综合自动化系统通过生产过程的管理和控制的有机结合实现生产过程的优化运行、优化控制和优化管理，对于工业企业缩短生产周期、加快资金周转、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。如何实现在实验室环境下提供一个对流程工业综合自动化系统进行工程化调试验证的实验平台，是目前综合自动化技术所面临的具有重要意义和难度的问题。本文依托东北大学“985工程”流程工业综合自动化科技创新平台建设，通过建立虚拟过程对象和虚拟管理对象，对流程工业综合自动化系统实验平台进行了设计和开发，本文的主要内容如下： 1.综述了流程工业综合自动化系统的发展过程和研究现状，提出了由真实的综合自动化系统、虚拟生产对象和计算机支撑系统组成的流程工业虚拟制造过程综合自动化系统实验平台的体系结构。 2.对于基于实验室环境的综合自动化系统和虚拟生产对象分别进行了设计。综合自动化系统由生产过程管理系统、生产过程控制系统和支撑系统组成，虚拟生产对象由生产过程控制对象与管理对象组成。根据综合自动化系统的实验需求，对硬件系统的设备和软件系统进行了选型、配置和连接。 3.开发了生产过程控制系统实验平台。该平台由优化计算机、监控计算机、接口机、PLC/DCS控制站、执行机构与检测装置虚拟系统、对象计算机组成。开发了通用的对象计算机软件平台，提供了软件程序框架和接口，实验者只需结合具体工业过程更改前台组态软件的相关画面、定义相关变量、数学模型便可完成对象计算机软件的开发，提高了开发效率。 4.在生产过程控制系统实验平台上进行了层流冷却智能优化实验系统的开发，验证了实验平台的有效性，取得了预期的效果，同时指出了验证中存在的问题和相应的解决方案。 最后总结了全文的工作，并对实验平台的进一步研究提出了看法。