所谓PLC系统的硬件设计是指以满足工艺要求为准，选用或制作控制器、执行器、传感器、动力装置及机械装置，除了要求各独立组成部分的性能高以外，更强调控制器、执行器、传感器、动力装置、机械装置这五者之间的协调与配合。
例如，对于交流调速系统，各厂家的变频器都有模拟量设定（电压／电流设定），但有的变频器没有速度反馈输入端，无法构成速度闭环控制系统，对于这种情况，除了选用模拟量输出单元外，还要选用高速计数单元，使用编码器（或脉冲型传感器）作为反馈元件，由高速计数单元对反馈脉冲进行计数，由主机（CPU单元）、D/A单元、高速计数单元、变频器、交流电动机及编码器等构成速度闭环控制系统。
有些厂家的变频器具有模拟量速度反馈接口，可选用模拟式速度传感器，由变频器本身构成速度闭环控制系统；有些厂家的变频器具有脉冲量速度反馈接口，可选用脉冲式速度传感器，由变频器本身构成速度闭环控制系统。在这种情况下，只需选用D/A单元，PLC对各台电动机进行速度设定、速度调节就可实现多电动机协调同步运行。
有些厂家的变频器设有RS-232C、RS-485或现场总线（如ProfiBus）通信端口，可选用带有相应通信端口的增量式旋转编码器，利用通信实现PLC与变频器及编码器的信息交换，构成网络化控制系统，对于该系统建议采用通信速率高的总线，如ProfiBus现场总线。
对于位置控制系统，比调速系统的要求更高，控制方式有半闭环和全闭环之分。对于半闭环控制系统，反馈信号来自伺服电动机轴上的位置传感器（绝对值旋转编码器或增量式旋转编码器），反馈信号送到伺服驱动器或位置控制单元。对于伺服电动机而言，构成了位置闭环控制系统；但是，对于被控对象（如刀架或工作台）的位置而言，由于没有位置反馈而属于开环，在机械制造业中称这种控制为半闭环控制。
在伺服电动机闭环控制的基础上，如果对被控对象的位置进行检测并构成位置闭环控制，则构成全闭环控制系统。全闭环控制对系统的各个部分都提出了很高的要求。
采用半闭环控制的第一个原因是电动机轴到被控对象之间存在一系列的传动部件，传动链越长，存在间隙的数目就越多，应用自动控制理论来分析，若采用全闭环控制方式，间隙非线性特性会造成闭环控制系统的自持振荡，即产生极限环，这种高频小幅度的振荡会严重地影响产品的质量。
采用半闭环控制的第二个原因是处于传动链中的机械部件会产生一定的弹性变形，相当于弹簧部件，弹性部件数量越多，全闭环控制系统的微分方程的阶次也越高，从而影响系统的稳定性和动态性能。
在要求高性能、高精度的场合，则需要采用全闭环控制系统，它对机械部件的材质、强度、刚度、加工精度、配合精度，以及动力学特性都提出了很高的要求。为了克服全闭环控制系统存在的固有困难，对控制器也提出了更高的要求，在控制技术和控制方法方面，应采用防抖动控制、抑制超调控制、抑制谐振控制、双重位置闭环控制、增益自动整定控制、系统辨识、自适应控制，以及智能控制等多种新技术和新方法。
通过对交流调速系统和位置控制系统的简要介绍，表明了控制器、执行器、驱动器（动力装置）、传感器、机械装置这五者之间应有的协调与配合关系，并指出了自动控制理论的
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