根據(jù)虛擬機的原理和執(zhí)行機制，對虛擬機的機器碼執(zhí)行方案進行了總體設計，如圖3所示。PLC文件是梯形圖程序的保存文件，通過對PLC文件進行詞法分析、語法分析和語義分析編譯產(chǎn)生PLM文件，然后調(diào)用宏匯編庫，并進行一系列的轉(zhuǎn)換生成機器碼，產(chǎn)生PLE文件;最后創(chuàng)建機器運行環(huán)境來執(zhí)行機器碼，宏匯編庫中是每個梯形圖指令對應的宏匯編段。

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　　圖3 虛擬運行總體設計框圖

　　(4)交叉開發(fā)調(diào)試算法研究

　　非嵌入式通常采用本機開發(fā)、本機調(diào)試、本機運行的開發(fā)方式;而嵌入式開發(fā)需要交叉開發(fā)，絕大多數(shù)采用宿主機開發(fā)、宿主機和目標機之間交叉調(diào)試、目標機運行的方式開發(fā)。

　　交叉開發(fā)調(diào)試算法：

　　在宿主機平臺上編寫程序代碼;

　　固化監(jiān)控器至目標機上;

　　連接宿主機和目標機;

　　編譯鏈接應用程序，生成可執(zhí)行代碼;

　　將可執(zhí)行代碼下載到目標機;

　　使用交叉調(diào)試器進行調(diào)試;

　　如果程序調(diào)試沒有發(fā)現(xiàn)異常，轉(zhuǎn)至11);

　　調(diào)試程序時發(fā)生錯誤，利用交叉調(diào)試器定位錯誤;

　　修改錯誤代碼;

　　重復4)-10);

　　將目標機程序固化在目標機上。

　　4 嵌入式軟PLC改造后的控制系統(tǒng)

　　以測試繼電器TV5實驗為例。其要求如下：每次測試5個繼電器，每個繼電器的動作頻率是5s開，5s關(guān)。根據(jù)要求，試驗最好的結(jié)果是每個繼電器用6個TV負載，即每個TV負載是5s開，55s管。輸入點有：開關(guān)，檢出，復位M個，停止次數(shù)設定量N次，動作頻率設定L個，常開/觸點轉(zhuǎn)換。其中，M=測試產(chǎn)品個數(shù)，N、L個數(shù)由實際需要確定。其算法如下：

　　設定一個循環(huán)周期，使累積誤差最小;

　　在循環(huán)周期內(nèi)設計動作時間和動作頻率，以及動作次數(shù);

　　設計相關(guān)聯(lián)動、互鎖、緊急停車和復位等功能;

　　執(zhí)行動作與反饋根據(jù)產(chǎn)品相關(guān)標準進行比較，判定結(jié)果和設定中斷程序。

　　采用模塊化程序設計編程，各模塊均由主程序調(diào)用，且為了程序不出誤動作，還要考慮電流諧波和沖擊對高電源的要求。用了算法優(yōu)化設計，5個繼電器每隔2s一個動作，5個剛好10s。其中一個動作頻率程序如下：

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　　與之對應的動作如下：

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　　該程序檢出判斷程序如下：

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　　圖4 TV負荷電壓電流波形

　　由圖4可知：啟動時突入電流最大值約為55A，突入時間約為54ms，定常為8A。

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　　圖5 電機電壓和電流波形

　　由圖5可知：電流滯后電壓約為0.9ms，其功率因素為0.96。

　　實驗結(jié)果與測試要求基本一致。如果不采用優(yōu)化算法程序設計，則對電源要求很高，所以該控制系統(tǒng)可以應用實現(xiàn)，無形中降低了成本。