Есть еще один вариант. LabView. Сдается мне что в нем уже есть все необходимое. В том числе специальные библиотеки для создания моделей объектов. На нем делают модели и отлаживают САУ для ,например, турбин, генераторов и прочих серьезных штук.

Так же можно прикупить платы ввода-вывода. При готовности модели работать с контроллером.