可编程序控制器（PLC）是在集成电路、计算机技术基础上发展起来的一种新型工业控制设备。随着计数机技术和虚拟现实技术的发展，以计算机为硬件平台，通用操作系统为软件平台，用软件实现可编程序控制器的功能成为可能。这为PLC及其控制系统的虚拟仿真提供了支撑。本文在对虚拟PLC研究现状分析和总结的基础上，对虚拟PLC的若干关键技术和可视化虚拟控制环境的实现方法进行了分析和研究，并构建了可视化虚拟PLC实验系统的基本框架，完成了原型系统的开发。主要的研究内容如下： ⑴研究了PLC程序图形化编辑方法。在Visual C++6.0集成开发环境中以梯形图编程元件为单位，将其抽象为C++的类，利用类的封装和继承等特性，实现了梯形图程序的编辑。 ⑵研究了梯形图程序向指令表程序的转换算法。论文针对常用的梯形图和指令表程序，在对梯形图结构特点的分析基础上，提出了以AOV（Activity On Vertex）图和二叉树作为中间状态的转换算法。该算法先将梯形图转换成AOV图，AOV图比梯形图能够更好的表达元件间的位置关系；接着，将AOV图转换成二叉树，用二叉树可以正确的表示元件间的逻辑关系；最后，后序遍历二叉树，实现梯形图程序向指令表程序的转换。由于转换算法不依赖于具体指令的意义，因此具有通用性。 ⑶研究了虚拟PLC运行及指令表程序解释算法。提出了基于后序表达式计算原理的指令表程序解释算法。该算法根据后序表达式的计算方法，利用堆栈实现指令表程序的解释，解释过程快速、准确。 ⑷利用SolidWorks等三维建模软件，创建了PLC典型控制对象的三维模型，并导入到EON Studio虚拟环境中。在此基础上，研究了基于EONX控件的虚拟PLC和三维虚拟控制对象之间的通信技术，实现了PLC控制过程的三维可视化仿真，并开发了可视化虚拟PLC实验系统。