逻辑电路如图2.9（d）所示，前面已讲过的启动、停止、自锁电路，其逻辑代表式为：K1=（X1X2）·X2。
PLC虽然以微处理器为核心，具有微型计算机的许多特点，但它的工作方式却与微型计算机有很大的不同，微型计算机一般采用等待命令或中断的工作方式，如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方式，当有键按下或I/O动作，则转入相应的子程序或中断服务程序，无键按下，则继续扫描等待。PLC采用循环扫描的工作方式，即顺序扫描，不断循环这种工作方式是在系统软件控制下进行的。当PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编写好并存于用户存储器中的程序，按序号作周期性的程序循环扫描，程序从第一条指令开始，逐条顺序执行用户的程序直到程序结束。然后重新返回第一条指令，再开始下一次扫描；如此周而复始。实际上，PLC扫描工作除了执行用户程序外，还要完成其他工作，整个工作过程分为自诊断、通讯服务、输入处理、输出处理、程序执行五个阶段。如图2.10所示。
逻辑处理部分用于处理输入部分取得的信息，按一定的逻辑关系进行运算，并把运算结果以某种形式输出。
输出部分是指驱动各种电磁线圈、交/直流接触器、信号指示灯等执行元件的接口电路，它向被控对象提供动作信息。
为了使用方便，PLC还常配套有编程器等外部设备，它们可以通过总线或标准接口与PLC连接，图2-2为一般PLC组成系统的原理框图。（由图2-2可看出，PLC的组成结构和计算机差不多，故PLC可看成用于工业控制的专用计算机）
逻辑电路如图2.9（b）所示，在继电器电路中，若用K表示结果，用X表示原因——则“或”的关系可表之为K2=X3X4，只要X3或X4任意一个闭合，继电器K2就会因线都不闭合，继电器就不动作。
逻辑电路如图2.9（c）所示，在继电器电路中，若用K表示结果，用X表示原因，则“非”关系可表示为K0=X0，触点不动作时是闭合状态，继电器线圈K通电，而当触点动作为断开状态时，继电器断电，常闭触点实现了“非”控制。
常闭按钮：平时触点是闭合的，手动按下去后触点分开，手离开触点又恢复原状。
行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器。它的作用原理与按钮类似，当运动部件运动到某一位置，正好碰撞行程开关的顶杆时，行程开关触点动作，发出控制信号，行程开关和按钮不同点在于行程开关是靠外加的机械力使触点动作，而按钮是靠人工动手而动作。行程开关的图形和文字符号如图2.2所示。现在常用光电耦合、电磁感应等原理做成无触点的行程开关。
逻辑电路如图2.9（a）所示，在继电器电路中，若用K表示结果，用X表示原因——则“与”的关系可表之为K1=X1·X2，若X1及X2都闭合，则继电器K因线只要有一个不闭合，继电器就不动作。有触点的继电器控制电路中触点的串联接线就能实现“与”的控制，又称为“与”逻辑关系。
如INTEL（8031、8039、8049、8051、8089），单片微处理器又叫单片机，它将ROM、RAM、接口电路、时钟电路、串行口甚至A/D都集成在一个很小的芯片上，自成一个小的微处理机系统；另外，单片机有大量的位寻址单元和丰富的位操作指令，它为PLC在位处理方面提供了最佳的功能和速度，所以特别适用于PLC；此外，单片机集成度高、体积小、通用性强、价格低、可扩充性好、货源足。
PLC在输入刷新阶段，首先以扫描方式按顺序从输入缩存器中写入所有输入端子的状态或数据，并将其存入内存中为其专门开辟的暂存区——输入状态映像区中，这一过程称为输入采样，或是如刷新，随后关闭输入端口，进入程序执行阶段，即使输入端有变化，输入映像区的内容也不会改变。变化的输入信号的状态只能在下一个扫描周期的输入刷新阶段被读入。
按钮是手动开关，在自动控制系统中，它常用来作为开始启动或最后停止的命令。由于这种命令一般由操作人员发出，故做成手动开关。按钮一般分为常开按钮、常闭按钮及复合按钮等几种形式，其图形及文字说明如图2.1所示。
常开按钮：平时触点是分开的，手动按下去后触点闭合，手离开触点又恢复原状。
每次扫描用户程序之前，都先执行故障自诊断程序。自诊断内容包括I/O部分、存储器、CPU等，并通过CPU设置定时器来监视每次扫描是否超过规定的时间，如果发现异常，则停机并显示出错。若自诊断正常，则继续向下扫描。
又称“延时继电器”，其机构与电磁式继电器非常相似，它利用各种延时的方法，使得线圈中的电流变化缓慢，从而使得衔铁在线圈通电或断电瞬间不能立即吸合或释放，时间继电器的图形及文字符号如图2.7所示。它在PLC中又称定时器，当定时器的输入接通时开始定时，定时时间到，即定时器接通定时器相应的触点动作。
通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可直接用它来控制小容量电动机或其他执行元件，中间继电器的触头容量小，触点数目多，用于控制线路，中间继电器的图形及文字符号说明如图2.8所示。
电器控制系统实际上是一种开关电路，系统中的许多电路按照一定的逻辑关系动作，电器控制电路是由“与”“或”“非”逻辑电路组合而成的，可用逻辑代数式描述。
