工频感应炉广泛应用于铜及铜合金等金属的熔炼和铸造，主要生产工艺环节包括铜料熔化和结晶器浇铸成型。工频感应炉通常存在如下问题:炉内铜液温度过高，不能或不方便在线实时测量，无法实现直接反馈以构成闭环控制回路;目前大多采用人工测量，但铜液温度不稳定，过热度高，电能浪费严重;结晶器内铜液液位和温度都对最终产品质量影响极大，采用人工调节液位，常出现液位波动大，工人劳动强度高;对于结晶器内液穴的温度控制，目前鲜有研究。　　 本文以上海某铜业有限公司某车间立式工频感应炉为研究对象，仔细分析了系统运行现状，研究了系统现存问题，完成了工频感应炉控制系统的设计与开发。　　 结合工程项目，本文分析了原系统生产现状，研究了炉缸主体结构、浇注系统特性以及电源系统等部分，指出了原系统存在的若干关键问题，确定了基本的控制任务。　　 本文在调研了多种测温方法的基础上，提出一种利用所建模型来估计铜液温度的软测量方案。另外特别讨论了温度传感器的安装位置。通过仿真验证了在线系统辨识结果以及铜液温度跟踪的可行性。　　 针对浇注系统，为减轻液位波动，本文设计了拉坯机速度控制回路来稳定拉坯速度。另外采用DMC-PID串级控制策略，设计了结晶器内液位的控制方案，并仿真研究了DMC控制器选取不同参数时的效果。同时也讨论了结晶器内液穴温度的控制问题，并提出了一种可行的控制方案。　　 论文详细阐述了结晶器液位控制系统的设计与实现，基于Siemens S7-300控制平台，实现了DMC控制算法，采用WINCC设计了上位机监控软件。实际运行结果显示:液位波动较小，控制效果良好，满足设计精度要求。该程序可直接或稍加修改应用于生产实际过程中。