在发达的工业国家，PLC已经广泛地应用在所有的工业部门，随着PLC的性能价格比不断提高，过去许多使用专用计算机的场合也可以使用PLC。PLC的应用范围不断的扩大，主要有以下几个方面：
1、开关量逻辑控制
这是PLC最基本最广泛的应用，PLC的输入信号和输出信号都是只有通/断状态的开关量信号，这种控制与继电器控制最为接近，可以用价格较低，仅有开关量控制功能的PLC作为继电器控制系统的替代物。开关量逻辑控制可以用于单台设备，也可以用于自动生产线，如各种继电控制、冲压、铸造机械、运输带、包装机械的控制，电梯的控制，化工系统中各种泵和电磁阀的控制，冶金系统的高炉上料系统，轧机，连铸机、飞剪的控制，电镀生产线、啤酒灌装生产线、汽车装配生产线、电视机和收音机生产线的控制等。
2、运动控制
PLC可用于对直线运动或圆周运动的控制。早期直接用开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使拥有专用的运动控制模块，世界上各主要PLC厂家生产的PLC几乎都有运动控制功能。PLC的运动控制功能广泛地用于各种机械，如金属切削机床，金属成型机械、装配机械、机器人、电梯等。
3、闭环过程控制
过程控制是指对温度、压力、流量等连续变化的模拟量的闭环控制。PLC通过模拟量I/O模块，实现模拟量（Analog）和数字量(Digital)之间的A/D转换和D/A转换。并对模拟量实行闭环PID控制。现代的大中型PLC一般都有PID闭环控制功能，这一功能可以用专用的智能PID模块PID子程序来实现，也可以设计PID子程序来完成，更多的使用专用PID功能指令来完成。PLC的模拟量PID控制功能已经广泛地应用于塑料挤压成型机、加热炉、热处理炉、锅炉等设备，以及轻工、化工、机械、冶金、电力、建材等行业。
4、数据处理
现代的PLC具有数学运算（包括矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据运算、转换、排序和查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析和处理。这些数据可以与储存在存储器中的参考值比较，也可以用通信功能传到别的智能装置，或者将他们打印制表，数据处理一般用于大型控制系统，如无人柔性制造系统，也可以用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
5、通信
PLC的通信包括可编程序控制器之间的通信、可编程序控制器和其他智能控制设备的通信。随着计算机控制的发展，近年来国外工厂自动化通信网络发展的很快，各著名的PLC生产厂商都推出了PLC之间的网络系统。
并不是所有的PLC都有上述全部功能，有些小型可编程序控制器只具有上述的部分功能，但是价格较低。
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