可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)在工业控制场合广泛应用,占据了最大的运动控制器市场份额。PLC的梯形图编程方式,给基于PLC的运动控制系统的开发带来很大的便利。但与其他运动控制器相比,PLC在运动控制性能和实时性方面存在很大的劣势。本文结合PLC与其他运动控制器的优势,基于ARM与FPGA架构研发一款运动控制性能和实时性强的PLC,同时为了其编程方便,开发了一个针对这款PLC的梯形图编程系统。主要完成工作如下:(1)采用实时性强的ARM与FPGA架构设计了PLC硬件系统,保证硬件系统的实时性。基于该架构,设计了PLC软件系统的总体方案。同时根据编程系统的需求,设计了包含编辑模块、编译模块、下载模块和仿真模块的梯形图编程系统的框架。(2)基于实时性强的μC/OS-Ⅱ嵌入式系统,在PLC的ARM端软件系统里设计并实现了周期解析目标代码、通讯与下载、保存与加载掉电数据和运动控制功能。(3)设计了梯形图图元的数据结构及其分层存储方式,根据该数据结构与存储方式,研究了编辑模块的界面设计子模块、编辑功能子模块、显示子模块和保存与加载子模块的实现算法。(4)将编译过程分为梯形图转换为IL指令表语言和IL指令表语言转换为目标代码两个过程。采用AOV图和二叉树相结合的方式,研究梯形图转换为IL指令表语言的关键技术。基于查表的方式,设计IL指令表语言转换为目标代码的算法。(5)对梯形图的编辑模块和编译模块进行测试,测试结果表明编辑模块和编译模块功能正常。开发三维运动平台的运动控制系统对PLC及其梯形图编程系统作整体测试,三维运动平台通过示教走出的直线与圆弧的轨迹表明本文所设计的PLC具有运动控制性能强的优点,同时也可以表明PLC及其梯形图编程系统的有效性与正确性。