PLC的中央处理器（CPU 一般由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路都集成在一个芯片内。CPU通过数据总线、地址总线和控制总线与存储单元、输入输出接口电路相连接。
与一般的计算机一样，CPU是整个PLC的控制中枢，它按PLC中系统程序赋予的功能指挥PLC有条不紊的进行工作。CPU主要完成下述工作：
（1）接收、存储用户通过编程器等输入设备输入的程序和数据。
（2）用扫描的方式通过I/O部件接收现场信号的状态或数据，并存入输入映像寄存器或数据存储器中。
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（3）诊断PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。
（4） PLC进入运行状态后，执行用户程序，完成各种数据的处理、传输和存储相应的内部控制信号，以完成用户指令规定的各种操作。
（5）响应各种外围设备(如编程器、打印机等）的请求。
PLC采用的CPU随机型不同而不同， 目前，小型PLC为单CPU系统，中型及大型则采用双CPU甚至多CPU系统。目前，PLC通常采用的微处理器有三种：通用微处理器、单片微处理器（即单片机）、位片式微处理器。
在实际运用中，当需要对PLC的规模作出评价时，较为普遍的作法是根据输入输出点数的多少或者程序存储器容量（字数）的大小作为评价的标准，将PLC分为小型、中型和大型（或小规模、中规模和大规模）三类，如表1所示。
存储器容量的大小决定存储用户程序的步数或语句条数的多少。输入输出点数与程序存储器容量之间有内在的联系。当输入输出点数增加时，顺序程序处理的信息量增大，程序加长，因而需加大程序存储器的容量。
一般来说，数控车床、铣床、加工中心等单机数控设备所需输入或输出点数多在128点以下，少数复杂设备在128点以上。而大型数控机床，FMC、FMS、FA则需要采用中规模或大规模PLC。
