PLC通常由中央處理器、存儲器、輸入輸出(I/O)通道、定時器(T)、計數器(C)等單元組成。有時還接有打印機、CRT顯示器等外部設備，并由編程器輸入控制程序。PLC的結構與計算機相似，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成，與微型計算機的CPU相似。其功能是按PLC中系統程序賦予的功能，接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數據;用掃描的方式接收現場輸入裝置的狀態和數據，并存人數據寄存器中;診斷電源、PLC內部電路工作狀態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，并按程序規定的任務，產生相應的信號，去開、關有關電路;分時、分渠道去執行數據的存取、傳輸、組合、比較和變換，完成用戶程序中規定的邏輯控制或運算等任務;根據運算結果，更新有關標志位的狀態或數據寄存器中的有關內容，實現輸出控制、制表和數據通信等。

②程序存儲器。其中系統程序存儲器用以存放系統工程程序(監控程序)、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(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，即使電網停電，用戶存儲器內的程序也不會丟失。

⑨輸入緗出通道I/O。I/O是CPU與現場真空裝置或其它外部設備之間的連接部件。PLC提供了各種用途、各種操作電平與驅動能力的I/O供用戶選用。I/O具有電平轉移、電氣隔離、串餅行交換、數據傳輸、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、調試和監視，并可以調用和顯示PLC的一些內部狀態和系統參數。它利用通令接口與CPU聯系，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/監控轉換開關。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行編輯。編程器分為簡易型和智能型兩種，前者只能聯機編程，后者既可以聯機編程，又可以獨立編程。

⑤外部設備。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備，把用戶程序輸入并存放在CPU的用戶存儲器中。當PLC投入運行時，CPU根據系統程序規定的順序，不斷循環掃描，完成各輸入點的狀態及數據采集，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，按指令規定的內容，對相應的輸入、輸出開關量及中間變量進行邏輯運算，將運算結果存入輸出鎖存器或中間變量存儲器，驅動執行機構，完成真空裝置及工藝的控制。一條指令執行完畢后，立即取出并執行下一條指令。此時如果程序中設置轉移指令，則程序便跳轉到指定地址的指令上，再按新的順序執行。一般程序的掃描周期是幾十毫秒。