锅炉是生产过程及生活中重要的动力源和热源,其生产过程中的参数非常重要。同时,由于锅炉长期工作在高温高压下,对安全的要求也较高。在我国,锅炉的自动化水平还不太高,因此设计安全可靠的锅炉控制系统是非常必要的。本文详细分析了锅炉的工艺特点,明确了锅炉的控制要求,根据锅炉对象的特点,依据控制方案的可靠性和可行性原则,设计了锅炉的整套控制方案。在工业生产中,有些工艺参数对生产工况的改变较敏感,因此需要对控制器参数进行优化。本文采用随机数直接搜索方法优化控制器的PID参数,并且采用西门子PCS7的SCL语言完成了优化模块的编写,能够实现PID参数的在线优化。由于实际的生产过程中往往存在较大的滞后,简单的PID控制器很难达到理想的控制效果。因此,本文在通用模型辨识算法研究之后,设计了内模控制器,然后采用西门子PCS7的SCL语言完成了通用内模模块和模型辨识模块的编写。最后,本文以高级多功能过程控制实训系统为对象,以西门子PCS7为控制工具,实施了锅炉控制系统,即用CFC完成控制系统组态,用WinCC完成控制画面组态。文章最后还比较了锅炉汽包压力PID控制与内模控制及工况变化时PID参数优化前后的控制效果。结果表明,内模控制器的响应速度和鲁棒性都比PID强,而PID参数优化之后能够达到更好的控制效果。