随着“工业4.0”和“智能制造”时代的到来,可编程控制系统（PLC）逐渐发展成为军民装备控制领域的主流控制系统,是实现工业装备自动化、信息化、智能化的重要载体,基于IEC 61131国际标准和PLCopen规范的运动控制软件设计也已成为当前CNC机床、机器人、自动化生产线等制造装备应用软件的主要开发手段。当前,我国工业装备制造发展水平与世界先进技术还存在较大差距,高端工控系统大都依赖于外商,产品技术受制于人,系统安全无法保障。国内工控系统在核心芯片、软件开发环境、实时以太网总线技术和应用功能库等方面还面临较大差距。本文围绕上述关键技术难题,在完全自主可控的国产可编程控制系统基础上,提出了基于PLCopen规范的应用功能库开发方法,本文主要研究了以下几个方面的内容:1.分析了国内外主流PLC系统研究发展现状,从系统总体架构与硬件构成、编程软件、工业实时以太网和PLCopen规范应用等多个方面进行了深入调研。论述了IEC 61131国际标准和PLCopen规范的研究现状与发展趋势,提出了基于分布式实时以太网架构的国产可编程控制系统总体方案,详细设计了系统的标准化硬件功能模块和系统集成的标准化逻辑编程软件以及监控组态软件。2.阐述了PLCopen规范的详细内容,包括功能块的工作原理、功能定义、接口一般规范;针对PLCopen规范通用性、灵活性、复用性的特点和要求,设计了国产PLC系统PLCopen规范功能块的软件模型、打断与混成机制、内部算法流程以及代码自动生成等关键技术,提出了基于PLCopen规范的国产可编程控制系统应用功能块开发方法。3.基于提出的PLCopen功能块模块化设计方法,结合国产PLC系统控制需求和编程软件开发特点,采用标准的结构化文本和功能图块语言设计实现了I/O控制、运动管理、单轴运动控制、多轴协同空间插补以及伺服算法功能块,并对功能块的算法进行了有效验证。4为验证论文研究成果,基于国产自主可控的各硬件模块和软件平台,构建了国产PLC系统测试平台,采用所开发的功能库完成了测试系统编程,实验结果表明,国产PLC系统运行稳定,所设计的功能块功能完善、运行规范,能满足工业控制现场的实际应用需求,具有较好的应用前景。