工业控制系统是控制自动化作业的软硬件系统,而PLC作为其核心部件,目前广泛应用于制造、石化、能源等重点行业。IEC 61131-3标准是PLC控制软件编程语言的第一个国际标准,为PLC控制软件开发提供了统一的编程语言标准,解决了开放性差、兼容性差、不易于维护等传统工业控制系统存在的问题。但随着自动化技术的发展,更加复杂的生产过程控制要求对传统工业控制系统在开放性、跨领域、多学科协作性方面都提出了更大的挑战。FMI标准作为一个通用模型接口标准,在支持分布式多机协同,多学科协作仿真方面具有显著优势。支持该标准的工具能够更好的解决复杂系统建模仿真、模型重用等问题。本文针对传统组态编程软件开放性、兼容性差的问题,在充分研究了FMI标准和IEC 61131-3标准的基础上,对FMI标准下FMU模型到IEC 61131-3标准功能块的表达方法展开了研究。首先,通过分析FMI标准下FMU模型和IEC 61131-3标准功能块模型结构以及模型描述文件的特点,在表现层采用XML技术,提出了一种IEC 61131-3标准下FMU模型到功能块模型的描述方法;在Visual Studio 2015平台上设计并实现了模型描述中间插件。中间插件采用DOM技术对FMU模型描述文件进行解析,提取模型关键参数,并创建功能块XML样式表,通过构建模型映射规则,将FMU模型参数映射为功能块模型参数,并写入功能块XML样式表,生成完整的功能块工程文件。其次,研究了IEC61131-3标准下FMU模型的仿真方法,对基于联合仿真方式的FMU模型的求解进行了设计,通过解析FMU文件来调用FMU模型DLL库函数进行FMU模型的求解;基于ADS通讯方式与组态软件建立通信并进行FMU模型的接口绑定以及数据传输。最后,基于Twin CAT3组态软件搭建了模型表达实验验证平台。通过构建实例FMU模型并将其导入Matlab得到仿真结果;同时将该模型通过中间插件描述为功能块模型,并在实验平台上得到其仿真结果。通过实验结果的对比分析,验证了模型表达方法的可行性和正确性。