一、虚拟DCS技术
虚拟DCS就是现场真实DCS在一套非实时控制网络系统上的转移与再现，是现场DCS的一套拷贝，从本质上说，虚拟DCS就是一套没有运行于现场的DCS系统，其I/O交互对象不是现场I/O，而是仿真机内的仿真模型。仿真机通过高精度的仿真模型构建了一个虚拟的现场，在仿真机上进行操作，犹如置身于真实的现场，操作员在仿真操作员站上的操作方法、运行方式以及设备的动态反应过程，和实际机组完全一致，这保证了仿真机的准确性和培训的针对性。
由于虚拟DCS源自真实DCS，真实DCS上发生的各种操作、事故均可以在虚拟DCS上进行验证，在虚拟DCS上进行的参数整定、逻辑修改、画面变更等可直接移植到现场DCS中：凡基于DCS的控制系统组态，无需任何修改即可无缝移植在仿真机上运行;凡在仿真机上调试的DCS控制组态，无需任何修改即可无缝移植在DCS系统上运行。相对而言，传统仿真机以仿真的手段再现的DCS在功能设置、操作特性、系统相应等方面显得大为逊色，并且通常存在不可忽视的仿真差异。
虚拟DCS能够真正有效、经济、广泛地实现人员培训、控制系统仿真试验和控制参数整定及系统反事故演练等一系列功能，这对仿真机技术的发展而言，是一个革命性的进步。
二、与DCS一体化的仿真机架构
基于DCS的分散式仿真机可以在DCS现有的这些特性的基础上进行各种教练员站功能的扩展，将虚拟DCS与仿真支撑系统存在于一个系统之中，形成一体化的结构。这不单纯是物理结构上的一体化，也是软件结构上的一体化。
基于DCS的分散式仿真机相当于在DCS系统构架上，将工业现场扩展为虚拟工业现场，在虚拟DCS的仿真控制SDPU基础上又增加了几个仿真过程SDPU，这些SDPU之间的数据通过虚拟的I/O测点上网实现通信，充分保持DCS系统的封装性及各项功能。
基于DCS的分散式仿真机系统接收操作员在虚拟DCS上发出的各种操作指令，然后通过数学模型计算出被控设备应有的动态特性作为仿真结果，同时将虚拟DCS需要的数据以测点的形式广播到数据网络上，虚拟DCS接受到这些数据后再产生控制指令返回到过程仿真系统，从而实现了仿真支撑系统与虚拟DCS的无缝连接。
具体来说，操作员在MMI站上操作各种软操作器，虚拟DCS中的仿真控制DPU接收这些操作器信号，发出指令并送到实时全局数据网络。在现场，这些指令将会驱动现场的电机、阀门等设备，而在仿真系统中，这些指令驱动仿真DPU中的设备模型，使之做出相应反应，设备模型动作完毕后的反馈送回实时全局数据网络，由控制DPU进行接收，最终在MMI站上显示。
三、 在线仿真与在线优化
所谓在线仿真，是指将仿真技术应用到在线控制系统当中去，作为控制系统稳定性和高效性的有效补充手段，以提高控制的品质。它的典型应用例如：电厂各种信号的传感器由于受到现场条件的干扰和破坏，可能发生信号的漂移、虚位等失真情况，甚至完全失效，这使得一些重要的控制过程失去了有效依据;仿真系统产生的虚拟传感器，可以暂时性地替代这些失效的信号以保证控制过程的完整，同时提示热工人员进行及时修复或者更换。它的典型应用再如：电厂一些控制过程的逻辑和参数，例如PID的参数数值，在一些非整定工况下，或者因为工况的某些变化而失去最优性条件，这使得控制过程偏离最优化;仿真系统产生的虚拟过程演练，可以不干扰正常调节过程的情况下，快速进行自校验和自寻优，并且将寻优后的参数及时传递给控制系统并且建议修改，以保证热工控制过程的最优化。
只有DCS生产厂家提供的仿真机才可以实现在线仿真与在线优化的顺利进行，其依据是硬件和软件的与DCS一体化，只需一根普通网线即可在现场DCS系统和仿真机系统之间实现互联。这种互联是可切换的，并且可以在任意一端进行完全的屏蔽。
四、分散式仿真计算(无中心服务器)
新型分散式仿真机SIMPANEL在DCS一体化架构的基础上，充分使用了业界公认领先技术的分布式交互计算技术，通过分布式交互仿真技术实现了分散式的仿真计算。
