PLC硬件損壞或軟件運行出錯的概率極低，檢查故障時，重點應放在PLC的外圍電氣元件，PLC的故障大多數是外圍接口信號故障，維修時，只要PLC有部分控制的動作正常，就不用懷疑PLC的程序問題。確認運算程序有輸出，而PLC的接口沒有輸出，則為接口電路故障。PLC系統的硬件故障多于軟件故障，大多是外部信號不滿足或執行元件故障引起，而不是PLC系統的問題。
可根據PLC輸入、輸出狀態來判斷故障。
PLC的輸入輸出信號都要通過I/O通道，有些故障會在I/O接口通道上反映出來，有時通過觀察I/O接口狀態，就可找出故障原因。
PLC都具有自診斷功能，檢查故障時可根據報警信息，查明原因并確定故障部位，也是檢查和排除PLC故障的基本手段和方法。先判斷故障是全局還是局部的，上位機顯示多處控制元件工作不正常，提示很多報警信息，就需要檢查CPU模塊、存儲器模塊、通信模塊及電源等公共部分。
經驗表明PLC控制系統出現的絕大部分故障，都是通過PLC程序檢查出來的。
PLC控制系統的動作都是按照一定順序來完成的，觀察系統的動作過程，比較故障和正常時的情況，大多可發現疑點，判斷出現故障原因。有些故障可在屏幕上直接顯示出報警原因，有些雖然有報警信息，但并沒有直接反映出報警的原因；還有些故障不產生報警信息，只是有些動作不執行；遇到以上兩種情況，跟蹤PLC程序的運行是檢查故障的有效方法。
PLC主要由中央處理單元、輸入接口、輸出接口、通信接口等部分組成，其中CPU是PLC的核心，I/0部件是連接現場設備與CPU之間的接口電路，通信接口用于與編程器和上位機連接。對于整體式PLC，所有部件都裝在同一機殼內；對于模塊式PLC，各功能部件獨立封裝，稱為模塊或模板，各模塊通過總線連接，安裝在機架或導軌上。
PLC控制系統故障分為軟件故障和硬件故障
兩部分。PLC系統包括中央處理器、主機箱、擴展機箱、I/O模塊及相關的網絡和外部設備。現場生產控制設備包括I/0端口和現場控制檢測設備，如繼電器、接觸器、閥門、電動機等。
一：PLC軟件故障
PLC具有自診斷能力，發生模塊功能錯誤時往往能報警并按預先程序作出反應，通過故障指示燈就可判斷。當電源正常，各指示燈也指示正常，特別是輸入信號正常，但系統功能不正常（輸出無或亂）時，本著先易后難、先軟后硬的檢修原則首先檢查用戶程序是否出現問題。
用戶程序儲存在PLC的RAM中，是掉電易失性的，當后備電池故障系統電源發生閃失時，程序丟失或紊亂的可能性就很大，強烈的電磁干擾也會引起程序出錯。
二：PLC硬件故障：
①PLC主機系統故障
A、電源系統故障。電源在連續工作、散熱中，電壓和電流的波動沖擊是不可避免的。
B、通訊網絡系統故障。通訊及網絡受外部干擾的可能性大，外部環境是造成通訊外部設備故障的最大因素之一。系統總線的損壞主要由于PLC多為插件結構，長期使用插拔模塊會造成局部印刷板或底板、接插件接口等處的總線損壞，在空氣溫度變化、濕度變化的影響下，總線的塑料老化、印刷線路的老化、接觸點的氧化等都是系統總線損耗的原因。
②PLC的I/O端口故障
I/O模塊的故障主要是外部各種干擾的影響，首先要按照其使用的要求進行使用，不可隨意減少其外部保護設備，其次分析主要的干擾因素，對主要干擾源要進行隔離或處理。
③現場控制設備故障
A、繼電器、接觸器。減少此類故障應盡量選用高性能繼電器，改善元器件使用環境，減少更換的頻率。現場環境如果惡劣，接觸器觸點易打火或氧化，然后發熱變形直至不能使用。
B、閥門或閘板等類設備。長期使用缺乏維護，機械、電氣失靈是故障產生的主要原因，因這類設備的關鍵執行部位，相對的位移一般較大，或者要經過電氣轉換等幾個步驟才能完成閥門或閘板的位置轉換，或者利用電動執行機構推拉閥門或閘板的位置轉換，機械、電氣、液壓等各環節稍有不到位就會產生誤差或故障。
C、開關、極限位置、安全保護和現場操作上的一些元件或設備故障，其原因可能是因為長期磨損，或長期不用而銹蝕老化。對于這類設備故障的處理主要體現在定期維護，使設備時刻處于完好狀態。對于限位開關尤其是重型設備上的限位開關除了定期檢修外，還要在設計的過程中加入多重的保護措施。
D、PLC系統中的子設備，如接線盒、線端子、螺栓螺母等處故障。這類故障產生的原因主要是設備本身的制作工藝、安裝工藝及長期的打火、銹蝕等造成。根據工程經驗，這類故障一般是很難發現和維修的。所以在設備的安裝和維修中一定要按照安裝要求的安裝工藝進行，不留設備隱患。
E、傳感器和儀表故障。這類故障在控制系統中一般反映在信號的不正常。這類設備安裝時信號線的屏蔽層應單端可靠接地，并盡量與動力電纜分開敷設，特別是高干擾的變頻器輸出電纜，而且要在PLC內部進行軟件濾波。
F、電源、地線和信號線的噪聲(干擾)故障。
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