第一个阶段是输入采样阶段，PLC以扫描方式顺序读入所有输入端的通/断状态或输入数据，并将其存入输入映像寄存器，也就是输入刷新。在接下来的程序执行阶段，即使输入状态发生变化，输入映像寄存器的内容也不会立即改变，只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入。
第二个阶段是程序执行阶段。PLC按照程序指令的顺序，从输入映像寄存器和其他元件映像寄存器中读出有关元件的通/断状态，并根据用户程序进行逻辑运算，运算结果再存入有关的映像寄存器中。
第三个阶段是输出刷新阶段。在所有指令执行完毕后，PLC将各物理继电器对应的输出映像寄存器的通/断状态在输出刷新阶段转存到输出寄存器，以控制各物理继电器的通/断，从而实现PLC的实际输出。
需要注意的是，PLC的程序执行阶段中，即使输入发生了变化，输入状态寄存器的内容也不会立即改变，要等到下一个周期输入处理阶段才能改变。同样地，暂存在输出状态寄存器中的输出信号，也需要等待一个循环周期结束，CPU才会将这些输出信号全部输出给输出锁存器，成为实际的CPU输出。因此，全部输入、输出状态的改变需要一个扫描周期，也就是输入、输出的状态保持一个扫描周期。