程序的邏輯設計方法的是以邏輯組合或邏輯時序的方法和形式來設計plc程序，可分為組合邏輯設計法和時序邏輯設計法兩種。這些設計方法既有嚴密可循的規律性，明確可行的設計步驟，又具有簡便、直觀和十分規范的特點。
1．邏輯函數與梯形圖的關系
組合邏輯設計法的理論基礎是邏輯代數。我們知道，邏輯代數的三種基本運算“與”、“或”、“非”都有著非常明確的物理意義。邏輯函數表達式的線路結構與plc梯形圖相互對應，可以直接轉化。
如圖1所示為邏輯函數與梯形圖的相關對應關系，其中圖1a是多變量的邏輯“與”運算函數與梯形圖，圖1b為多變量“或”運算函數與梯形圖，圖1c為多變量“或”/“與”運算函數與梯形圖，圖1d為多變量“與”/“或”運算函數與梯形圖。
圖1邏輯函數與梯形圖
a）與運算b）或運算c）或/與運算d）與/或運算
由圖1可知，當一個邏輯函數用邏輯變量的基本運算式表達出來后，實現這個邏輯函數的梯形圖也就確定了。
2．組合邏輯設計法的編程步驟
組合邏輯設計法適合于設計開關量控制程序，它是對控制任務進行邏輯分析和綜合，將元件的通、斷電狀態視為以觸點通、斷狀態為邏輯變量的邏輯函數，對經過化簡的邏輯函數，利用plc邏輯指令可順利地設計出滿足要求且較為簡練的程序。這種方法設計思路清晰，所編寫的程序易于優化，。
用組合邏輯設計法進行程序設計一般可分為以下幾個步驟：
1）明確控制任務和控制要求，通過分析工藝過程繪制工作循環和檢測元件分布圖，取得執行元件功能表。
2）詳細繪制系統狀態轉換表。通常它由輸出信號狀態表、輸入信號狀態表、狀態轉換主令表和中間記憶裝置狀態表四個部分組成。狀態轉換表全面、完整地展示了系統各部分、各時刻的狀態和狀態之間的聯系及轉換，非常直觀，對建立控制系統的整體聯系、動態變化的概念有很大幫助，是進行系統的分析和設計的有效工具。www.diangon.com
3）根據狀態轉換表進行系統的邏輯設計，包括列寫中間記憶元件的邏輯函數式和列寫執行元件（輸出量）的邏輯函數式。這兩個函數式組，既是生產機械或生產過程內部邏輯關系和變化規律的表達形式，又是構成控制系統實現控制目標的具體程序。
4）將邏輯設計的結果轉化為plc程序。邏輯設計的結果（邏輯函數式）能夠很方便的過渡到plc程序，特別是語句表形式，其結構和形式都與邏輯函數式非常相似，很容易直接由邏輯函數式轉化。當然，如果設計者需要由梯形圖程序作為一種過渡，或者選用的plc的編程器具有圖形輸入的功能，則也可以首先由邏輯函數式轉化為梯形圖程序。
3．組合邏輯設計舉例
下面通過環形分配器的plc程序來進行說明：
（1）工作原理
步進電機控制主要有三個重要參數即轉速、轉過的角度和轉向。由于步進電機的轉動是由輸入脈沖信號控制，所以轉速是由輸入脈沖信號的頻率決定，而轉過的角度由輸入脈沖信號的脈沖個數決定。轉向由環形分配器的輸出通過步進電機a、b、c相繞組來控制，環形分配器通過控制各相繞組通電的相序來控制步電機轉向。
如圖2給出了一個雙向三相六拍環形分配器的邏輯電路。電路的輸出除決定于復位信號reset外，還決定于輸出端qa、qb、qc的歷史狀態及控制信號－en使能信號、con正反轉控制信號和輸入脈沖信號。其真值表如表1所示。
圖2步進電機環形分配器
表1真值表
| con | 1 | 0 | ||||||
| z | en | clk | a | b | c | a | b | c |
| 1 | φ | φ | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | ↑ | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | ↑ | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | ↑ | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | ↑ | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | ↑ | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | ↑ | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
（2）程序設計
程序設計采用組合邏輯設計法，由真值表可知：
當con＝0時，輸出qa、qb、qc的邏輯關系為：
當con＝1時，輸出qa、qb、qc的邏輯關系為：
當con＝0，正轉時步進機a、b、c相線圈的通電相序為：
當con＝1，反轉時各相線圈通電相序為：
qa、qb、qc的狀態轉換條件為輸入脈沖信號上升沿到來，狀態由前一狀態轉為后一狀態，所以在梯形圖中引入了上升沿微分指令。
plc輸入/輸出元件地址分配見表2。
表2plc輸入/輸出元件地址分配表
| plc in | 代號 | plc out | 代號 |
| x0 | clk | y0 | qa |
| x1 | en | y1 | qb |
| x2 | reset | y2 | qc |
| x3 | con |
根據邏輯關系畫出步進電機機環形分配器的plc梯形圖，如圖3所示。
圖3環形分配器的梯形圖
梯形圖工作原理簡單分析如下：設初始狀態為reset有效。x2常開觸點閉合，y0輸出為“1”狀態，y1、y2為“0”狀態，reset無效后，上述三輸出狀態各自保持原狀態。con＝0（x3=0），當en（x1=1）有效，且有輸入脈沖信號clk（x0）輸入，clk（x0）上升沿到來，m0輔助常開觸點閉合一個掃描周期。在此期間，各輸出繼電器狀態自保持失效，y0輸出保持為“1”狀態，y1輸出由“0”變“1”，y2輸出狀態為“0”。一個掃描周期過后，m0常開觸點斷開，常閉觸點閉合，各輸出繼電器狀態恢復自保持，等待下一個輸入脈沖信號上升沿的到來。其它部分請讀者自己分析。
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