在工业领域,锅炉是一种重要的动力设备,它为工业生产和人民生活提供所需要的热能,也能通过蒸汽动力装置转换为机械能,或者通过发电机将机械能转换为电能。随着现代化工业的飞速发展,生产自动化的程度愈来愈高,同时也对能源利用率的要求越来越高,本文针对仿真对象SMPT-1000的水汽热能全流程,提出基于预测函数控制和协调控制的整体控制方案,改善了大滞后对象的控制效果,提高了系统在变负荷时的响应速度,在先进控制策略的研究和应用上取得了一些成果。锅炉是含有多变量、多回路、多耦合的复杂系统,针对锅炉主蒸汽压力对象的非线性、大滞后的特点,采用预测函数控制作为主控制器,传统的预测函数控制以一阶加滞后对象作为预测模型,不能够完全表征对象特性,本文对传统算法加以改进,采用二阶加纯滞后对象模型作为预测模型,利用广义斐波那契数列求解控制器的输出,通过仿真和系统测试,实验表明该算法具备良好的控制效果。锅炉蒸汽用量取决于蒸发器需求情况,为了能满足负荷变化的要求,同时保持锅炉主要运行参数(特别是主汽压)在允许范围内,将锅炉、蒸发器从控制上联系起来作为一个整体对象,建立主蒸汽压力同蒸发器浓缩油浓度模型,设计协调控制器,及时响应系统负荷变化。本文被控对象选用新一代多功能过程与控制实验系统SMPT水汽热能全流程,基于西门子的PCS7系统,建立了该流程的控制系统。文中介绍了PCS7软硬件平台,给出了控制系统网络总体框架；对控制系统硬件及网络进行了配置；对控制方案进行了具体实现,利用CFC、SFC、SCL语言实现了该控制系统基础控制、顺序控制和协调控制等控制逻辑组态；利用组态软件WINCC完成了操作员画面组态,对归档系统、报警系统进行了配置,完成对水汽热能全流程的实时控制与调整、安全运行监控和管理功能。系统运行结果表明,控制效果较好,很好得满足了工艺要求,经济效益也较高。