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PLC的硬件主要由*处理器（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部分组成。其中，CPU是PLC的核心，输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路，通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。
对于整体式PLC，所有部件都装在同一机壳内，其组成框图如图1所示；对于模块式PLC，各部件立封装成模块，各模块通过总线连接，安装在机架或导轨上，其组成框图如图2所示。无论是哪种结构类型的PLC，都可根据用户需要进行配置与组合。
尽管整体式与模块式PLC的结构不太一样，但各部分的功能作用是相同的，下面对PLC主要组成各部分进行简单介绍。
1．处理单元（CPU）
同一般的微机一样，CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU 随机型不同而不同，常用有三类：通用微处理器（如Z80、8086、80286等）、单片微处理器（如8031、8096等）和位片式微处理器(如AMD29W等) 。小型PLC大多采用8位通用微处理器和单片微处理器；中型PLC大多采用16位通用微处理器或单片微处理器；大型PLC大多采用高速位片式微处理器。
目前，小型PLC为单CPU系统，而中、大型PLC则大多为双CPU系统，甚至有些PLC中多达8 个CPU。对于双CPU系统，一般一个为字处理器，一般采用8位或16位处理器；另一个为位处理器，采用由各厂家设计制造的芯片。字处理器为主处理器，用于执行编程器接口功能，监视内部定时器，监视扫描时间，处理字节指令以及对系统总线和位处理器进行控制等。位处理器为从处理器，主要用于处理位操作指令和实现PLC编程语言向机器语言的转换。位处理器的采用,提高了PLC的速度，使PLC更好地满足实时控制要求。
在PLC中CPU按系统程序赋予的功能，指挥PLC有条不紊地进行工作，归纳起来主要有以下几个方面：
1）       接收从编程器输入的用户程序和数据。
2）       诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。
3）       通过输入接口接收现场的状态或数据，并存入输入映象寄有器或数据寄存器中。
4）       从存储器逐条读取用户程序，经过解释后执行。
5）       根据执行的结果，更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容，通过输出单元实现输出控制。有些PLC还具有制表打印或数据通信等功能。
2．存储器
存储器主要有两种：一种是可读/写操作的随机存储器RAM，另一种是只读存储器ROM、PROM 、EPROM 和EEPROM。在PLC中，存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。
系统程序是由PLC 的制造厂家编写的，和PLC的硬件组成有关，完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能，提供PLC运行的平台。系统程序关系到PLC的性能，而且在PLC使用过程中不会变动，所以是由制造厂家直接固化在只读存储器ROM、PROM或EPROM中，用户不能访问和修改。
用户程序是随PLC的控制对象而定的，由用户根据对象生产工艺的控制要求而编制的应用程序。为了便于读出、检查和修改，用户程序一般存于CMOS静态RAM中，用锂电池作为后备电源，以保证掉电时不会丢失信息。为了防止干扰对RAM中程序的破坏，当用户程序经过运行正常，不需要改变，可将其固化在只读存储器EPROM中。现在有许LC直接采用EEPROM作为用户存储器。
工作数据是PLC运行过程中经常变化、经常存取的一些数据。存放在RAM中，以适应随机存取的要求。在PLC的工作数据存储器中，设有存放输入输出继电器、继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区，这些器件的状态都是由用户程序的初始设置和运行情况而确定的。根据需要，部分数据在掉电时用后备电池维持其现有的状态，这部分在掉电时可保存数据的存储区域称为保持数据区。
由于系统程序及工作数据与用户无直接联系，所以在PLC 产品样本或使用手册中所列存储器的形式及容量是指用户程序存储器。当PLC提供的用户存储器容量不够用，许LC还提供有存储器扩展功能。
3．输入/输出单元
输入/输出单元通常也称I/O单元或I/O模块，是PLC与工业生产现场之间的连接部件。 PLC通过输入接口可以检测被控对象的各种数据，以这些数据作为PLC对被控制对象进行控制的依据；同时PLC又通过输出接口将处理结果送给被控制对象，以实现控制目的。
由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平是多种多样的，而PLC内部CPU的处理的信息只能是标准电平，所以I/O接口要实现这种转换。I/O接口一般都具有光电隔离和滤波功能，以提高PLC的抗干扰能力。另外，I/O接口上通常还有状态指示，工作状况直观，便于维护。

