PLC的硬件包括电源模块、I/O模块、外场输出元件，以及一些导线、接线端子及接线盒组成。现场输入元件主要有行程开关、按钮开关及中间继电器输出触点等，现场输出元件主要有继电器、电磁阀、接触器和电机等。硬件部分常见故障有元器件损伤和接线松动。
元器件出现损伤会致使PLC控制系统停止工作。遇到这种故障，只需要更换同样的元件即可，但是实际工作中，常常一时无法找到同样元件，这时应该采用元件替换法，将损坏的元器件替换下来。
外围线路中经PLC控制系统的控制柜或操作面板(台)到输入(输出)部件，往往需经接线端子或中间接线盒，由于使用中的震动等原因，接线或元器件接头易产生松动引起故障。这类故障为保证连接可靠，可采用焊接方法。
PLC受干扰将会影响系统信号，造成控制精度降低，PLC内部数据丢失、机器误动作，严重时可能会引起事故。
干扰有外部干扰和内部干扰。在现场环境中外部干扰是随机的，与系统无关，只能针对具体情况对于干扰源加以限制，内部干扰与系统结构有关，通过精心设计系统软件滤波等处理，可使干扰得到大限度的抑制。PLC生产现场的抗干扰技术措施，通常从接地保护、接线安排、屏蔽和抗噪声方面着手考虑。PLC周期性死机的常见原因是长时间的积灰，应定期对PLC机架插槽接口处进行清扫。清扫时可先用压缩空气将控制板上、各插槽中的灰尘吹净，在用95%酒精洗净插槽及控制板插头。清洗完毕后细心组装，恢复开机便能正常运行。
PLC程序丢失通常是由于接地不良、接线有误和干扰等几个方面的原因造成的。为了防止程序丢失，还需要准备好程序包，把一个完好的程序提前打入程序包，以备急用。
PLC的故障维修是一个十分复杂的问题，在维修过程中应综合考虑各方面的因素，按照一定的方法，才能迅速准确地判断出故障原因并加以排除，使PLC控制系统正常工作。
