PLC的工作原理為：當PLC控制器投入運行後，其工作過程一般分為三個階段，即輸入採樣、用户程序執行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描週期。PLC就是一種小型的計算機，和我們常用的計算機不同的是，PLC是設備之間通過數字信號進行互動，而我們常用的計算機，是人和計算機的互動。
集中採樣
順序讀取所有輸入端子的通斷狀態，並將所讀取的信息存到輸入映像寄存器中，此時輸入映像寄存器被刷新；由於PLC是集中採樣，在程序處理階段即使輸入發生了變化，輸入映像寄存器中的內容也不會變化，要到下一週期的輸入採樣階段才會改變。
週期循環掃描
PLC的工作方式是一個不斷循環的順序掃描工作方式。每一次掃描所用的時間稱為掃描週期或工作週期；按先上後下，先左後右的步序，對梯形圖程序進行逐句掃描並根據採樣到輸入映像寄存器中的結果進行邏輯運算，運算結果再存入有關映像寄存器中；如遇到程序跳轉指令，則根據跳轉條件是否滿足來決定程序的跳轉地址；由於PLC是串行工作，所以PLC的運行結果與梯形圖的順序有關。
集中輸出
時序處理完畢後，將所有輸出映像寄存器中各點的狀態，轉存到輸出鎖存器中，再通過輸出端驅動外部負載。
