Dióhéjban, a folyamatok irányításához három dolog kell: a szenzor, az irányító egység (kontroller) és az indítókar (aktuátor). A szenzor adatot vagy referencia jelet küld a folyamat adott mozzanatáról az irányító egységnek. Ez a visszajelzése a szenzornak tartalmát tekintve lehet kritikus, beavatkozást követelő vagy más módon értékes, de semmiképpen sem felesleges információ.
Az USB és Ethernet portok kialakításukban sztenderdek a legtöbb PLC-n a jó minőségű kapcsolat és a memóriák bővítése céljából. A P3-550E nagy teljesítményű CPU-nak (processzor) több kommunikációs portja is van, ideértve kettő USB és további Ethernet portokat és egy-egy RS-232-t és RS-485-t. A rendszer kiterjeszthető a P3-RS, P3-RX vagy P3-EX modulokkal. Lehetséges a lokális mellett még távolsági input/output kiterjesztés is.
Az egyszerűségre példaként; a hőmérséklet- és gázérzékelés egy nitrogén-izzójú sütőben talán fontos lehet, miközben a páratartalomra vagy vibrációra vonatkozó adatok nem annyira vagy egyáltalán nem fontosak. Kiegészítő adatokkal terhelni az kommunikációt szükségtelenül sokrétűvé és nehézkessé teszi a rendszereket. A 21. századba a komplexitás minimalizálása általánosérvényű célitűzés, mivel ezzel csökken a programozáshoz, hibaelhárításhoz és beállításhoz szükséges erőforrások és tudás mennyisége. A múlt század hosszú termelő értékláncai a maiakhoz képest egyszerűek voltak és nagy volt a humán munkaerő szükségletük. Egy alkalmazott számára szinte csak az az információ volt releváns, ami a saját feladata ellátáshoz volt szükséges vagy annak eredményeként született. De, ha egy kolléga felügyel egy egész gyártósort, akkor hozzá csatornázódik be az összes „korábbi sok-sok” alkalmazotthoz köthető input és output adat. Eközben, száz év alatt, az evolúció nem fejlesztett annyit az emberi befogadóképességen, mint a gépekén a technika.
A központi feldolgozó egysége a kontrollernek, ami többé-kevésbé úgy viselkedik, mint az emberi agy, feldolgozza a szenzoroktól kapott információt és a beprogramozott algoritmusai alapján hoz döntést. Ha a kapott adat nem esik bele az elfogadottnak beállított tartományba, akkor a kontroller ezt jelzi az aktuátornak, ami beavatkozik úgy, hogy állít a hibát okozó gépen. A hiba elemzés részeként az is kiderül, hogy mi(k) okozhatják potenciálisan a hibát. Ez a jelzés-elemzés-állítás-jelzés-stb. kör mindaddig ismétlődik, amíg a hiba meg nem szűnik. Az irányító egység úgy működik, mint egy izom az egész irányító gépezetben. Az aktuátorok végzik el a modifikációkat, amiket a kontroller diktál, fizikailag a rendszerben. Általános elemei ezeknek a néha nagyon vaskos és nehéz aktuátoroknak a motor, irányító és pumpa, de fogaskerekek, csigák és láncok is találhatók bennük.
„A kontroller tudja mi történik és képes aszerint döntést hozni. A kontroller eszközök királya az ipari automatizáció kontextusában egyértelműen a PLC,” mondja Matteo Dariol, a Bosch Rexroth támogató mérnöke. „Az mozaikszó tartalmazza a „programozható logika” kifejezést, mivel az elektronikus forradalom elején (1960-1980), a kontroller eszközök diszkrét elektronikus komponensekkel voltak kombinálva egy fix topológiában. A projekt specifikációk megváltoztatása az jelentette, hogy újra kellett tervezni és beállítani a teljes irányító mechanizmust, ami már fizikailag is komoly erőfeszítést igényelt az anyag- és eszközmozgatás miatt. A PLC-kkel, az irányító algoritmusok tervező munkája szinte egy az egyben egy szoftverre van bízva.”
