運(yùn)算速度高速化也是日本PLC系統(tǒng)追求的一個(gè)重要目標(biāo)。由于目前PLC的CPU模塊競(jìng)相采用32位RISC芯片，運(yùn)算速度大為提高。一般基本指令的執(zhí)行速度均達(dá)到數(shù)十個(gè)納秒（ns），如三菱電機(jī)的Q02HCPU其輸入指令的執(zhí)行時(shí)間為34ns，富士電機(jī)MICREX-SX系列SPH300達(dá)20ns，橫河電機(jī)的FA-M3系列的F3SP59-7S其輸入指令的執(zhí)行時(shí)間為17.5ns。僅看一種指令的執(zhí)行時(shí)間并不能完整地說(shuō)明問(wèn)題。日本電機(jī)工業(yè)會(huì)（日本電機(jī)工業(yè)的行業(yè)協(xié)會(huì)）JEMA一直倡導(dǎo)用PCmix值（即PLC的處理時(shí)間性能表示指標(biāo)，用1微秒執(zhí)行的基本指令和數(shù)據(jù)處理指令的平均次數(shù)來(lái)表示）來(lái)衡量PLC的運(yùn)算速度。所謂1微秒執(zhí)行的基本指令和數(shù)據(jù)處理指令的平均次數(shù)，是按PLC應(yīng)用程序所使用的指令的頻繁程度的統(tǒng)計(jì)平均值計(jì)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(yùn)算指令21%，定時(shí)器輸出3%)，數(shù)據(jù)處理指令占39%（其中傳送指令占25%，四則函數(shù)運(yùn)算指令，比較指令6%），其它指令7%。
仍以三菱電機(jī)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(kuò)展，運(yùn)算指令、文字處理指令、通信指令等用的越來(lái)越多，各種指令的使用頻率也會(huì)發(fā)生一定的變化，PCmix值的計(jì)算也會(huì)有所變化。這里順便提一下，之所以要多次舉三菱電機(jī)為例，是因?yàn)樗腜LC的市場(chǎng)份額占日本的50%以上，為日本的最大PLC供應(yīng)廠商，因而具有相當(dāng)?shù)牡湫托?。同時(shí)，通過(guò)軟件技術(shù)提升PLC專用操作系統(tǒng)的水平，實(shí)現(xiàn)了事件中斷的高速響應(yīng)（200微秒）功能，高速計(jì)數(shù)功能，0.5毫秒（三菱電機(jī)的小Q系列PLC）、甚至0.2毫秒（橫河電機(jī)的的FA-M3系列PLC）的恒定掃描時(shí)間功能編程設(shè)備服務(wù)處理的高速化。
當(dāng)掃描時(shí)間為數(shù)十毫秒時(shí)，幾毫秒的編程工具和監(jiān)控設(shè)備的服務(wù)處理時(shí)間不會(huì)帶來(lái)什么問(wèn)題。但是在執(zhí)行1毫秒以下的控制任務(wù)時(shí)，就有必要大大縮短這個(gè)時(shí)間。所采用的方法是以多CPU芯片并行處理的方式，由專門(mén)處理編程及監(jiān)控服務(wù)的微處理器芯片執(zhí)行這類處理，以減輕對(duì)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(yùn)算。此外，為了提高服務(wù)處理的效率，縮短在現(xiàn)場(chǎng)讀寫(xiě)程序的時(shí)間，以縮短操作時(shí)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(dá)12Mbps）引入PLC的CPU模塊，從而實(shí)現(xiàn)與編程工具及監(jiān)控設(shè)備之間通信的高速化，并允許同時(shí)使用這兩個(gè)通信端口，由多人同時(shí)進(jìn)行編程和調(diào)試。
PLC的CPU模塊通過(guò)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(jù)，裝插的模塊越多，CPU模塊與那些模塊之間的數(shù)據(jù)交換的時(shí)間就會(huì)增加。這種數(shù)據(jù)交換的時(shí)間的增加，在一定程度上會(huì)使PLC的掃描時(shí)間加長(zhǎng)。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(jù)量增多，例如三菱電機(jī)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(jù)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(shù)實(shí)現(xiàn)連續(xù)數(shù)據(jù)的高速批量傳送，大大縮短了存取每個(gè)字所需的時(shí)間；通過(guò)向與系統(tǒng)總線相連接的模塊實(shí)現(xiàn)全局傳送，即針對(duì)多個(gè)模塊同時(shí)傳送同一數(shù)據(jù)，有效地用活了系統(tǒng)總線。
提高外部設(shè)備的響應(yīng)速度。在PLC內(nèi)部實(shí)現(xiàn)高速化的同時(shí)，還要提高外部設(shè)備的響應(yīng)速度，才能整體提高整個(gè)系統(tǒng)的性能，為此，在縮短I/O模塊的輸入輸出響應(yīng)時(shí)間，提高模擬量輸入輸出模塊的模-數(shù)和數(shù)-模轉(zhuǎn)換時(shí)間，下了不少工夫，以求得系統(tǒng)整體的控制速度達(dá)到毫秒級(jí)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(yīng)時(shí)間加快50%；在直流輸入模塊中，其輸入的時(shí)間常數(shù)回路采用專用ASIC芯片，可通過(guò)編程軟件選擇輸入模塊的響應(yīng)時(shí)間為1/5/10/20/70毫秒；為提高模擬量模塊的轉(zhuǎn)換時(shí)間，采用A/D或D/A的專用芯片，是轉(zhuǎn)換速度為原先的1/2—1/6。另外也通過(guò)開(kāi)發(fā)專用的處理器和通信專用ASIC，縮短通信網(wǎng)絡(luò)模塊之間的通信鏈接的循環(huán)時(shí)間。