图2.6是用交流接触器控制异步电动机的主电路，控制电路和有关波形图。接触器的结构和工作原理与继电器基本相同。区别仅在于继电器触点的额定电流小，而接触器是用来控制大电流负载的，它可以控制额定电流为几十安至几千安的异步电机。按下启动按钮A1，它的常开触点接通，电流经过A1的常开和停止按钮A2，作为过载保护用的热继电器JR的常开触点，流过交流接触器KM的线圈接触器的衔铁被吸合，使主电路中的3对常开触点闭合。异步电动机M的三相电流被接通电动机开始运行，控制电路中接触器KM的辅助常开触点同时接通，放开启动按钮及A1的常开触点断开，电流经KM的辅助常开触点和A2，JR的常闭触点流过KM的线圈。电动机继续运行，KM的辅助常开触点实现的这种功能为“自保”或“自锁”。它使继电器电路具有类似于R-S触发器的记忆功能。
同输入状态映像区一样，PLC内存中也有一块专门的区域称为输出状态映像区。当程序的所有指令执行完毕，输出状态映像区中所有输出继电器的状态就在CPU的控制下被一次集中送至输出锁存器中，并通过一定的输出方式输出，推动外部的相应执行器件工作，这就是PLC输出刷新阶段。
PLC在程序执行阶段，按用户程序顺序扫描执行每条指令。从输入状态映像区读出输入信号的状态，经过相应的运算处理等，将结果写入输出状态映像区。通常将自诊断和通讯服务合称为监视服务。输入刷新和输出刷新称为I/O刷新。可以看出，PLC在一个扫描周期内，对输入状态的扫描只是在输入采样阶段进行，对输出赋的值也只有在输出刷新阶段才能被送出，而在程序执行阶段输入、输出会被封锁。这种方式称做集中采样、集中输出。
继电器和电磁阀作为PLC的主要输出器件，在自动控制领域广泛应用。电磁阀就是一个控制水管、油管和汽管的龙头开关加一个线圈，只有开和闭两种状态。利用电磁原理，给线包加电，阀门吸合，打开管路：线包失电，管路关闭。我们家里使用的全自动洗衣机，它的进水合出水全靠电磁阀控制。
熔断器又称保险丝，是一种利用熔化作用切断电路的保护器，起原理是当通过的电流过大时，会产生足够大的热量使熔片或熔丝熔化，从而使电路断开，保护电器设备的安全。其图形及文字符号如图2.4所示。
在电动机运行时按停止按钮A2，它的常闭触点断开，使KM的线圈失电，KM的主触点断开，异步电动机的三相电流被切断，电动机停止运行，同时控制电路中的KM辅助常开触点断开。当停止按钮A2被放开，其常闭触点闭合及KM线圈仍然失电，电动机继续保持停止运行状态。图2.6给出了有关信号的波形图。
图中用高电平表示“1”状态（线圈通电，按钮被按下）用低电平表示“0”状态（线圈断电，按钮被放开）。图2.6中的控制电路在继电器系统和PLC的梯形图中被大量使用，它被称为“启动-保持-停止”电路。
PLC是从继电器控制系统发展而来的，它的梯形图程序与继电器系统电路图相似，梯形图中一些编程元件也沿用了继电器这一名称。如输入继电器、输出继电器、辅助继电器、状态继电器、时间继电器、记数器等。这种用计算机内部资源描述成继电器，实际上是一种“软继电器”与继电器系统中的物理继电器在功能上有相似之处。由于以上原因，在介绍PLC工作原理之前，首先介绍物理继电器和其他常用电器元件的结构和工作原理。
接近开关（无触点开关）是利用晶体管的导通和截止来控制设备的启、停。当接近开关作为PLC的输入点信号，其接线所示。只要把它的“输出”、“地”分别接在PLC的输入端子X0与COM上，电源接在PLC的“24V”端子即可。接近开关利用其晶体管的导通与截止来控制PLC输入信号X0的有无。
总之，采用循环扫描工作方式，是PLC区别于微型计算机和其他控制设备的最大特点。
PLC由三个基本部分组成：输入部分、逻辑处理部分、输出部分。基本结构示意图参见图2-1所示。
输入部分是指各类按钮、行程开关、传感器等接口电路，它收集并保存来自被控对象的各种开关量、模拟量信息和来自操作台的命令信息等。
图2.5（a）是继电器结构示意图，它主要由电磁线圈、铁芯、触点和复位弹簧组成。继电器有两种不同触点，在线圈断电时处于断开状态的触点称为常开触点（如图2.5（a、b）中的触点3、4），处于闭合状态的触点称为常闭触点（如图2.5（a、b）中的触点1、2）。
当线圈通电时，电磁铁产生磁力，吸引衔铁，使常闭触点断开，常开触点闭合，线圈电流消失及复位弹簧使衔铁返回原来的位置。常开触点断开，常闭触点闭合。图2.5（b）为继电器的线圈、常开触点、常闭触点在电路图中的符号。一只继电器可能有若干对常开触点和常闭触点，在继电器电路图中，一般用相同的由字母、数字组成的文字符号（KM2）来标注同一个继电器的线扫描周期
扫描周期即完成一次扫描（I/O刷新、程序执行和监视服务）所需要的时间，由PLC的工作过程可知，一个完整的扫描周期T应为：
扫描周期的长短主要取决于三个要素：一是CPU执行指令的速度；而是每条指令占用的时间；三是执行指令条数的多少，即用户程序的长度。扫描周期越长，系统的响应速度越慢。现在厂家生产的基型PLC的一个扫描周期大约为10ms，这对于一般的控制系统来说完全是允许的，不但不会造成影响，反而可以增强系统的抗干扰能力，这是因为输入采样仅在输入刷新阶段进行。PLC在一个工作周期的大部分时间里实际上是与外设隔离的，而工业现场的干扰常常是脉冲式的、短期的，由于系统响应慢，往往要几个扫描周期才响应一次，多次扫描因瞬时干扰而引起的误动作将会大大减少，从而提高了系统的抗干扰能力。但是对控制时间要求较严格、响应速度要求较快的系统，就需要精心编制程序，必要时还需要采取一些特殊功能，以减少因扫描周期造成的响应带来的不良影响。