大、中型PLC(如西门子的S7-300和S7-400系列)一般采用模块式结构。模块式PLC用搭积木的方式组成系统，它由机架和模块组成(见图2-2)。模块插在模块插座上，后者焊在机架的总线连接板上，有的厂家将机架称为基板。PLC厂家备有不同槽数的机架供用户选用，如果一个机架容纳不下所选用的模块，可以增设一个或数个扩展机架，各机架之间用I/O扩展电缆相连，有的PLC需要通过接口模块来连接各机架。
用户可以选用不同档次的CPU模块、品种繁多的I/O模块和特殊功能模块，对硬件配置的选择余地较大，维修时更换模块也很方便。
有的模块式PLC(如西门子的S7-300系列PLC)没有机架，各模块安装在铝质导轨上，相邻的模块之间用模块下面的U形总线连接器连接。
