圖1 PLC執行程序過程示意圖
1．輸入采樣階段
在輸入采樣階段，PLC以掃描工作方式按順序對所有輸入端的輸入狀態進行采樣，并存入輸入映象寄存器中，此時輸入映象寄存器被刷新。接著進入程序處理階段，在程序執行階段或其它階段，即使輸入狀態發生變化，輸入映象寄存器的內容也不會改變，輸入狀態的變化只有在下一個掃描周期的輸入處理階段才能被采樣到。
2．程序執行階段
在程序執行階段，PLC對程序按順序進行掃描執行。若程序用梯形圖來表示，則總是按先上后下，先左后右的順序進行。當遇到程序跳轉指令時，則根據跳轉條件是否滿足來決定程序是否跳轉。當指令中涉及到輸入、輸出狀態時，PLC從輸入映像寄存器和元件映象寄存器中讀出，根據用戶程序進行運算，運算的結果再存入元件映象寄存器中。對于元件映象寄存器來說，其內容會隨程序執行的過程而變化。
3．輸出刷新階段
當所有程序執行完畢后，進入輸出處理階段。在這一階段里，PLC將輸出映象寄存器中與輸出有關的狀態（輸出繼電器狀態）轉存到輸出鎖存器中，并通過一定方式輸出，驅動外部負載。
因此，PLC在一個掃描周期內，對輸入狀態的采樣只在輸入采樣階段進行。當PLC進入程序執行階段后輸入端將被封鎖，直到下一個掃描周期的輸入采樣階段才對輸入狀態進行重新采樣。這方式稱為集中采樣，即在一個掃描周期內，集中一段時間對輸入狀態進行采樣。
在用戶程序中如果對輸出結果多次賦值，則最后一次有效。在一個掃描周期內，只在輸出刷新階段才將輸出狀態從輸出映象寄存器中輸出，對輸出接口進行刷新。在其它階段里輸出狀態一直保存在輸出映象寄存器中。這種方式稱為集中輸出。
對于小型PLC，其I/O點數較少，用戶程序較短，一般采用集中采樣、集中輸出的工作方式，雖然在一定程度上降低了系統的響應速度，但使PLC工作時大多數時間與外部輸入/輸出設備隔離，從根本上提高了系統的抗干擾能力，增強了系統的可靠性。
而對于大中型PLC，其I/O點數較多，控制功能強，用戶程序較長，為提高系統響應速度，可以采用定期采樣、定期輸出方式，或中斷輸入、輸出方式以及采用智能I/O接口等多種方式。
從上述分析可知，當PLC的輸入端輸入信號發生變化到PLC輸出端對該輸入變化作出反應，需要一段時間，這種現象稱為PLC輸入／輸出響應滯后。對一般的工業控制，這種滯后是完全允許的。應該注意的是，這種響應滯后不僅是由于PLC掃描工作方式造成，更主要是PLC輸入接口的濾波環節帶來的輸入延遲，以及輸出接口中驅動器件的動作時間帶來輸出延遲，同時還與程序設計有關。滯后時間是設計PLC應用系統時應注意把握的一個參數
