那么我们如何能够根据不同的控制要求，去设计出一个运行稳定、动作可靠、安全使用、调试方便、维护容易的控制系统呢，这也是我们进行PLC控制设计时需要考虑的问题。
我们先了解一下系统设计，应该遵循的几个原则
PLC控制系统的工程设计，一般可以分为系统规划、硬件设计、软件设计、系统调试、技术文件编制五个基本的步骤。
如下基本的设计原则：
1、首先要实现设备、生产机械、生产工艺的全部动作;
2、设计是满足设备对产品的加工质量以及生产效率的要求;
3、确保系统安全、稳定、可靠的工作;
4、尽可能地简化控制系统的结构，降低生产成本;
5、充分提高自动化强度，减轻劳动力;
6、改善操作性能，方便日后检修。
下面我们就以『三相感应电动机故障警报控制』电路为例，由传统电工图转换为阶梯图的过程，浅谈程序设计，相信大家以后就会对相关回路转换或程序设计有深刻的印象。
已知的三相感应电动机故障警报控制电路，其传统电工图，如图1所示。
1.电源正常时，仅绿灯gl亮，电动机不动作。
2.按下启动按钮pb1，电磁接触器mc动作，电动机立即运转，指示灯rl亮，绿灯gl熄。
3.按下停止按钮pb2，电磁接触器mc断电，电动机停止运转，指示灯rl熄，绿灯gl亮。
4.电动机在运转中，因过载或其它故障原因，致使积热电驿th-ry动作，电动机停止运转，蜂鸣器bz发出警报，指示灯rl熄，绿灯gl亮。
5.按下按钮开关pb3，蜂鸣器bz停止警报，白灯wl亮，绿灯gl亮，红灯rl熄。
6.故障排除后，按下积热电驿th-ry复归杆，则白灯wl熄，绿灯gl亮，红灯rl熄，可以重新起动电动机。
使用PLC，就是以软件程序来取代硬件配线。传统电工图当中，主电路是PLC无法取代的；PLC可以取代的部份，是控制电路。由传统电工图转换为阶梯图的个步骤，就是i/o编码，亦即将传统电工图中的输入/输出组件，先行确定其在PLC中所拟对应之外部输入/输出端子编号，以及外部输入组件接线方式是采用a/b接点，如表1所示。
(a)：外部採a接点方式接线
(b)：外部採b接点方式接线
输入/输出组件经i/o编码，并决定外部输入组件是采用a/b接点接线方式后，PLC外部接线图如图2所示。图中所示为丰炜vigor-vb系列PLC机种，采用npn接线，亦即24v端子与s/s端子并接。
由传统电工图转换为阶梯图之程序设计步骤如下：
(1)将电工图中控制电路直接转成对应阶梯图。因为PLC阶梯图中规定，接点在前，输出线圈则必须位于回路的后。故首先须重新绘制电工图，将图中接点与输出线圈位置适度变更，以符合PLC阶梯图的要求，重新绘制后的电工图，如图3所示。
(2)以i/o编码后的组件编号，取代电工图中的输入/输出组件，此处要留意的是，th-ry的c-a接点及c-b接点要独立出来，各自成为一个控制回路，如图4所示。
(3)将图4所示的电工图，向左旋转90°，之后再垂直翻转(upsidedown)，即可成为PLC阶梯图，但因：
(1)y1、x0接点，
(2)输出线圈y1和y2，不符合一般编程软件格式，故须适度更正，如图5右方所示。
※若您使用visio来绘制电工图，则向左旋转90°，之后再垂直翻转，就变的很easy。
(4)使用编程软件绘制之阶梯图，如图6所示，与适度翻转并修正后的阶梯图，完全相同。
将阶梯图转换为指令，则如下所示：
传统电工图完整转换后之PLC外部输入/输出接线与阶梯图。使用软件程序取代硬件配线后之PLC外部输入/输出接线与阶梯图，如下图7所示。
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PLC的研发目的在于取代以继电器为主之顺序控制，即使用软件程序以取代硬件配线，因此只要改变其软件程序，即可改变其控制的顺序，而轻易的达成控制上之不同需求。
一般的PLC系以传统继电器控制回路为基础发展而来，并将继电器的接点和线圈予以符号化，当转换成一般的阶梯图或指令之后，即可实现其控制。
但如此所完成的控制回路，是基于电路设计者本身之学习经验，较为主观及直接，一般使用者往往不易理解其动作流程，所以程序的可读性较低。