Основной принцип заключается в разбиении внутренних каналов ввода-вывода традиционного ПЛК на отдельные независимые «терминальные модули» и их соединении через высокоскоростную-шину реального времени-. Каждый модуль ввода-вывода обрабатывает сбор или вывод сигналов, но сам не выполняет сложные логические операции; вместо этого он передает данные главному контроллеру для централизованной обработки.
Системы ввода-вывода Beckhoff обычно состоят из устройства сопряжения или встроенного контроллера в сочетании с терминальными модулями. Внутри терминальные модули подключаются последовательно-через E-шину (электронную шину) для облегчения распределения питания и обмена данными, а снаружи они обмениваются данными с главным контроллером с помощью EtherCAT. EtherCAT характеризуется обработкой "на--лету", при которой данные считываются или записываются быстро по мере прохождения кадра через каждый модуль, -устраняя необходимость в анализе станций-по-станциям, типичном для традиционных полевых шин,-тем самым обеспечивая исключительную-производительность и синхронизацию в реальном времени.
Главный контроллер периодически передает кадры EtherCAT, позволяя всем модулям ввода-вывода выполнять соответствующие операции чтения/записи по мере прохождения кадра данных. Входные сигналы отображаются в области изображения процесса контроллера во время цикла сканирования, а выходные сигналы обновляются для полевых устройств в последующем цикле. При интеграции с системой TwinCAT эти данные ввода-вывода напрямую сопоставляются с переменными в логике управления, что позволяет использовать операционную модель «аппаратное обеспечение-как-переменные». Этот механизм позволяет системе поддерживать распределенную архитектуру, обеспечивая при этом детерминированный контроль, характерный для централизованного ПЛК.