S7-300系列PLC的输入／输出模块的外部接线接在插入式的前连接器的端子上，前连接器插在前盖后面的凹槽内。不需断开前连接器上的外部连线，可以迅速地更换模块。次插入连接器时，有一个编码元件与之啮合，这样该连接器只能插入同样类型的模块中。
信号模块面板上的LED用来显示各数字量输入／输出点的信号状态，模块安装在DIN标准导轨上，通过总线连接器与相邻的模块连接。模块的默认地址由所在的位置决定，也可以用STEP 7模块的地址。
数字量模块
数字量输入模块SM321
数字量输入模块将现场过程送来的数字1信号电平转换成S7-300内部信号电平。数字量输入模块有直流输入方式和交流输入方式。对现场输入器件，仅要求提供开关触点即可。输入信号进入模块后，一般都经过光电隔离和滤波，然后才送至输入缓冲期等待CPU采样。采样时，信号经过背板总线进入到输入映像区。
数字量输入模块SM321的技术特性如表1-14所示。模块的每个输入点有一个绿色发光二管显示输入状态，输入开关闭合（即有输入电压）时，二管点亮。
数字量输出模块SM322将S7-300内部信号电平转换成过程所要求的外部信号电平，同时有隔离和功率放大作用，可直接用于驱动电磁阀、接触器、小型电动机、灯和电动机启动器等，输出电流的典型值为0.5～2A，负载电源由外部现场提供。
数字量输出模块按输出开关器件的种类不同，可分为晶体管输出方式、晶闸管输出方式和继电器触点输出方式。晶体管输出方式的模块只能带直流负载，属于直流输出模块；晶闸管输出方式属于交流输出模块；继电器触点输出方式的模块属于交直流两用输出模块。从响应速度上看，晶体管输出方式响应快，继电器触点输出方式响应慢；从隔离效果及应用灵活性角度来看，以继电器触点输出方式佳。
32点数字量晶体管输出模块的内部电路及外部端子接线图如图1-15所示。晶体管输出模块只能驱动直流负载，具有过载能力差、响应速度快等特点，适合动作比较频繁的应用场合。
32点数字量晶闸管输出模块的内部电路及外部端子接线图如图1-16所示。晶闸管输出模块一般只能驱动交流负载，具有响应速度快、过载能力差等特点，适合动作比较频繁的应用场合。
16点数字量继电器触点输出模块的内部电路及外部端子接线图如图1-17所示。继电器触点输出模块既能用于交流负载，也能用于直流负载，具有负载电压范围宽、道通压降小、承受瞬时过电压和过电流的能力强等优点，但继电器动作时间长，不适合要求频繁动作的应用场合。
数字量输出模块SM322的技术特性如表1-15所示。模块的每个输出点有一个绿色发光二管显示输出状态，输出逻辑“1”时，发光二管点亮。
在选择数字量输出模块时，应注意电压的种类和大小、工作频率和负载的类型（电阻性、电感性负载、机械负载或者）。除了每一点的输出电流外，还应注意每一组的大输出电流。此外，因每个模块的端子共地情况不同，还要考虑现场输出信号负载回路的供电情况。例如，现场需输出4点信号，但每点用的负载回路电源不同，此时8点继电器输出模块将是佳的选择，选用别的输出模块将增加模块的数量。
数字量输入／输出模块SM323
数字量输入／输出模块SM323是在一块模块上同时具备输入点和输出点的信号模块。SM323模块的输入和输出电路均设有光电隔离电路，输出点采用晶体管输出，并设有电子式短路保护装置，在额定输入电压下输入延时为1.2～4.8ms。DI16/D016模块的内部电路及外部端子接线图如图1-18所示。
数字量输入／可配置输入或输出模块SM327
SM327数字量输入／可配置输入或输出模块具有8个立输入点，8个可立配置为输入或输出点，带隔离功能，额定输入电压和额定负载电压均为DC 24V，输出电流为0.5A，在RUN模式下可动态地修改模块的参数。SM327数字量模块的内部电路及外部端子接线图如图1-19所示。
仿真模块SM374
SM374主要用于程序的调试，比较适合于教学，它可以仿真DI16/D016、DI8/D08的数字量模块。SM374的操作面板如图1-20所示。
SM374面板上有一个功能设定开关，它可以仿真所需要的数字量模块；有16个开关，用于输入状态的设置；有16个绿色LED指示灯，用于指示I/O状态。
需要注意，当CPU处于RUN模式时，不能通过开关进行模式设置。

PLC模块是将PLC的各功能的单元分别做成象积木一样的模块，可以根据需要进行组合，以适应各种不同的需求，常用的有电源模块、CPU模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、高速计数模块、通讯模块、数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块，每种里又有多种规格，型号。 可以按照需要组合。

PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。
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