對于電氣技術(shù)人員來說，控制系統(tǒng)軟件的設計就是用梯形圖編寫控制程序，用戶程序的設計是PLC應用中最關鍵的問題。對于控制規(guī)模比較大的系統(tǒng)，可根據(jù)工藝流程圖，將整個流程分解為若干步，確定每步的轉(zhuǎn)換條件，配合分支、循環(huán)、跳轉(zhuǎn)及某些特殊功能，以便很容易地轉(zhuǎn)換為梯形圖設計。對于傳統(tǒng)的繼電器控制電路的改造，可根據(jù)原系統(tǒng)的控制電路，將某些橋式電路按照梯形圖的編程規(guī)則進行改造后，直接轉(zhuǎn)換為梯形圖。這種方法設計周期短，修改、調(diào)試程序簡單方便。程序設計可以與現(xiàn)場施工同步進行，以縮短設計周期。

在掌握PLC的指令以及操作方法的同時，還要掌握正確的程序設計方法，才能有效地利用可編程序控制器，使它在工業(yè)控制中發(fā)揮巨大作用。PLC程序設計常用的方法主要有經(jīng)驗設計法、繼電器控制電路轉(zhuǎn)換為梯形圖法、邏輯設計法、順序控制設計法等。

這種方法沿用了繼電器控制電路來設計梯形圖。它是在基本控制單元和典型控制環(huán)節(jié)基礎上，根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，進行選擇組合，并經(jīng)過多次反復調(diào)試和修改梯形圖，有時還需要增加一些輔助觸點和中間編程環(huán)節(jié)，才能達到所需的控制要求。這種方法沒有規(guī)律可遵循，設計所需時間和設計質(zhì)量與設計者的經(jīng)驗有很大的關系，所以稱為經(jīng)驗設計法。經(jīng)驗設計法適用于較簡單的梯形圖設計。應用經(jīng)驗設計法時必須熟記一些典型的控制電路，如起-保-停電路，脈沖發(fā)生電路等。

繼電器-接觸器控制系統(tǒng)經(jīng)過長期使用，已有一套能完成系統(tǒng)要求的控制功能并經(jīng)過驗證的控制電路，而PLC控制的梯形圖和繼電器-接觸器控制電路很相似，因此可以直接將經(jīng)過驗證的繼電器-接觸器控制電路轉(zhuǎn)換成梯形圖。這種方法對簡單的控制系統(tǒng)是可行的，比較方便，但較復雜的控制電路，就不適用了。

邏輯設計法是從控制系統(tǒng)中各種物理量的邏輯關系出發(fā)的一種設計方法。它以布爾代數(shù)為理論基礎，根據(jù)生產(chǎn)過程中各工步之間各檢測元件(如行程開關、傳感器等)狀態(tài)的變化，列出檢測元件的狀態(tài)表，確定所需的中間記憶元件，再列出各執(zhí)行元件的工序表，然后寫出檢測元件、中間記憶元件和執(zhí)行元件的邏輯表達式，并轉(zhuǎn)換成梯形圖。這種方法既有嚴密可循的規(guī)律性和可行的設計步驟，又有簡便、直觀和十分規(guī)范的特點。該方法在單一的條件控制系統(tǒng)中，非常好用，相當于組合邏輯電路，但和時間有關的控制系統(tǒng)中，就很復雜。主要步驟如下:

根據(jù)功能流程圖，以步為核心，從起始步開始一步一步地設計下去，直至完成。此法的關鍵是畫出功能流程圖。狀態(tài)流程圖又叫功能表圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖或狀態(tài)圖。它是完整地描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和狀態(tài)的一種圖形，是分析和設計電氣控制系統(tǒng)順序控制程序的一種重要工具。首先將被控制對象的工作過程按輸出狀態(tài)的變化分為若干步，并指出工步之間的轉(zhuǎn)換條件和每個工步的控制對象。這種工藝流程圖集中了工作的全部信息。在進行程序設計時，可以用中間繼電器(M)來記憶工步，一步一步地順序進行，也可以用順序控制指令來實現(xiàn)。狀態(tài)流程圖是一種通用的技術(shù)語言， 可以為不同專業(yè)的工程技術(shù)人員進行技術(shù)交流服務。

最后軟件設計好后一般先進行模擬調(diào)試。 模擬調(diào)試可以通過仿真軟件來代替PIC硬件在計算機上調(diào)試程序。如果有 PLC硬件，可以用小開關和按鈕模擬PLC的實際輸人信號（如起動、停止信號)或反饋信號(如限位開關的接通或斷開），再通過輸出模塊上各輸出位對應的指示燈，觀察輸出信號是否滿足設計的要求。需要模擬量信號 I/O時，可用電位器和萬用表配合進行。在編程軟件中可以用狀態(tài)圖或狀態(tài)圖表監(jiān)視程序的運行或強制某些編程元件。

在模擬調(diào)試過程中，應充分考慮各種可能出現(xiàn)的情況對各種不同的工作方式以及運行條件都應逐一試驗，不能遺漏，發(fā)現(xiàn)問題應及時修改。對于指令較多的程序，需采用設置斷點的方法，加快程序故障的查找，直到在各種可能的情況下，控制系統(tǒng)完全符合系統(tǒng)控制受求。

完成PLC整個軟硬件設計后，將PIC安裝到控制現(xiàn)場或?qū)⒄{(diào)試好的程序傳送到現(xiàn)場使用的PLC存儲器中，連接好PLC與輸人信號以及驅(qū)動負載的接線。待確認連接無誤后，就可進行現(xiàn)場調(diào)試。調(diào)試時主電路一定要斷電，先對控制電路進行聯(lián)機調(diào)試。通過現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試，還會發(fā)現(xiàn)新的問題或?qū)δ承┛刂乒δ艿母倪M，應及時解決調(diào)試時發(fā)現(xiàn)的軟件和硬件方面的問題，直到滿足工藝流程和系統(tǒng)控制要求。

根據(jù)調(diào)試的最終結(jié)果，整理出完整的技術(shù)文件，如電氣接線圖、狀態(tài)流程圖、帶注釋的梯形圖以及必要的文字說明等，隨系統(tǒng)一起交付使用。在說明書中通常對程序的控制要求、程序的結(jié)構(gòu)、流程圖等給以必要的說明，并且給出程序的安裝操作使用步驟等。