精馏塔广泛应用于化工行业中的传质传热过程中，精馏塔动态特性复杂，具有多变量、强耦合等特点，所以建立精馏塔的动态数学模型，对精馏塔的动态特性研究以及优化控制研究等具有重要的指导意义。本文首先研究了建模过程中需要使用的基础物性数据的计算方法，然后针对双组分连续筛板塔建立动态机理模型，包括塔板、进料板、冷凝器、再沸器、塔釜五个模块，各模块相对独立又有明确的输入输出关系。对各个模块单独使用MESH方程组得到各自以非线性微分方程形式表示的机理数学模型，再通过输入输出顺序获得整塔模型计算方法。以苯和甲苯的二元精馏过程为例，将本文建立的精馏塔数学模型实例化，通过观察不同输入条件和扰动下模型的动态响应和稳态响应，并与实际过程进行比较，表明本模型能较好地模拟精馏过程的动态特性，对精馏塔的控制研究具有较高的实际价值。根据本文建立的苯和甲苯二元精馏模型，利用西门子离散控制系统PCS7设计并实施了多变量预测函数控制系统，以塔顶温度和塔底温度作为间接质量指标控制塔顶和塔底产品浓度，以塔顶回流量和塔底再沸器过热蒸汽流量作为操作变量，构成两输入两输出系统，采用多变量最小二乘法获得预测模型。通过PCS7结构化控制语言SCL，编写两输入两输出预测函数控制器；通过PCS7连续功能图语言CFC，实现针对精馏塔塔顶温度和塔底温度的多变量预测函数控制系统，并将控制效果与常规单输入单输出PID控制的控制效果进行比较，结果表明，本文提出的控制方案具有更好的鲁棒性和稳定性。