与通用微机不同，PLC 的工作方式具有自身的特点，因此其自动控制系统的设计过程也与微机控制系统有所不同。需要根据 PLC 的特性，采用程序形式来体现其控制功能。具体的设计步骤如下：
第一步：确定控制对象及控制范围
首先要详细了解被控对象的控制要求，明确必须完成的动作及其执行顺序，并在此基础上归纳出工作循环和状态流程图。
第二步：PLC 型号选定
根据生产工艺的要求，分析被控对象的复杂程度，统计 I/O 点数和 I/O 点类型（如数字量、模拟量等），并列出清单。同时要对内存容量进行适当的估算，选择合适的 PLC 机型，既要留有余量，又要避免资源浪费（小、中、大型机器）。还要综合考虑市场情况，考察 PLC 生产厂商的产品、售后服务、技术支持、网络通信等方面的综合表现，选出性价比优良的 PLC 机型。
第三步：硬件设计
根据所选用的 PLC 产品，了解其性能。结合随机提供的资料和实际需求，考虑软件编程的情况，进行外电路的设计，并绘制电气控制系统总装配图和接线图。
第四步：软件设计
（1）梯形图编程
在进行硬件设计的同时，可以开始软件设计。软件设计的主要任务是将控制要求所对应的工艺流程图转换为梯形图，这是 PLC 应用中的关键环节。程序编写是软件设计的具体体现。在程序设计过程中，建议将使用的软继电器（内部继电器、定时器、计数器等）列表，标明用途，以便于程序设计、调试和系统运行维护、检修时查阅。
（2）程序初调
程序初调又称为模拟调试。将设计好的程序通过程序编辑工具下载到 PLC 控制单元中。使用外接信号源加入测试信号，通过各种状态指示灯了解程序运行情况，观察输入/输出之间的变化关系及逻辑状态是否符合设计要求，并及时修改和调整程序，消除缺陷，直至满足设计要求。
第五步：现场调试
在初调合格后，将 PLC 与现场设备连接。在正式调试前，要全面检查整个 PLC 控制系统，包括电源、接地线、设备连接线、I/O 连线等。确认硬件连接正确无误后，就可以送电了。将 PLC 控制单元的工作方式设置为 RUN，开始运行。反复调试，消除可能出现的各种问题。在调试过程中，也可以根据实际需求对硬件进行适当修改，配合软件的调试。应保持足够长的运行时间，使问题充分暴露并加以纠正。试运行无问题后，可以将程序固化在具有长久记忆功能的存储器中，并进行备份（至少应备份两份）。
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