基于IEC61131-3标准的虚拟DPU是一种通用开放的实现虚拟DCS的仿真技术,可镜像真实DPU的硬件和软件功能。本文对IEC61131-3标准采用面向对象分析方法,把标准中规范的软件模型包含的逻辑元素抽象为一个对象模型,对象模型包含配置对象、资源对象、任务对象、程序对象、程序组织单元对象,按照标准中的定义对每个对象进行功能分析确定对象类的属性和方法,以及对象之间的逻辑关系。依据对象的功能边界形成对象模型与DPU结构之间的逻辑映射,在此定义配置对应DPU单元、资源对应DPU的主控单元、任务和程序对应主控单元中运行的控制程序。以此逻辑映射作为虚拟DPU设计的基础,采用面向对象的设计方法为每个对象设计类类型,通过类之间的协同合作实现虚拟DPU功能。虚拟DPU的任务包括再现真实DPU控制功能和实现虚拟DCS通信功能两部分。再现真实DPU控制功能需要获取DPU的组态控制信息,真实DPU组态控制信息来自工程师站的组态文件,虚拟DPU组态控制信息同样来自工程师站的组态文件,PLCopen组织规范的支持IEC61131-3标准的特定XML格式为虚拟DPU获取无差别的组态控制信息提供了技术支持,在开发环境和仿真平台之间实现信息传输是支持IEC61131-3标准的特定XML格式的一个重要用例。虚拟DCS工程师站的组态文件经过支持IEC61131-3标准的特定XML格式封装,传输给虚拟DPU,再由虚拟DPU解析此特定XML文件以提取组态控制信息,虚拟DPU利用组态信息指导对象之间的相互配合再现真实DPU的控制功能。虚拟DPU与人机界面的数据通信的实现,虚拟DPU与人机界面数据通信的桥梁是OPC服务器,虚拟DPU充当了OPC服务器的数据源,虚拟DPU与OPC服务器的数据通信基于共享内存技术实现。