隨著(zhù)CIMS（計算機集成制造系統）的發(fā)展，PLC當前還被人們用于工廠(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò )之中，與其它智能控制器和計算機系統一起成為計算機綜合控制系統中的重要組成部分，特別是單元級和工作站級。
    從1969年第一臺PLC問(wèn)世至今，可編程控制器大約經(jīng)歷了三個(gè)階段：
    第一階段：開(kāi)發(fā)的PLC容量較小，I/O點(diǎn)數小于120點(diǎn)。用戶(hù)存儲區容量在2KB左右，掃描速度為20~50ms/KB，指令較為簡(jiǎn)單，只有邏輯運算、計時(shí)、計數等，編程語(yǔ)言采用簡(jiǎn)單的語(yǔ)句表語(yǔ)言。使用上，主要用來(lái)作開(kāi)關(guān)量控制。
    第二階段：PLC的容量有所擴展，I/O點(diǎn)數從512點(diǎn)至1024點(diǎn)，用戶(hù)程序存儲區擴展到8KB以上，速度也有提高，掃描速度達到5~6ms/KB，指令功能除了基本的邏輯運算、計時(shí)、計數外，還增加了算術(shù)運算指令、比較指令，以及模擬量處理指令等，輸入/輸出類(lèi)型也由純開(kāi)關(guān)量I/O，擴展為帶模擬量的I/O。編程語(yǔ)言除了使用語(yǔ)句表外，還可以使用梯形圖編程語(yǔ)言。
    第三階段：進(jìn)入80年代以來(lái)，隨著(zhù)大規模和超大規模集成電路等微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，以16位和32位微處理器構成的PLC得到驚人的發(fā)展，其功能遠遠超出了上述兩階段的產(chǎn)品。使PLC在概念，設計，性?xún)r(jià)比以及應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(gè)方向發(fā)展。大型產(chǎn)品的I/O點(diǎn)數，超過(guò)4 000點(diǎn)，有些產(chǎn)品達到8 000個(gè)I/O點(diǎn)，用戶(hù)存儲區容量超過(guò)32KB，配置有各種智能模塊（例如溫度控制模塊、軸定位模塊、過(guò)程控制模塊等）和通信模塊，掃描速率也大大提高，達到0.47ms/KB，指令功能除了基本的邏輯運算、計時(shí)、計數、順序控制外，還有算術(shù)浮點(diǎn)運算指令、PID調節功能指令、圖形組態(tài)功能指令、網(wǎng)絡(luò )和通信指令等。編程語(yǔ)言普遍采用梯形語(yǔ)言，同時(shí)也使用語(yǔ)句表和順序功能圖語(yǔ)言（典型的有GRAFCET語(yǔ)言）。為了提高系統的可靠性，設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，指令上也設置有算術(shù)運算、比較指令以及PID調節指令。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(yǔ)言進(jìn)行編程。
    這一階段PLC的軟件設計也有很大改進(jìn)，普遍實(shí)現了軟件模塊化設計，在PLC產(chǎn)品上提供大量的通用和專(zhuān)用軟件功能模塊，用戶(hù)通過(guò)簡(jiǎn)單的功能調用就可實(shí)現復雜的控制任務(wù)，給使用帶來(lái)極大的方便。使用的編程器越來(lái)越完善，專(zhuān)用編程器實(shí)際上已經(jīng)是一臺個(gè)人計算機，可以實(shí)現離線(xiàn)編程或在線(xiàn)編程及監控，程序打印以及程序固化，實(shí)現圖形組態(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(yǔ)言。除了專(zhuān)用編程器外，很多PLC可以使用通用的筆記本電腦實(shí)現編程，開(kāi)發(fā)一些專(zhuān)用軟件，充分利用個(gè)人計算機的能力，完成各種高級的編程功能，省卻了專(zhuān)用編程器，既便于推廣又節省投資。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，PLC的功能越來(lái)越強，應用范疇越來(lái)越廣，與其它工業(yè)控制機，如分散型控制系統（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來(lái)完成的控制，現在用PLC都能實(shí)現，因此在應用上“交錯”已經(jīng)成為普遍現象。