Habár a PLC-k robusztusak és a programnyelvül sztenderdizált, a fejlesztési környezetükre vonatkozóan még nincs egyértelmű leírás – minden nagy fejlesztő a saját, egyedi megoldásait használja. A PLC-k programozása és hibaelhárítása könnyebb, mint a PC-ké, mert az sokkal bonyolultabb és nyílt forráskódú szoftvereket használ. A PLC-k modulárisak és könnyebben hozzáilleszthetők más konfigurációkhoz, az aktuális projekt igényeihez mérten, például, további bemeneti és kimeneti portok, biztonsági modulok és specifikus Ethernet-alapú kommunikációs kártyák adhatók hozzájuk, stb.
A Profibust (process fieldbus vagy ipari Ethernet) egy univerzális ipari kommunikációs rendszer, amit olyan környezetben használnak, ahol nagy rendszerek folyamatos jelcseréjét kell lebonyolítani. A technika tipikus példája az automatizált kommunikációnak. Ha egy vonal Profibust integrál, akkor az a PLC moduláris dizájnja miatt egyszerűen helyettesíthető vele. A moduláris tervezés lehetőséget biztosít a kiterjesztésre, avagy expanzióra, ami a PLC használatának egyik nagy előnye. Amikor korábbi technológiákat, mint például reléket, lecserélnek, egy másik adódó pozitívum a mozgó részek számának csökkenése. További érvek még az alacsony költség, egyszerűség és robusztusság, mint korábban írtuk.
A robusztusság nagyjából arra utal, hogy az adott eszköz nagy ellenállóképeséggel rendelkezik és erős; amikor egy új rendszerbe illesztik be, akkor eltűri a zavarokat és hibákat, amik egyébként károsíthatnák a funkcionális elemeket. Másrészről, ez a szó jelenti a defenzív programozást, tehát az operáció tovább zajlik akkor is, ha hirtelen valami előre nem látható változás áll be a körülményekbe. A robusztusság tesztelésére korábban úgynevezett fuzzolást (fuzz testing) alkalmaztak, tehát megpróbálták bezavarni a rendszert valótlan, váratlan adat inputokkal és megfigyelték, hogyan reagál: leáll, lefagy, összeomlik vagy elveszíti a memóriát részlegesen vagy teljesen. Az új technikák azonban már simán megbirkóztak a fuzz testing kihívásával, az új tesztelési eljárás a „hiba-injekció” volt, ami ugyanazon az elven alapult, mint a fuzzolás, csak kicsit szofisztikáltabban. A PLC-k egyik téren sem mutatkoztak sebezhetőnek. Mindezen hasznos tulajdonságok és hozzáadott értékek ára a betanulási költség, hiszen, bár a PLC-k használata és beállítása egyszerű, mégis bonyolultabb technika ez összehasonlítva a korábban említett relékkel.
Becslések szerint, a következő években nem fogja a PLC-ket semmi sem kiszorítani a piacról, viszont a jelen egészségügyi krízis hosszú távú hatásait még nehéz felmérni minden iparágnak. Az egyszerűség és adaptálhatóság pedig nem is instruálja az új technológiák kitalálását az „ami nem rossz, ne javíts ki” nevében. Viszont az alkalmazás elterjedését és a technika továbbgondolását annál inkább gyorsítja.
Potenciális hátrányok
A PC-kel összehasonlítva, a PLC-k memóriája, szoftver és perifériás képességei korlátozottak. A motion control (például robotika és automatizáció) olyan mennyiségű adattal dolgozik és szolgál outputként, ami extra PLC modulokat igényel vagy külső merevlemezeket, amin a hatalmas mennyiségű információt el lehet tárolni. A PC-k hardverei is erősebbek, gyorsabb adat-feldolgozást tesznek lehetővé, illetve fizikailag kisebbek. Viszont a felsorolt előnyei a PC-knek a PLC-kkel szemben nem minden iparágban, gyártósornál vagy gyártónál jelentenek olyan pluszt, ami miatt érdemes feláldozni a PLC előnyeit. A plusz adatok nem mindig relevánsak. Még, ha kutatás fejlesztés szempontjából szükség is van rájuk, egy-egy minta is elég lehet; kicsit sarkosítva, nem biztos, hogy megéri egy évtizedek alatt megtérülő beruházást végrehajtani minden új K&F projekt kedvéért.