整體式PLC又叫做單元式或箱體式PLC，CPU模塊、I/O模塊和電源裝在一個箱狀機殼內，結構非常緊湊。它的體積小、價格低，小型PLC一般采用整體式結構。圖1是三菱公司的FX1S系列PLC。
整體式PLC提供多種不同I/O點數的基本單元和擴展單元供用戶選用，基本單元內有CPU模塊、I/O模塊和電源，擴展單元內只有I/O模塊和電源，基本單元和擴展單元之間用扁平電纜連接。各單元的輸入點與輸出點的比例一般是固定的，有的PLC有全輸入型和全輸出型的擴展單元。選擇不同的基本單元和擴展單元，可以滿足用戶的不同要求。
整體式PLC一般配備有許多專用的特殊功能單元，如模擬量I/O單元、位置控制單元和通信單元等，使PLC的功能得到擴展。
FX系列的基本單元、擴展單元和擴展模塊的高度和深度相同，但是寬度不同。它們不用基板，各模塊可用底部自帶的卡子卡在DIN導軌上，兩個相鄰的單元或模塊之間用扁平電纜連接，安裝好后組成一個整齊的長方體。
