随着自动化技术在工业生产过程的应用,仿真系统已经成为绝大多数复杂系统特别是高技术产业不可缺少的分析、研究、设计、评价、决策和训练的重要手段。本文针对现有的仿真软件对运行环境的依赖性过强、缺乏通用性、仿真软件存在着没有形象的监控画面或者缺少多样的被控对象等方面的不足等问题,进行需求分析和功能分析。建立以Simulink为后台计算核心的可视化仿真系统。系统具有被控对象建立功能、仿真控制功能、信号输入输出功能以及可视化监控功能,能够非常直观、生动地模拟工业系统的,摆脱对实际被控对象的依赖。本文提出了一种实时仿真系统的结构,根据系统需求和各部分的功能不同,将面向典型过程控制的实时仿真系统结构分为前台用户操作、中间数据通信和后台仿真计算3个部分。采用模块化的设计思想,对系统接口进行规范化、标准化,便于二次开发。设计了一种基于外部驱动的Simulink实时仿真方式。在分析Simulink仿真机制的基础上,通过Matlab的Workspace进行数据交换,实现仿真系统前台参数设置与数据显示和后台Simulink的数据实时关联；通过外部控制Simulink仿真模型的输入、初始状态、仿真时间,实现仿真系统的在线连续实时仿真。为了仿真系统构建的准确、快捷和规范化,基于Simulink工具箱,提出一种实时仿真系统专用建模模块和控制器模块构建方法。采用Visual C++编程平台,开发实时仿真系统的主界面和Matlab引擎驱动接口；使用Visual Graph和Ctrl List控件,开发实时仿真系统监控界面、专用组件库和控件库。仿真运用实际的非线性水箱进行验证,结果表明仿真系统的精度较高。实时仿真实验系统为工程现场提供了一个具有良好扩展性,组件、控件丰富,操作简便,多画面同时监控的系统,可以有效地检验过程控制系统的可靠性,从而减少系统的调试与运行风险。