透平压缩机是广泛应用于冶金、石化等工业部门的大型关键设备，典型的透平压缩机机组由蒸汽透平和离心式压缩机及其它一些辅助设备构成。从稳定工况、保证安全角度出发，需要为其单独配备过程控制系统。然而，目前石化工业生产中，各单元控制系统大多独立运行，控制参数单一，调节过程互扰较大，未能将透平控制，工艺过程控制和压缩机控制有机地结合起来，从而直接造成控制效率低下，能源消耗严重的局面。为此，本文从实际出发，以某石化公司透平压缩机机组控制系统升级改造项目为研究背景，开发一套新的综合控制系统，将蒸汽透平的调速控制与压缩机的流量压力控制、防喘振控制及机组的超速保护、紧急停车等功能集成，实现对机组地高效、协调控制。所完成工作主要如下：针对目前透平转速控制和压缩机过程控制独立运行、调节过程效率低下的问题，本文开发了新的过程转速控制系统，通过调节透平转速来改变压缩机的工艺流量压力参数，来提高系统控制效率；开发了包含多种防喘振控制策略的压缩机防喘振控制系统，以替代原有系统简单的固定极限流量防喘振控制，减少能量浪费；针对压缩机过程控制和防喘振控制在压缩机工作点进出极限区域时会产生强烈耦合作用问题，开发了解耦控制系统，以使过程转速调节与防喘振调节在产生耦合作用时能够快速解耦、实现控制作用的平稳过渡输出；开发了保证机组安全运行的超速保护、紧急停车系统及润滑油、密封油、轴承温度和振动监控等辅助控制系统。针对原有上位机PV1000系统存在的部分控制功能欠缺、历史数据保存不完整等不足，本文补充开发了基于RSVIEW32组态软件的综合监控平台，进行机组运行参数监控、现场控制设备的上位机综合管理控制、压缩机防喘振运行监控、参数报警处理、数据存储、趋势显示及历史报表等系统控制维护任务。新系统人机交互界面友好，功能齐全，操作简单，大幅提高了机组的控制效率与控制品质。