PLC由CPU、电源、输入电路、输出电路、存储器和通信接口电路组成，如图所示。
PLC内部结构
一、CPU
PLC的CPU实际上就是中央处理器，它可以对各种数据进行计算和处理，将各种输入信号转换成寄存器，然后进行逻辑运算、计时、计数、算术运算、数据处理和传输、通信联网以及各种运算，将编译好的程序进行编译，执行命令，将结果传送到输出端，以响应各种外部设备。
二、内存
PLC系统中的存储器主要用于存储系统程序、用户程序和工作状态数据。PLC的存储器包括系统程序存储器和用户存储器。
1.系统程序存储器
系统程序存储器(ROM)用于存储系统管理程序、监控程序和系统内部数据。PLC在出厂前已经固化在ROM或PROM中，用户不能更改。
2.用户存储器(RAM)
RAM包括用户程序存储器(程序区)和数据存储器(数据区)。
RAM存储各种临时数据、中间结果和用户程序。这种存储器一般由低功耗CMOS-RAM组成，其中存储的内容可以被读取和修改。断电后，存储的内容丢失，一般由锂电池保存。也就是说，用户存储器是用来存储用户针对特定的控制任务，用PLC编程语言编写的各种程序。
根据所选存储器的类型(可以是RAM、EPROM、EEPROM)，用户的存储器是不同的，用户可以修改、增加或减少程序。用户数据存储器可用于存储用户使用的设备的开/关状态和数据。用户数据存储器的大小关系到用户程序容量的大小，是反映PLC性能的重要指标。
为了方便PLC的读写和修改，用户程序一般存储在CMOS静态RAM中，用锂电池维持电源的持续供应，保证断电后程序不会丢失。
存储在RAM中的工作数据是PLC运行过程中频繁变化和采集的数据，以满足随机存取的要求。在PLC的工作数据存储器中，有输入输出继电器、辅助继电器、计数器、定时器等逻辑数据存储区。这些设备的状态由用户程序的初始值设置和操作决定。根据需求，断电时部分数据会用备用电池保持现有状态，断电时可以保存数据的这部分存储区域称为保留数据区。
三、输入/输出接口
开关量I/O接口是与工业生产现场控制设备连接的接口。
开关的输入输出接口采用光电隔离和RC滤波，实现了PLC内部电路与外部电路的电气隔离，降低了电磁干扰，满足了工业现场各种信号的匹配要求。
如开关输入接口电路采用光电耦合电路，将限位开关、手动开关、编码器等现场输入设备的控制信号转换成CPU可以接受和处理的数字信号。
1.输入接口
输入接口用于接收和收集外部输入信号，并将这些信号转换成CPU可接受的内部信息。
输入接口电路可以采集三种信号，包括有源开关、无源开关和模拟信号。按钮、接触器触点、行程开关都是无源开关，接近开关、晶体管开关电路是有源开关，模拟信号是电位器、测速发电机、各种变送器产生的信号。
2.输出接口
输出接口电路是PLC与外部负载之间的桥梁，可以将PLC的输出信号转换成可以驱动外部电路的控制信号，从而控制接触器线圈等电器的通断。
开关输出电路包括继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出。
继电器输出响应慢，负载能力高。每个端口最大输出电流为2A，可接DC或交流负载。
晶体管输出响应快，负载能力小，每个端口输出的电流为几十毫安，可接DC负载。等效电路如下图所示：
四、电源模块
PLC的电源模块可以将外部输入电源转换成PLC内部电路所需的DC电源，如CPU、存储器、I/O接口等。
很多PLC的DC电源采用DC稳压开关电源，既能提供多种独立电压供内部使用，又能为外部输入(如传感器)提供电源。根据PLC的型号不同，有的采用单交流电源，一般为220v，有的采用DC电源，一般为24 V .
