在输入刷新阶段，PLC的CPU将每个输入端口的状态复制到输入数据映像寄存器（也称为输入继电器）中，程序执行和输出刷新被屏蔽。外接的输入电路接通时，对应的过程映像输入位为二进制的1，梯形图中对应输入点的常开触点接通，常闭触点断开。外接的输入电路断开时，对应的过程映像输入位为二进制的0，梯形图中对应输入点的常开触点断开，常闭触点接通。
在非输入刷新阶段，输入状态发生变化，程序也不会读入新的输入数据，这种方式是为了增强PLC的抗干扰能力和程序执行的可靠性。
（2）程序执行
在程序执行阶段，CPU执行一个或多个程序循环OB，执行主程序OB1，进行逻辑运算和处理（即前一条指令的逻辑结果影响后一条指令），*终运算结果存入输出数据映像寄存器（也称为输出继电器）中。在程序执行过程中，输入刷新和输出刷新被屏蔽。
（3）输出刷新
在输出刷新阶段，CPU将输出数据映像寄存器中存储的数据复制到物理硬件继电器。梯形图中某输出位的线圈“通电”时，对应的过程映像输出位为二进制的1。当输出位为二进制的1时，继电器输出型可以使对应的继电器线圈通电，其常开触点闭合，使外部负载通电工作。梯形图中某输出位的线圈“断电”时，对应的过程映像输出位为二进制的0。继电器输出型可以使对应的继电器线圈断电，其常开触点断开，使外部负载断电，停止工作。
PLC按输入/输出接口（I/O接口）总数的多少可分为小型机、中型机和大型机。I/O点数小于128点为小型机；I/O点数在129～512点为中型机；I/O点数在512点以上为大型机。PLC的I/O接口数越多，其存储容量也越大，价格也越贵，在设计电气控制系统时应尽量减少使用I/O接口的数目。
西门子S7-200系列属于整体式的小型PLC，S7-300系列属于模块式的中小型PLC，S7-400系列属于模块式的大型PLC。
S7-300PLC常用模块有电源模块PS、CPU模块、接口模块IM、数字量输入模块DI、数字量输出模块DO、模拟量输入模块AI、模拟量输出模块AO、功能模块FM、通信模块CP等。
①电源模块PS将AC120V/230V电压转换成DC24V电压，供S7-300、传感器和执行器使用。常用的电源模块有PS307，额定输出电流为2A、5A、10A。
②CPU模块是控制系统的核心，大致分为以下几类。
a.紧凑型CPU：CPU 312C、CPU 313C、CPU 313C-PtP、CPU 313C-2DP、CPU314C-PtP和CPU 314C-2DP。各CPU均有计数、频率测量和脉冲宽度调制功能，有的还具有定位功能。
b.标准型CPU：CPU 312、CPU 313、CPU 314、CPU 315、CPU 315-2DP和CPU316-2DP。
c.户外型CPU：CPU 312 IFM、CPU 314 IFM、CPU 314户外型和CPU315-2DP，在恶劣的环境下使用。
d.高端CPU：CPU 317-2DP和CPU 318-2DP。
e.故障安全型CPU：CPU 315F。
③IM接口模块负责主机架和扩展机架之间的总线连接。IM模块有IM365、IM360和IM361。
④SM信号模块是数字量输入模块DI、数字量输出模块DO、模拟量输入模块AI、模拟量输出模块AO的总称。
⑤FM功能模块是实现特殊功能的模块，常用的有高速计数器模块FM350、定位控制模块FM351/352、闭环控制模块FM355等。
⑥CP通信模块是组态网络使用的接口模块，常用的有点到点模块CP340和CP341、PROFIBUS总线模块CP342-5、工业以太网模块CP343-1、AS-i接口模块CP343-2等。
1.2.2 S7-300 PLC的扩展和地址分配
（1）S7-300 PLC的主机架硬件结构
晶闸管输出只能接交流负载，开关速度较高，适合大电流、高速控制的场合。内部参考电路，当某一输出点为“1”时，通过背板总线接口和光耦，使对应的光敏双向晶闸管导通，外部负载工作。当输出点为“0”时，对应的光敏双向晶闸管截止，负载断电。
晶体管输出只能接36V以下的直流负载，开关速度高，适合高速控制的场合，负载电流约为0.5A。内部参考电路，输出信号经光耦送给输出元件，图中用带三角形符号的小方框表示输出元件。输出元件的饱和导通和截止相当于触点的接通和断开。
PLC按结构可分为整体式和模块式。整体式的PLC具有结构紧凑、体积小、价格低的优势，适合常规电气控制。整体式的PLC也称为PLC的基本单元，在基本单元的基础上可以加装扩展模块以扩大其使用范围。模块式的PLC是把CPU、输入接口、输出接口等做成独立的单元模块，具有配置灵活、组装方便的优势，适合输入/输出点数差异较大或有特殊功能要求的控制系统。
（2）位存储器（M）
位存储器M分为保持型和普通型，比如CPU314C-2DP有256个字节的M存储器，MB0～MB15为保持型，其余为普通型。所谓保持型，其性质是在STOP状态或断电情况下，其保持之前的状态不变；而普通型会全部自动复位。
在编程时，M存储器常用于存储中间计算结果的状态或其他标志信息。M存储器允许按位、字节、字和双字来存取，可以直接或间接访问。
（3）定时器（T）
梯形图逻辑指令支持256个定时器，每个定时器逻辑框提供两种输出：BI（二进制）和BCD（BCD码），都占用一个字，时间值范围是0～999。
定时器按精度可分为10ms、100ms、1s、10s；按定时方式可分为S_PULSE（脉冲S5定时器）、S_PEXT（扩展脉冲S5定时器）、S_ODT（接通延时S5定时器）、S_ODTS（保持接通延时S5定时器）、S_OFFDT（断开延时S5定时器）、—（SP）—（脉冲定时器线圈）、—（SE）—（扩展脉冲定时器线圈）、—（SD）—（接通延时定时器线圈）、—（SS）—（保持接通延时定时器线圈）、—（SA）—（断开延时定时器线圈）。
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可编程序控制器是在继电器控制的基础上开发出的产品，是一种专为在工业环境下应用而设计的计算机控制系统。它是以微处理器为基础，综合了计算机技术、半导体技术、自动控制技术、数字技术和通信网络技术等发展起来的一种通用工业自动控制装置，主要面向控制过程和用户。可编程序控制器采用可编程序的存储器，能够执行逻辑控制、顺序控制、计数、定时和算术运算等操作功能，并能通过开关量、模拟量的输入和输出完成对各种机械或生产过程的控制。西门子S7-300PLC主机。
可编程序控制器的功能是不断变化的。*初，其产品名称为可编程序逻辑控制器（Programmable LogicController，PLC），主要用于顺序控制，替代传统的继电接触控制系统。它采用了计算机的设计思想，实际上它只能进行逻辑运算。随着微处理器技术的发展，其功能不断完善和加强，现在的可编程序控制器已具备了算术运算、模拟量控制、过程控制，以及远程通信等强大功能。因为早期的可编程序逻辑控制器已不能描述其多功能的特点，1980年，美国电气制造商协会NEMA（NationalElectrical ManufacturersAssociation）给它起了一个新的名称“可编程序控制器”（ProgrammableController，PC）。国内已将PC作为个人计算机（PersonalComputer）的代名词，为加以区别，国内仍沿用PLC表示可编程序控制器