体系结构开放化是数控系统发展的必然趋势，软PLC技术采用软件实现传统PLC的功能，是实现数控系统开放性的关键技术之一。软PLC系统由编程开发系统及运行系统组成。其中，编程开发系统是实现具备PLC控制功能的控制系统必不可少的开发工具之一。目前，国内的PLC编程开发系统种类繁多、编程语言差异大、编译效率低、缺乏程序调试功能等问题突出，导致控制程序开发过程繁琐，调试困难，开发周期长，系统稳定性差，成为快速开发稳定可靠的控制程序的重要障碍。针对上述问题，本文提出了开发一个符合IEC61131-3标准的梯形图编程开发系统，重点对PLC编程环境、程序编译算法、仿真调试的实现技术等关键问题进行研究，并提出了具体的解决方案。主要完成工作如下：首先，根据IEC61131-3PLC编程语言标准，深入研究了行业广泛应用的梯形图编程语言的构成及语法规则，并设计了编程开发系统的总体框架结构。其次，设计了编程开发系统的程序编辑环境、梯形图元件库、梯形图存储结构，并实现程序编辑功能；采用开放式的XML结构实现程序信息的保存与加载；建立梯形图编程规则库，对程序语法逻辑错误进行检查。另外，针对代码转换效率和存储方式，采用了指令表为中间语言，将编译过程划分为梯形图转换为指令表及指令表转换为目标代码。其中，采用二叉树结构存储梯形图元件间的关系，利用二叉树后序遍历算法实现梯形图到指令表转换，有效地提高转换效率；根据目标代码格式，采用指令表拆解、分类和再构造的方式，实现指令表到目标代码的转换，有效地统一指令的存储格式，简化转换过程。再次，根据PLC工作原理设计了目标代码解释执行核，并设计梯形图状态显示器和寄存器数据显示器，实现程序离线调试功能。最后，以CNC24开槽机为控制对象，进行梯形图程序开发并生成目标代码，通过实际运行测试，验证了本编程开发系统的可行性和有效性。