中央處理單元(CPU)一般由控制器、運算器和寄存器組成，這些電路都集成在一個芯片內。CPU通過數據總線、地址總線和控制總線與存儲單元、輸入輸出接口電路相連接。與一般計算機一樣，CPU是PLC的核心，它按PLC中系統程序賦予的功能指揮PLC有條不紊地進行工作。用戶程序和數據事先存入存儲器中，當PLC處于運行方式時，CPU按循環掃描方式執行用戶程序。 CPU的主要任務有：控制用戶程序和數據的接收與存儲;用掃描的方式通過I/O部件接收現場的狀態或數據。并存人輸入映像寄存器或數據存儲器中;診斷PLC內部電路的工作故障和編程中的語法錯誤等;PLC進入運行狀態后，從存儲器逐條讀取用戶指令，經過命令解釋后按指令規定的任務進行數據傳送、邏輯或算術運算等;根據運算結果，更新有關標志位的狀態和輸出映像寄存器的內容，再經輸出部件實現輸出控制、制表打印或數據通訊等功能。不同型號的PLC其CPU芯片是不同的，有采用通用CPU芯片的，有采用廠家自行設計的專用CPU芯片的。CPU芯片的性能關系到PLC處理控制信號的能力與速度，CPU位數越高，系統處理的信息量越大，運算速度也越快。PLC的功能是隨著CPU芯片技術的發展而提高和增強的。
