用户程序通过编程器顺序输入到用户存储器，CPU对用户程序循环扫描并顺序执行，这是PLC的基本工作过程。

当PLC运行时，用户程序中有众多的操作需要去执行，但是CPU是不能同时去执行多个操作的，它只能按分时操作原理，每一时刻执行一个操作。但由于CPU运算处理速度很高，使得外部出现的结果从宏观来看似乎是同时完成的。这种分时操作的过程，称为CPU对程序的扫描（CPU处理执行每条指令的平均时间：小型PLC如OMRON-P系列为10μs、中型PLC如FANUC-PLC-B为7μs）。

PLC接通电源并开始运行后，立即开始进行自诊断，自诊断时间的长短随用户程序的长短而变化。自诊断通过后，CPU就对用户程序进行扫描。扫描从0000H地址所存的第一条用户程序开始，顺序进行，直到用户程序占有的最后一个地址为止，形成一个扫描循环，周而复始。顺序扫描的工作方式简单直观，它简化了程序的设计，并为PLC的可靠运行提供了保证。一方面所扫描到的指令被执行后，其结果马上就可以被将要扫描到的指令所利用。另一方面还可以通过CPU设置扫描时间监视定时器来监视每次扫描是否超过规定的时间，从而避免由于CPU内部故障使程序执行进入死循环而造成的故障。