高炉煤气余压透平发电装置(TRT)技术,是将TRT装置并联于高炉减压阀组,使高炉炼铁中所产生的煤气压力能流经装置中的透平机时膨胀做功,将高炉煤气的压力能转化成透平机转轴的旋转机械能,从而带动发电机发电,是一种能量纯回收的技术。因此TRT是一种投入低,见效快的节能设备,但是作为高炉主流程系统的一个附加部分,必须保证高炉的正常运行,因此在安装TRT装置后如何确保高炉顶压稳定成为TRT技术发展和推广最关键的问题。本论文基于流体力学理论并根据TRT系统的实际情况,对TRT系统中的顶压波动进行了深入的理论分析和研究,运用机理建模的方法构建了基于高炉顶压稳定的TRT系统动态数学模型,在平衡点对模型线性化得到其线性化模型;在此基础上以Matlab6.5.1作为仿真平台,仿真分析在不同输入和扰动下给系统带来的影响。考虑到PID控制器原理简单,使用方便,且仍是工业过程控制中最基本的控制方式。对于PID控制来说,只有在参数Kp、Ti、Td的适当配合下才能得到满意的控制效果,但目前大多使用的工程整定参数的方法有一定的局限性。本文提出了在常规PID的基础上,以基于多目标优化的免疫遗传算法对PID的控制参数进行整定的思想:以ITAE和输出功率平滑度作为目标函数,以Kp、Ti、Td作为变量,通过免疫遗传算法来实现参数整定。并在Matlab环境下编写了算法程序并成功应用到TRT控制系统PID参数优化中。对于TRT控制系统,本论文根据其工艺控制要求,利用西门子最新推出的SIMATIC PCS7,设计了一套PCS7控制系统。在坚持高性能、高质量的原则下以冗余的理念选择了AS414H站和ET200M远程I/O站作为核心控制单元,对TRT装置的自控:包括启动联锁、升速控制、升功率控制、正常调顶压控制、正常停机控制、紧急停机控制等过程中如何确保高炉顶压稳定提出了详细的控制方案并设计了控制程序。