软PLC控制技术是基于软件和硬件在逻辑功能上等效的思想，采用开放式体系结构，通过软件来实现PLC硬件的功能。软PLC系统由上位机和下位机组成，上位机为用户提供编辑界面和多种编程语言环境，便于用户在PC机上进行PLC程序的编辑，同时还对下位机的一些状态量进行监控，并给下位机发送指令。

用户编辑完PLC的梯形图和指令表程序后，只有通过对程序的编译来获取程序的逻辑后才能按照PLC的工作原理运行。为了配合在PC机上运行的软PLC编辑开发系统，使PC机完成相应的控制功能，开发了软PLC编译系统。

1、软PLC程序编译系统的组成

PLC编译模块由梯形图语法检查模块、梯形图程序逻辑检查模块和指令表程序语法检查模块组成。梯形图程序语法检查模块检查用户PLC图形程序有无指令标记重复、指令地址越界等语法错误；梯形图程序逻辑检查模块检查PLC图形程序有无逻辑错误；语言程序语法检查模块检查用户语句程序有无拼写、指令格式、指令地址越界等语法错误。

编译程序的构造包括词法分析、语法分析、语义分析、错误的检查和处理以及代码生成和代码优化等程序。

2、软PLC程序的遍历算法

软PLC程序的遍历算法主要包括梯形图遍历算法和指令表遍历算法。梯形图程序由若干个梯级组成，遍历时以梯级为单位，采用深度优先的扫描方法。按从上到下，从左到右的顺序进行。在扫描过程中，遇到并联结点就转入下一行进行扫描，行与行之间的切换由指针的变换来实现，原先位置的指针被预先存储起来，待并联模块扫描完后。再从原来的位置开始往下扫描。梯级和扫描顺序如图1所示。



图1 梯级和扫描图

指令表是由一系列指令组成。且指令按照链式结构存储，按照顺序读取指令即可完成对指令表的遍历。

3、梯形图与指令表程序的相互转换

3.1 梯形图转换成指令表

梯形图转换成指令表是以梯级为单位进行的。

对于没有并联支路的梯级，只要根据梯形图元素在梯级中的位置和元素的类型，即可将梯形图转换为指令表。对于包含有并联支路的梯级，可以按照遍历梯形图的方法，一边遍历一边转换。在转换过程中，首先设定1个全局变量nDepth(梯级深度)，以确定梯级的深度，然后判断1个梯级是否包含并联支路。如果包含则调用包含有并联支路的转换程序，然后顺序读入当前梯级深度层次上的梯形图元素；如没有发现并联支路，则调用不含并联支路的转换程序依次转换。在转换过程中。每转换完1条支路就要添加1个ORB支路并联指令。

在对整个梯形图程序进行转换时，首先生成nLine(行号)和nDepth 2个全局变量，然后从头开始进行转换，转换完1个梯级后。下1个梯级从第nLine(nLine=nLine+nDepth+1)行开始，直到梯形图文件结束为止。

3.2 指令表转换成梯形图

指令表转换成梯形图的过程就是根据PLC指令语句生成相应的梯形图元素链表的过程。因为梯形图和指令表程序是一一对应的关系，可按照语句对应生成相应的梯形图元素，利用在梯形图向语言表转换文件中已设计好的位图资源，建立标志符和位图之间的相应关系。转换时，将语句表以文件流的方式存入文本文件中，逐行分析，通过适当的算法处理，在视窗中画出对应的梯形图符号，直到文件结束。此外，在转换过程中，需要将程序划分为若干小节，每节对应梯形图中的1个梯级。在指令表中，梯级的划分可根据OUT指令来进行。串并联模块的划分可根据ANB和ORB指令进行。

4、软PLC程序的语法分析

在对PLC程序进行编译时，先将由PLC其他语言编写的程序转化为指令表后再进行处理。程序语言的文法通常包括I组终结符、I组非终结符、1个开始符号和1组产生式。

4.1 软PLC程序的文法设计

软PLC程序文法主要指PLC指令表语言的文法设计，PLC指令表语言与梯形图语言存在一一对应的关系。PLC的指令表程序由若干条语句组成，每条语句包括语句号、操作码和操作数。操作码是PLC指令系统中的指令代码，包括逻辑取、触点串联指令、触点并联指令指令、支路并联指令、支路串联指令和线圈驱动指令。操作数主要是PLC内部的继电器、定时器和计数器。下面是一段PLC指令表例程。



以三菱公司F1系列的逻辑指令为例来说明指令表文法的设计，并选取指令集中的一个子集来作为研究对象，该子集由逻辑取指令(LD，LDI)、触点串联指令(AND，ANI)、触点并联指令(OR，ORI)、支路并联连接指令(ORB)、支路串联连接指令(ANB)和线圈驱动指令(0UT)等基本指令组成。