運算速度高速化也是日本PLC系統(tǒng)追求的一個重要目標。由于目前PLC的CPU模塊競相采用32位RISC芯片，運算速度大為提高。一般基本指令的執(zhí)行速度均達到數(shù)十個納秒（ns），如三菱電機的Q02HCPU其輸入指令的執(zhí)行時間為34ns，富士電機MICREX-SX系列SPH300達20ns，橫河電機的FA-M3系列的F3SP59-7S其輸入指令的執(zhí)行時間為17.5ns。僅看一種指令的執(zhí)行時間并不能完整地說明問題。日本電機工業(yè)會（日本電機工業(yè)的行業(yè)協(xié)會）JEMA一直倡導用PCmix值（即PLC的處理時間性能表示指標，用1微秒執(zhí)行的基本指令和數(shù)據處理指令的平均次數(shù)來表示）來衡量PLC的運算速度。所謂1微秒執(zhí)行的基本指令和數(shù)據處理指令的平均次數(shù)，是按PLC應用程序所使用的指令的頻繁程度的統(tǒng)計平均值計算的。一般是基本指令占54%(其中輸入指令占17%，輸出指令13%，邏輯運算指令21%，定時器輸出3%)，數(shù)據處理指令占39%（其中傳送指令占25%，四則函數(shù)運算指令，比較指令6%），其它指令7%。
仍以三菱電機的小Q系列為例，其中的Q25HCPU的PCmix值是10.3，比A2UHCPU-S1快5倍（為2.0），比A2SHCPU快20倍多(PCmix值為0.5)。隨著PLC的功能擴展，運算指令、文字處理指令、通信指令等用的越來越多，各種指令的使用頻率也會發(fā)生一定的變化，PCmix值的計算也會有所變化。這里順便提一下，之所以要多次舉三菱電機為例，是因為它的PLC的市場份額占日本的50%以上，為日本的最大PLC供應廠商，因而具有相當?shù)牡湫托?。同時，通過軟件技術提升PLC專用操作系統(tǒng)的水平，實現(xiàn)了事件中斷的高速響應（200微秒）功能，高速計數(shù)功能，0.5毫秒（三菱電機的小Q系列PLC）、甚至0.2毫秒（橫河電機的的FA-M3系列PLC）的恒定掃描時間功能編程設備服務處理的高速化。
當掃描時間為數(shù)十毫秒時，幾毫秒的編程工具和監(jiān)控設備的服務處理時間不會帶來什么問題。但是在執(zhí)行1毫秒以下的控制任務時，就有必要大大縮短這個時間。所采用的方法是以多CPU芯片并行處理的方式，由專門處理編程及監(jiān)控服務的微處理器芯片執(zhí)行這類處理，以減輕對執(zhí)行控制程序的CPU芯片的影響，讓它只管執(zhí)行順控和邏輯運算。此外，為了提高服務處理的效率，縮短在現(xiàn)場讀寫程序的時間，以縮短操作時間，采用了高速的串行通信（最大的波特率為115.2Kbps）以及將UCB口（最大波特率達12Mbps）引入PLC的CPU模塊，從而實現(xiàn)與編程工具及監(jiān)控設備之間通信的高速化，并允許同時使用這兩個通信端口，由多人同時進行編程和調試。
PLC的CPU模塊通過系統(tǒng)總線（一般做在基板的印刷電路上）與裝插在基板上的各種I/O模塊、特殊功能模塊、通信模塊等交換數(shù)據，裝插的模塊越多，CPU模塊與那些模塊之間的數(shù)據交換的時間就會增加。這種數(shù)據交換的時間的增加，在一定程度上會使PLC的掃描時間加長。因此，有必要采取以下措施使系統(tǒng)總線傳輸速度高速化：增加系統(tǒng)總線的帶寬使一次傳輸?shù)臄?shù)據量增多，例如三菱電機的小Q系列PLC，增加了系統(tǒng)總線的帶寬，使所傳輸?shù)臄?shù)據量是以前的2倍；在系統(tǒng)總線存取的方式上，采用連續(xù)成組傳送技術實現(xiàn)連續(xù)數(shù)據的高速批量傳送，大大縮短了存取每個字所需的時間；通過向與系統(tǒng)總線相連接的模塊實現(xiàn)全局傳送，即針對多個模塊同時傳送同一數(shù)據，有效地用活了系統(tǒng)總線。
提高外部設備的響應速度。在PLC內部實現(xiàn)高速化的同時，還要提高外部設備的響應速度，才能整體提高整個系統(tǒng)的性能，為此，在縮短I/O模塊的輸入輸出響應時間，提高模擬量輸入輸出模塊的模-數(shù)和數(shù)-模轉換時間，下了不少工夫，以求得系統(tǒng)整體的控制速度達到毫秒級以下。例如，在晶體管輸出模塊的輸出電路中選用高性能的晶體管，使響應時間加快50%；在直流輸入模塊中，其輸入的時間常數(shù)回路采用專用ASIC芯片，可通過編程軟件選擇輸入模塊的響應時間為1/5/10/20/70毫秒；為提高模擬量模塊的轉換時間，采用A/D或D/A的專用芯片，是轉換速度為原先的1/2—1/6。另外也通過開發(fā)專用的處理器和通信專用ASIC，縮短通信網絡模塊之間的通信鏈接的循環(huán)時間。