PLC以微處理器為核心，具有微機的許多特點，但它的工作方式卻與微機有很大不同。微機一般采用等待命令的工作方式工作。PLC是按集中輸入、集中輸出，周期性循環掃描的方式進行工作的。每一次循環掃描所用的時間稱為一個掃描周期。 對每個程序，CPU從*一條指令開始執行，按順序逐條地執行指令做周期性的程序循環掃描，如果無跳轉指令，則從*一條指令開始逐條順序執行用戶程序，直至結束又返回*一條指令，如此周而復始不斷循環。 
   PLC在每次掃描工作過程中除了執行用戶程序外，還要完成內部處理、輸入采樣、通信服務、程序執行、自診斷、輸出刷新等工作。PLC工作的全過程包括三個部分，即上電處理、掃描過程和出錯處理。PLC工作的全過程可用圖4所示的運行框圖來表示。
   PLC通電后，CPU在系統程序的控制下**行內部處理，包括硬件初始化、I/O模塊配置檢查、停電保持范圍設定及其他初始化處理等工作。 
    PLC有很強的自診斷功能，PLC每掃描一次執行一次自診斷檢查，確定PLC自身的動作是否正常，如電源檢測、內部硬件是否正常、程序語法是否有錯等。如檢查出異常時，CPU面板的LED及異常繼電器會接通，在特殊寄存器中會存入出錯代碼；CPU能根據錯誤類型和程度發出信號，甚至進行相應的出錯處理，使PLC停止掃描或強制變成S**狀態。
   PLC運行正常時，掃描周期的長短與用戶應用程序的長短、CPU的運算速度、I/O點的情況等有關。通常用PLC執行1KB指令所需時間來說明其掃描速度（一般1-10ms/KB）。值得注意的是，不同指令執行時間是不同的，故選用不同指令所用的掃描時間將會不同。若用于高速系統要縮短掃描周期時，可從軟硬件上同時考慮。PLC周期性循環掃描工作方式的顯著特點是：**性高、抗干擾能力強，但響應滯后、速度慢。
PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業，隨著其性能價格比的不斷提高，應用的范圍還在不斷擴大，PLC的應用大致可歸納為以下幾類。
    1)、開關量的邏輯控制
    這是PLC較基本、較廣泛的應用領域。PLC的邏輯控制取代傳統的繼電系統控制電路，實現邏輯控制、順序控制，既可用于單機控制，也可用于多機群控及自動化生產線的控制等。如機床電氣控制、裝配生產線、電梯控制、冶金系統的高爐上料系統以及各種生產線的控制。   
    2)、運動控制
    PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。目前，大多數的PLC制造商都提供拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊，這一功能可廣泛用于各種機械，如金屬切削機床、金屬成型機床、機器人、電梯等。
    3)、過程控制
     過程控制是指對溫度、壓力、流量、速度等連續變化的模擬量的閉環控制。PLC采用相應的A/D和D/A轉換模塊及各種各樣的控制算法程序來處理模擬量，完成閉環控制。PID調節是一般閉環控制系統中用得較多的一種調節方法。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。現代的大、中型PLC一般都有閉環PID控制模塊，這一功能可以用PID子程序來實現，而更多的是使用專用PID模塊來實現。
    4)、數據處理
    PLC具有數學運算（含矩陣運算、函數運算、邏輯運算）、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數據的采集、分析及處理。這些數據可以通過通信接口傳送到*的智能裝置進行處理，或將它們打印備用。數據處理一般用于大型控制系統，如造紙、冶金、食品工業中的一些大型控制系統。
    5）、通信及聯網
    PLC通信括PLC相互之間、PLC與上位機、PLC與其它智能設備間的通信。PLC與其它智能控制設備一起，可以構成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統，滿足工廠自動化系統發展的需要。
PLC控制系統與繼電器控制系統的區別 ：
    ⑴ 組成器件不同：繼電器控制線路是許多真正的硬件繼電器組成，而梯形圖則由許多所謂“軟繼電器”組成。
    ⑵ 觸點數量不同：硬繼電器的觸點數量有限，用于控制的繼電器的觸 點數一般只有4～8對；而梯形圖中每個“軟繼電器”供編程使用的觸點數有無限對。
    ⑶ 實施控制的方法不同：在繼電器控制線路中，實現某種控制是通過各種繼電器之間硬接線解決的。而PLC控制是通過梯形圖即軟件編 程解決的。
    ⑷ 工作方式不同：在繼電器控制線路中，采用并行工作方式；而在梯形圖的控制線路中，采用串行工作方式。