軟PLC控制技術(shù)是基于軟件和硬件在邏輯功能上等效的思想，采用開放式體系結(jié)構(gòu)，通過軟件來實(shí)現(xiàn)PLC硬件的功能。軟PLC系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)組成，上位機(jī)為用戶提供編輯界面和多種編程語言環(huán)境，便于用戶在PC機(jī)上進(jìn)行PLC程序的編輯，同時(shí)還對下位機(jī)的一些狀態(tài)量進(jìn)行監(jiān)控，并給下位機(jī)發(fā)送指令?！　∮脩艟庉嬐關(guān)LC的梯形圖和指令表程序后，只有通過對程序的編譯來獲取程序的邏輯后才能按照PLC的工作原理運(yùn)行。為了配合在PC機(jī)上運(yùn)行的軟PLC編輯開發(fā)系統(tǒng)，使PC機(jī)完成相應(yīng)的控制功能，開發(fā)了軟PLC編譯系統(tǒng)。1、軟PLC程序編譯系統(tǒng)的組成　　PLC編譯模塊由梯形圖語法檢查模塊、梯形圖程序邏輯檢查模塊和指令表程序語法檢查模塊組成。梯形圖程序語法檢查模塊檢查用戶PLC圖形程序有無指令標(biāo)記重復(fù)、指令地址越界等語法錯(cuò)誤；梯形圖程序邏輯檢查模塊檢查PLC圖形程序有無邏輯錯(cuò)誤；語言程序語法檢查模塊檢查用戶語句程序有無拼寫、指令格式、指令地址越界等語法錯(cuò)誤。　　編譯程序的構(gòu)造包括詞法分析、語法分析、語義分析、錯(cuò)誤的檢查和處理以及代碼生成和代碼優(yōu)化等程序。2、軟PLC程序的遍歷算法　　軟PLC程序的遍歷算法主要包括梯形圖遍歷算法和指令表遍歷算法。梯形圖程序由若干個(gè)梯級組成，遍歷時(shí)以梯級為單位，采用深度優(yōu)先的掃描方法。按從上到下，從左到右的順序進(jìn)行。在掃描過程中，遇到并聯(lián)結(jié)點(diǎn)就轉(zhuǎn)入下一行進(jìn)行掃描，行與行之間的切換由指針的變換來實(shí)現(xiàn)，原先位置的指針被預(yù)先存儲(chǔ)起來，待并聯(lián)模塊掃描完后。再從原來的位置開始往下掃描。梯級和掃描順序如圖1所示。
圖1 梯級和掃描圖　　指令表是由一系列指令組成。且指令按照鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，按照順序讀取指令即可完成對指令表的遍歷。3、梯形圖與指令表程序的相互轉(zhuǎn)換　　3.1 梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表　　梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表是以梯級為單位進(jìn)行的。對于沒有并聯(lián)支路的梯級，只要根據(jù)梯形圖元素在梯級中的位置和元素的類型，即可將梯形圖轉(zhuǎn)換為指令表。對于包含有并聯(lián)支路的梯級，可以按照遍歷梯形圖的方法，一邊遍歷一邊轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換過程中，首先設(shè)定1個(gè)全局變量nDepth(梯級深度)，以確定梯級的深度，然后判斷1個(gè)梯級是否包含并聯(lián)支路。如果包含則調(diào)用包含有并聯(lián)支路的轉(zhuǎn)換程序，然后順序讀入當(dāng)前梯級深度層次上的梯形圖元素；如沒有發(fā)現(xiàn)并聯(lián)支路，則調(diào)用不含并聯(lián)支路的轉(zhuǎn)換程序依次轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換過程中。每轉(zhuǎn)換完1條支路就要添加1個(gè)ORB支路并聯(lián)指令?！　≡趯φ麄€(gè)梯形圖程序進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，首先生成nLine(行號)和nDepth 2個(gè)全局變量，然后從頭開始進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完1個(gè)梯級后。下1個(gè)梯級從第nLine(nLine=nLine+nDepth+1)行開始，直到梯形圖文件結(jié)束為止?！　?.2 指令表轉(zhuǎn)換成梯形圖　　指令表轉(zhuǎn)換成梯形圖的過程就是根據(jù)PLC指令語句生成相應(yīng)的梯形圖元素鏈表的過程。因?yàn)樘菪螆D和指令表程序是一一對應(yīng)的關(guān)系，可按照語句對應(yīng)生成相應(yīng)的梯形圖元素，利用在梯形圖向語言表轉(zhuǎn)換文件中已設(shè)計(jì)好的位圖資源，建立標(biāo)志符和位圖之間的相應(yīng)關(guān)系。