PLC在我国国民经济领域的重要性日益凸显。只有真正掌握PLC核心技术，我国智能制造产业才能形成核心竞争力，装备制造业水平才能得到质的提升。本文以国产全可编程SoC、国产实时以太网总线NCUC2.0为基础，研究完全遵循IEC61131-3标准的国产软PLC运行时系统，按目标应用领域不同包含总线型单机系统和冗余双机热备系统两类软PLC系统。全文主要内容如下：　　研究了总线型单机系统。基于国产NCUC2.0总线构建了软PLC运行时系统的总线应用层：分析了NCUC2.0中的通道访问、分布时钟同步等可靠性保障技术；提出并实现了基于NCUC2.0链路的应用层CoN技术方案；提出了一种主站和从站的对象字典自动配置方法，实现了混合可重构从站的自动高效配置。基于国产全可编程SoC实现了软PLC单机运行时系统：采用现场总线通讯的主从站结构，在主站和从站上分别实现了CANopen应用层；主站实现了Modbus协议与界面监控软件的通信；从站通过FPGA实现了I/O和电机控制。该单机系统已实现产品化并获得工程应用。　　研究了冗余双机系统。分析对比了常见的冗余方式和双机同步方法，提出了基于任务调度的双机热备方案；提出并采用了基于时间自动机理论的形式化仿真工具UPPAAL对总体方案正确性进行了验证；设计了基于国产全可编程SoC的冗余系统架构：在ARM上设计了互相隔离的主逻辑和备份任务，在备份任务中实现了透明的错误检测、现场保存和状态同步；在FPGA上实现了状态同步、过程数据缓存、CAN和以太网链路控制等；最后通过实验验证了双机同步方法的有效性，并测量了冗余系统的一些关键性能指标。　　总之，论文在国产技术基础上，向着自主可控的工业控制系统迈出了坚实的一步。