在PLC控制系統中，當輸入信號發生變化時，必將引起有關輸出信號的變化，這之間是有一定的時間延遲的。
定義：從PLC系統的某一輸入信號變化開始到系統有關輸出端信號的改變所需的時間為I/O響應時間。
由PLC的巡回掃描過程可知，外界信息必須在前一個掃描周期的I/O掃描階段之前準備好，并由PLC讀入到輸入映象區，在計算機內經歷一個掃描周期的時間，在本掃描周期的I/O掃描階段輸出給外設，這是系統必須有的掃描時間。
從PLC的輸入信號開始變化、信號穩定到CPU讀入的時間稱為輸入延遲時間。輸入信號的出現有一定的隨機性，信號的穩定時間是隨輸入端硬件參數設定的，在計算機輸入模板選定之后是一個常數，CPU在I/O掃描階段讀入該信號的時間則是隨機的，因此輸入延遲時間有一定隨機性。
同輸入延遲時間類似，PLC的輸出數據由輸出映象區送到外設到數據在外設穩定的時間稱為輸出延遲時間。輸出延遲時間由PLC的外設接口參數而定，系統確定之后，它是一個常數。
可見，I/O響應時間必須有：一個掃描周期、一個輸出延遲時間和大約一個I/O掃描階段的時間。最后一項主要受信號具體讀入時機的影響，可能略小于或略大于I/O掃描階段的時間。
輸入信號的出現在哪種情況下將使I/O響應時間最大呢？這就是PLC的最大I/O響應時間問題。假設輸入信號的出現是在前一個I/O掃描階段，CPU讀取該信號時，它已出現，但尚未達到穩定階段，因而未能讀入。這樣，這個輸入信息就要在本掃描周期的I/O掃描階段才能讀入。因此，I/O響應時間的最大值大約是兩個掃描周期、一個輸出延遲時間和大約一個I/O掃描階段的時間。
由上面的分析還可以看出，PLC工作時的掃描周期T必須小于輸入信號的穩定駐留時間，否則就有丟失信息的可能。為了盡量減小輸入延遲時間和輸出延遲時間，在設計硬件參數時應予以足夠的重視。
用PLC設計一個控制系統時，必須知道有了一個輸入信號后PLC經過多長時間才能有一個對應的輸出信號，否則，就不能正確并精確地解決系統各部件之間的配合問題。從PLC的工作過程可知：當PLC工作在程序執行階段時，既使輸入狀態發生了變化，即輸入狀態寄存器的內容發生變化，CPU執行的輸入信號也不會變化，而要到下個周期的輸入、輸出刷新階段，才能有效。同理，暫存在輸出狀態寄存器中的輸出信號，也要等到下一個掃描周期的輸入、輸出刷新階段，才能集中輸出給輸出部件。從PLC收到一個輸入信號到PLC向輸出端輸出一個控制信號所需的時間，就是PLC的I/O響應時間。
響應時間是可變的，例如，在一個掃描周期的I/O刷新階段開始前瞬間收到一個輸入信號，則在本周期內該信號就起作用了，這時響應時間最短，它是輸入延遲時間、一個掃描周期時間、輸出延遲時間三者之和；在使用直接輸出刷新時，最短響應時間等于輸入延遲時間、監視時間、輸出延遲時間三者之和。
如果在一個掃描周期的I/O更新階段剛過就收到一個輸入信號，則該信號在本周期內不能起作用，必須等到下一個掃描周期才能起作用，這時響應時間最長，它等于輸入延遲時間、二個掃描周期時間與輸出延遲時間三者之和；在使用直接輸出刷新時，最長響應時間等于輸入延遲時間、一個掃描周期時間、輸出延遲時間三者之和。
【例】已知：PLC輸入ON延遲8ms，輸出ON延遲10ms，監視時間1ms，指令執行時間14ms，輸出指令位置在程序開始，且不用通信口，計算最短I/O響應時間和最長I/O響應時間。
【解】使用循環輸出刷新時：
最短I/O響應時間=8+15+10=33(ms)
最長I/O響應時間=8+15×2+10=48(ms)
使用直接輸出刷新時：
最短I/O響應時間=8+1+10=19(ms)
最長I/O響應時間=8+15+10=33(ms)
