可编程控制器（PLC）凭借其可靠性高、编程简单、稳定性强等特点被广泛应用在工控领域中。随着技术的发展，对控制技术的要求越来越高，传统的PLC结构封闭，硬件体系互不兼容，采用专用的操作系统，编程语言及指令系统也各异，满足不了更高更复杂的控制需求。而新兴的基于PC的软PLC，虽然有良好的开放性和丰富的资源，但又缺乏PLC的坚固性和实时性。因此致力于研究和构建更好的控制器，将PLC的可靠性及稳定性和PC的灵活性及其软件功能相结合起来以解决各种工业控制中存在的问题，具有积极的意义。可编程自动化控制器（Programmable Automation Controller，简称PAC）既是这种融合PLC稳定性和PC多功能性的特点的新型控制器。PAC将高性能的嵌入式技术和可靠稳定的软逻辑技术进行整合，提供了一个开放式的工业标准，在同一个平台上将软、硬件都整合在一起，进行完整的开发。本文在对现行PAC技术的分析基础上，为了解决PAC编程平台与PAC硬件不断升级的兼容性问题，提出了一种基于虚拟机技术的PAC设计方案。该PAC的硬件平台采用基于ARM芯片的模块化设计，用户可以根据工业现场的控制需求选择相应功能的模块，使系统具有良好的扩展能力；为了便于PAC的数据通信和网络控制，设计了丰富的通信接口，用户通过RS232、RS485、SPI、CAN总线以及以太网接口既可以方便与底层设备进行通信，又能完成各PAC之间的组网，组成PAC网络控制系统；在软件设计上采用嵌入式Linux操作系统，通过设计虚拟机来屏蔽编程平台与硬件之间的联系，当硬件平台发生变化时，只需要对虚拟机进行移植就可进行应用程序的编译执行，实现应用程序与硬件平台分离；为了实现所设计的PAC与组态软件的综合应用，本文讨论了对易控组态软件的以太网驱动程序开发，并研究了采用易控组态软件开发上位监控系统，以及通过易控实现在Internet网络的远端对所设计的PAC系统进行远程监控。本文所设计的基于虚拟机的PAC控制系统应用在锅炉控制系统中，完成了对锅炉温度的控制，以及实现了该系统的上位监控和远程监控功能。经调试和运行证明该系统达到了预期的设计目标，具有良好的应用价值。