Kärnprincipen innebär att bryta ner de interna I/O-kanalerna i en traditionell PLC till individuella, oberoende "terminalmoduler" och ansluta dem via en-höghastighets,-realtidsbuss. Varje I/O-modul hanterar signalinsamling eller utmatning men utför inte komplexa logiska operationer själv; istället skickar den data till huvudstyrenheten för centraliserad behandling.
Beckhoff I/O-system består vanligtvis av en koppling eller en integrerad styrenhet kombinerad med terminalmoduler. Internt är terminalmodulerna seriekopplade- via E-bussen (elektronisk buss) för att underlätta kraftdistribution och datautbyte, medan externt kommunicerar de med huvudstyrenheten med EtherCAT. EtherCAT kännetecknas av "on---bearbetning, där data läses eller skrivs snabbt när ramen passerar genom varje modul-eliminerar behovet av station-genom-stationsanalys som är typisk för traditionella fältbussar-och säkerställer därigenom exceptionell realtidsprestanda och synkronisering{{10}.
Huvudstyrenheten sänder periodiskt EtherCAT-ramar, vilket tillåter alla I/O-moduler att utföra sina respektive läs-/skrivoperationer när dataramen passerar. Ingångssignaler mappas till styrenhetens processbildområde under avsökningscykeln, medan utsignaler uppdateras till fältenheterna i den efterföljande cykeln. När den är integrerad med TwinCAT-systemet mappas denna I/O-data direkt till variabler inom kontrolllogiken, vilket möjliggör en operativ modell för "hårdvara-som-variabler". Denna mekanism tillåter systemet att upprätthålla en distribuerad arkitektur samtidigt som den levererar den deterministiska kontrollupplevelsen som är karakteristisk för en centraliserad PLC.