轉(zhuǎn)換時(shí)，將語句表以文件流的方式存入文本文件中，逐行分析，通過適當(dāng)?shù)乃惴ㄌ幚?，在視窗中畫出對?yīng)的梯形圖符號，直到文件結(jié)束。此外，在轉(zhuǎn)換過程中，需要將程序劃分為若干小節(jié)，每節(jié)對應(yīng)梯形圖中的1個(gè)梯級。在指令表中，梯級的劃分可根據(jù)OUT指令來進(jìn)行。串并聯(lián)模塊的劃分可根據(jù)ANB和ORB指令進(jìn)行。　　4、軟PLC程序的語法分析　　在對PLC程序進(jìn)行編譯時(shí)，先將由PLC其他語言編寫的程序轉(zhuǎn)化為指令表后再進(jìn)行處理。程序語言的文法通常包括I組終結(jié)符、I組非終結(jié)符、1個(gè)開始符號和1組產(chǎn)生式。　　4.1 軟PLC程序的文法設(shè)計(jì)　　軟PLC程序文法主要指PLC指令表語言的文法設(shè)計(jì)，PLC指令表語言與梯形圖語言存在一一對應(yīng)的關(guān)系。PLC的指令表程序由若干條語句組成，每條語句包括語句號、操作碼和操作數(shù)。操作碼是PLC指令系統(tǒng)中的指令代碼，包括邏輯取、觸點(diǎn)串聯(lián)指令、觸點(diǎn)并聯(lián)指令指令、支路并聯(lián)指令、支路串聯(lián)指令和線圈驅(qū)動(dòng)指令。操作數(shù)主要是PLC內(nèi)部的繼電器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器。下面是一段PLC指令表例程。
　　以三菱公司F1系列的邏輯指令為例來說明指令表文法的設(shè)計(jì)，并選取指令集中的一個(gè)子集來作為研究對象，該子集由邏輯取指令(LD，LDI)、觸點(diǎn)串聯(lián)指令(AND，ANI)、觸點(diǎn)并聯(lián)指令(OR，ORI)、支路并聯(lián)連接指令(ORB)、支路串聯(lián)連接指令(ANB)和線圈驅(qū)動(dòng)指令(0UT)等基本指令組成?！　榱吮阌诜治觯脝蝹€(gè)小寫字母代替指令，即LD，LDI→a；AND，ANI→b；OR，ORI→c；ANB→d；ORB→e；0UT→f。指令表的文法可表示為1個(gè)四元式(Vt，VN，S，φ)，其中，Vt是終結(jié)符號集，包括{a，b，e，d，e，f}；VN是非終結(jié)符號集，包括{S，H，K，A，B，D，E}；S是開始符號；φ中是產(chǎn)生式集(@代表空集)。因 此，指令表程序的文法G[S]為S→aHfS； S→AfS；S→@；H→EH；H→@；K→EK；K→@，A→DA；A→@；B→e；D→b；D→c；E→D；E→aKB。由G[S]產(chǎn)生式，可推出空串的非終結(jié)符集合為{S，H，K，A}?！　?.2 軟PLC程序的語法分析　　語法分析選用自頂向下的LL(1)分析方法。為使用LL(1)分析方法，首先構(gòu)造預(yù)測分析表，并先求取所有非終結(jié)符號的FIRST集和FELLOW集?！　IRST集：FIRST(S)={a，@，b，c}；FIRST(H)={@，b，c，a}；FIRST(K)={@，b，c，a}；FIRST(A)={@，b，c}；FIRST(B)={e，d}；FIRST(D)={b，c}；FIRST(E)={b，c，a}?！　OLLOW集：FOLLOW(S)={#}；FOLLOW(H)= {f}；FOLLOW(K)={e，d}；FOLLOW(A)={f}；　　FOLLOW(B)={b，c，a，f，e，d}；FOLLOW(D)={b，c，f，a，e，d}；FOLLOW(E)={b，C，a，f，e，d}?！　「鳟a(chǎn)生式的SELECT集：SELECT(S→aHfS)={a}；SELECT(S→AfS)={b，c，f}；SELECT(S→@)={@，#}；SELECT(H→EH)={b，c，a}；SELECT(H→@)={@，f}；SELECT(K→EK)={b，c，a}；SELECT(K→@)={@，e，d}；SELECT(A→DA)={b，c}；SELECT(A→@)={@，f}；SELECT(B→e)={e}；SELECT(B→d)=xtlrhlx；SELECT(D→b)=；SELECT(D→c)={c}；SELECT(E→D)={b，c}；SELECT(E→aKB)={a}　　根據(jù)上述計(jì)算。生成的PLC文法預(yù)測分析表如表1所示。
表1 PLC文法預(yù)測分析表　　通過表1，采用非遞歸的預(yù)測分析方法，構(gòu)造預(yù)測分析器模型，如圖2所示。
　圖2 非遞歸的預(yù)測分析器模型　　預(yù)測分析器的控制程序總是根據(jù)棧頂符號和當(dāng)前輸入符號來決定預(yù)測分析器的動(dòng)作，預(yù)測分析器的控制程序算法如下：