这种分布式交互仿真技术采用了协调一致的结构、标准、协议和数据库，通过实时全局性数据网络将分散配置的仿真硬件、软件和仿真环境综合成为任一网络节点上都可以参与交互作用的、时空一致的共用仿真环境。在体系结构上，由过去集中式、封闭式发展到分布式、开放式和交互式，构成可操作、可移植、可伸缩及可交互的分布式仿真体系结构。
为了充分体现这种分布式交互仿真技术，在SIMPANEL的标准配置中提高了网络上各个计算机节点(教练员站、工程师站、操作员站)的档次，形成“分布式强力节点+10/100M以太网络”的结构体系，繁重的仿真计算过程和数据交互被分散到各个网络节点中进行，大大降低了对计算机性能的苛刻要求，这使得：
a. 任何一台教练员站、工程师站、操作员站的角色可以相互切换，提高了系统的可用性;
b. 实现仿真机各对象系统的独立建模，提高软件调试效率;
c. 通过分布式节点冗余技术，单个节点故障时可以迅速恢复到正常状态。
这种分布式交互仿真技术完全兼容传统的“中心服务器+计算机节点”的体系，只要将其中的一个节点升级为服务器，即可实现传统的集中式结构体系(这也是其他传统仿真厂家经常采用的方法，因为存在数据传送和数据运算瓶颈而被新华公司废弃)，将所有控制与过程仿真集中在同一台服务器上运行。
五、一机多模与多机一模
一机多模是指在一套仿真机的硬件设备上运行多套仿真机数学模型，完成不同机组类型或者对象的仿真功能，多套模型之间可以平滑无缝地进行自由切换。一机多模可以充分利用现有的硬件资源，完成最丰富的仿真功能。
新华控制工程有限公司为大唐淮北发电厂125/200/300MW常规火电机组配备的基于虚拟DCS的新型分散式仿真机SIMPANEL-5，任意一套仿真机硬件设备上均可运行任意一套仿真机数学模型，完成三种不同类型的仿真功能。
新华公司特有的分散式仿真技术，构成了独特的多机一模运行方式。一套SIMPANEL仿真机硬件网络上的各个节点均处于均等的级别，无需中心服务器，这使得厂内任何一个计算机网络进行一定的软件配置后即可转化为SIMPANEL所需要的运行环境，然后在其上运行仿真数学模型，完成仿真机功能。
因此，无论是专工办公室，还是专业班组，只要2台以上的普通工作用PC机构成局域网络，即可实现SIMPANEL仿真机的部分或者全部功能，而无需在专门的仿真机房。这种多机一模的方式大大地拓展了仿真机的应用范围，使得仿真机的使用延伸到电厂的各个办公室内。
六、全CRT仿真环境
随着计算机、网络技术的发展，特别是DCS系统的发展，电站集控室中的盘台、仪表等设备越来越少，趋向于取消，而代之以全CRT的DCS系统。在此基础上，可以实现取消盘台硬件的全计算机仿真，采用这种方式的仿真系统称之为全CRT纯软电站仿真系统(CRT-Based Panel Simulator)，它为仿真机的发展带来了巨大的进步。在本系统中，利用虚拟DCS的控制系统网络，通过工程师站和操作员站发送指令和接收仿真信息，共享网络上广播的所有数据。
仿真系统采用全CRT监视和键盘操作，不仅DCS与机组实际相一致，能逼真再现操作环境，而且将集控室硬盘台上的各种显示、指示仪表、开关、按钮和光字报警等都是用软件设计其图案，以虚拟软盘台方式实现，然后显示在CRT上。就地操作和就地监视数据也都在就地操作MMI站上以纯软方式实现。
采用虚拟软盘台技术，以全新的人机界面替代传统的操作盘台，不仅具有良好的用户界面，易于受训人员接受的理解，而且降低了硬件成本，增强了系统维护与扩充的灵活性，提高了性能价格比。基于CRT的虚拟盘台技术使得投资巨大的仪表盘台、操作器、信号灯、把手、按钮等硬设备能以二维或三维图形的方式再现于屏幕上，利用计算机多媒体技术尤其是动画技术，可以方便地进行诸如图形、图象、声响以及声光报警等的仿真。
七、先进的建模原理与管理功能
SIMPANEL的涵盖了一般仿真系统的所有功能，数据的读取与保存、模型的运行与停止、模型的冻结与解冻、改变模型运行速度、故障设置、回退、追忆、运行状态显示等。另外它还有一些新的功能，如：多级冻结功能，可以实现对整个仿真系统(多个DPU)、单个DPU、单个设备模块的任一级冻结;在线调试、在线仿真功能，不但可以实现模型的自动生成，而且不需编译，就可完成诸如数据显示、数据修改等仿真调试工作。
