هر سیستم کنترلی را به سه بخش اصلی می‌توان تقسیم کرد : ورودی ، بخش پردازشگر و خروجی.
سیگنال های ورودی توسط مبدل‌ها که کمیت‌های فیزیکی را به سیگنال‌های الکترونیکی تبدیل می‌کنند ، فراهم می‌شوند.
یک سیستم کنترل باید بتواند بر طریقه عملکردی یک فرآیند دخالت و تسلط داشته باشد. این کار با استفاده المان‌های خروجی، از قبیل پمپ‌ها، موتورها، پیستون‌ها، رله‌ها و … انجام می‌شود.
یک طرح کنترلی به دو روش قابل اجرا است:
با استفاده از سیستم‌های کنترل غیرقابل تغییر توسط اپراتور و نیز با استفاده از کنترل کننده‌های قابل برنامه‌ریزی.
رله یکی از قطعات مهم در بیشتر سیستم‌های کنترل مدرن است. این قطعه یک سوئیچ الکتریکی با ظرفیت جریانی بالاست. یک سیستم رله‌ای ممکن است شامل چند صد یا حتی چند هزار کنتاکت باشد.
PLC ها به عنوان جانشینی برای سیستم های منطقی رله‌ای و تایمری غیرقابل تغییر توسط اپراتور طراحی شدند تا به جای تابلوهای کنترل متداول قدیمی استفاده شوند. این کار به وسیله برنامه‌ریزی آن‌ها و اجرای دستورالعمل‌های منطقی ساده که اغلب به شکل دیاگرام نردبانی است، صورت می‌گیرد. PLC ها دارای یک سری توابع درونی از قبیل: تایمرها و شمارنده‌ها و شیفت رجیسترها می‌باشند که امکان کنترل مناسب را حتی با استفاده از کوچک‌ترین PLC نیز، فراهم می‌آورند.
یک PLC با خواندن سیگنال‌های ورودی، کار خود را شروع کرده و سپس دستورالعمل‌های منطقی (که قبلاَ برنامه‌ریزی شده و در حافظه جای گرفته است) را بر روی این سیگنال‌های ورودی اعمال می‌کند و در پایان، سیگنال‌های خروجی مطلوب را برای راه‌اندازی تجهیزات و ماشین‌آلات تولید می‌نماید. تجهیزات استانداردی درون PLCها تعبیه شده‌اند که به آن‌ها اجازه می‌دهد مستقیماَ و بدون نیاز به واسطه های مداری یا رله‌ها، به المان خروجی یا محرک (actuator) و مبدل‌های ورودی (مانند پمپ‌ها و سوپاپ‌ها) متصل شوند.
ادامه توضیحات در ادامه مطلب
با استفاده از PLCها ، اصلاح و تغییر یک سیستم کنترل بدون نیاز به تغییر محل اتصالات سیم‌ها ممکن شده است.
CPU بر تمام عملیاتی که در PLC رخ می‌دهد، کنترل و نظارت دارد و دستورالعمل‌های برنامه‌ریزی شده و ذخیره شده را اجرا می‌کند.
تمام PLC های مدرن برای ذخیره برنامه از حافظه‌های نیمه هادی مانند EPROM, RAM یا EEPROM استفاده می‌کنند.
عملاَ از RAM برای تکمیل برنامه مقدماتی و تست آن استفاده می‌شود، زیرا که امکان تغییر و اصلاح راحت برنامه را فراهم می‌آورد.
پس از این که یک برنامه تکمیل شد و مورد آزمایش قرار گرفت می‌توان آن را در PROM یا EPROM، که اغلب ارزانتر از قطعات RAM می‌باشند، بار (Load) کرد. برنامه‌ریزیی PROM معمولاَ توسط یک برنامه‌ریز مخصوص صورت می‌گیرد.
معیار اولیه مشخص کننده اندازه PLCها، در قالب حجم حافظه برنامه و حداکثر تعداد ورودی و خروجی‌هایی که سیستم قادر به پشتیبانی از آن‌هاست ارائه می‌شود. اما به منظور ارزیابی و محک مناسب هر PLC، باید خصوصیات دیگری از آن، از قبیل نوع پردازشگر، زمان اجرای یک سیکل برنامه، تسهیلات زبان برنامه‌نویسی، توابع (از قبیل شمارنده، تایمر و …) قابلیت توسعه و … را نیز در نظر بگیریم.
برخی ویژگی‌های خاص، PLC ها را ابزاری مناسب جهت انجام عملیات کنترل صنعتی نموده است.
از این ویژگی‌ها عبارتند از:
- تجهیزات حفاظت کننده ها PLC ها از نویز و شرایط نامساعد محیطی
- ساختار PLC ها، به سادگی امکان تعویض یا افزودن واحد یا واحدهایی را به PLC می‌دهد.
(مثلاَ اضافه کردن کارت های توسعه دهنده واحد ورودی/ خروجی و یا اضافه کردن کارت های آنالوگ )
- اتصالات استاندارد ورودی/ خروجی و نیز سطوح سیگنال استاندارد
- زبان برنامه‌نویسی قابل درک و آسان (مانند دیاگرام نردبانی LAD)
PLC های ساخته شده برای انواع گوناگون کاربرد ها قابل استفاده می باشند به طور مثال :
PLC های جامع و کامل کوچک با 20 ورودی/ خروجی و 500 مرحله یا گام برنامه‌نویسی تا سیستم‌های ماژولار با ماژول‌های قابل افزایش را دربرگرفته است ماژول‌ها برای انجام وظایفی نظیر:
- ورودی/ خروجی آنالوگ
- کنترل PID (تناسبی، انتگرال‌گیر و مشتق‌گیر)
- ارتباطات شبکه
- نمایش گرافیکی
- ورودی/ خروجی اضافی
- حافظه‌های اضافی و …
