在工业生产过程中，采用大量开关量进行顺序控制，它按照一定逻辑条件顺序动作、按逻辑关系进行连锁保护控制，并采集大量离散数据。传统上这些功能通过气动或电气控制系统实现，以往的顺序控制器主要由继电器组成，构成的系统只能按设定顺序工作，要改变控制顺序必须改变硬件设置，使用十分不便。

为此，1968 年美国 GM（通用汽车）公司提出取代继电器控制装置的要求：① 编程方便、可在现场修改程序；② 维修方便、采用插件式结构；③ 可靠性高于继电器装置；④ 体积比继电器小；⑤ 可与管理计算机进行数据交换；⑥ 成本低、可与继电器竞争；⑦ 可采用市电输入供电；⑧ 输出可为市电、能直接驱动接触器；⑨ 进行扩展时最小地改变原系统结构；⑩ 用户存储器大于 4 kB。

1969 年美国数字公司研制出基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化手段应用于电气控制，这就是第一代可编程控制器（Programmable Controller，PC）。这台 PLC（PDP-14）在通用汽车公司的生产线上试用成功，取得满意效果。

这一新型工业控制装置的出现受到世界各国的高度重视。1971 年日本从美国引进该技术并研制出日本第一台 PLC；1973 年西欧国家也研制出各自第一台 PLC；我国从 1974 年开始研制 PLC，1977 年应用于工业。

后来个人计算机（PC）蓬勃发展，为区别于可编程控制器、并反映其功能特点，人们将可编程控制器定名为 Programmable Logic Controller（PLC）。PLC 定义有多种，国际电工技术委员会（IEC）对 PLC 的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。

随着集成电路与计算机技术的发展，20 世纪 80 年代至 90 年代中期是 PLC 发展最快的时期，年增长率一直保持在 30%～40%。这一时期 PLC 在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力上得到大幅提高，逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了曾处于过程控制统治地位的 DCS 系统。