PLC通常由中央處理器、存儲器、輸入輸出(I/O)通道、定時器(T)、計數(shù)器(C)等單元組成。有時還接有打印機、CRT顯示器等外部設(shè)備，并由編程器輸入控制程序。PLC的結(jié)構(gòu)與計算機相似，各組成部分的功能是：
①中央處理器CPU。它是PLC的核心部件，它由處理器、中間變量存儲器等構(gòu)成，與微型計算機的CPU相似。其功能是按PLC中系統(tǒng)程序賦予的功能，接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù);用掃描的方式接收現(xiàn)場輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并存人數(shù)據(jù)寄存器中;診斷電源、PLC內(nèi)部電路工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤。在PLC運行時，從存儲器中逐條讀取用戶程序，并按程序規(guī)定的任務(wù)，產(chǎn)生相應(yīng)的信號，去開、關(guān)有關(guān)電路;分時、分渠道去執(zhí)行數(shù)據(jù)的存取、傳輸、組合、比較和變換，完成用戶程序中規(guī)定的邏輯控制或運算等任務(wù);根據(jù)運算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)或數(shù)據(jù)寄存器中的有關(guān)內(nèi)容，實現(xiàn)輸出控制、制表和數(shù)據(jù)通信等。
②程序存儲器。其中系統(tǒng)程序存儲器用以存放系統(tǒng)工程程序(監(jiān)控程序)、功能子程序及管理程序。用戶程序存儲器用以存放控制算法系數(shù)(模擬量)及用戶編制的程序。PLC用戶存儲器通常以字(16位/字)為單位來表示存儲器的容量。在PLC產(chǎn)品資料中所給的存儲器類型及容量，就是指用戶存儲器而言。由于用戶存儲器采用備周的鋰電池供電，即使電網(wǎng)停電，用戶存儲器內(nèi)的程序也不會丟失。
⑨輸入緗出通道I/O。I/O是CPU與現(xiàn)場真空裝置或其它外部設(shè)備之間的連接部件。PLC提供了各種用途、各種操作電平與驅(qū)動能力的I/O供用戶選用。I/O具有電平轉(zhuǎn)移、電氣隔離、串餅行交換、數(shù)據(jù)傳輸、誤碼校驗、A/D或D/A變換及其它功能控制等。
④編程器。用于用戶程序的編制、調(diào)試和監(jiān)視，并可以調(diào)用和顯示PLC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。它利用通令接口與CPU聯(lián)系，完成人一機對話。編程器上有供編程用的各種功能鍵和指示燈，以及編程/監(jiān)控轉(zhuǎn)換開關(guān)。編程的鍵盤采用梯形圖語言鍵符或命令語言助記鍵符，也可以使用軟件指定的功能鍵符，通過屏幕對話方式進(jìn)行編輯。編程器分為簡易型和智能型兩種，前者只能聯(lián)機編程，后者既可以聯(lián)機編程，又可以獨立編程。
⑤外部設(shè)備。一般PLC配有盒式錄音機、打印機、EPROM寫入器、屏幕顯示裝置等。
⑥電源為一般工業(yè)用電源。 由于各種PLC的功能及指令不同，因而其工作原理也不完全相同。PLC通過編程器或其它輸入設(shè)備，把用戶程序輸入并存放在CPU的用戶存儲器中。當(dāng)PLC投入運行時，CPU根據(jù)系統(tǒng)程序規(guī)定的順序，不斷循環(huán)掃描，完成各輸入點的狀態(tài)及數(shù)據(jù)采集，并存入輸入通道的輸入寄存器中，同時，掃描用戶程序的每條指令，按指令規(guī)定的內(nèi)容，對相應(yīng)的輸入、輸出開關(guān)量及中間變量進(jìn)行邏輯運算，將運算結(jié)果存入輸出鎖存器或中間變量存儲器，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，完成真空裝置及工藝的控制。一條指令執(zhí)行完畢后，立即取出并執(zhí)行下一條指令。此時如果程序中設(shè)置轉(zhuǎn)移指令，則程序便跳轉(zhuǎn)到指定地址的指令上，再按新的順序執(zhí)行。一般程序的掃描周期是幾十毫秒。