生物质能源是一种可再生的能源，以生物质为燃料的生物质锅炉，可有效解决能源短缺和环境污染等问题。目前国内研制出的生物质锅炉，其生产工艺及其控制系统主要是借鉴燃煤、燃气锅炉的控制技术，存在产能利用不充分、炉内压力调节不及时、水位调节不及时、不能实现自动投料和工作环境危险性等问题，影响了生物质锅炉的推广应用。因此，生物质锅炉控制方法及其控制系统是提高生物质锅炉的自动化程度和燃烧效率的关键。
　　本文在企业委托项目“生物质锅炉控制系统研制”的资助下，提出了生物质锅炉工艺改进措施与方法，分析了生物质锅炉工艺改进后新的功能和要求，研究并设计了生物质锅炉自动控制系统。
　　本文完成的主要工作内容和取得的成果如下：
　　(1)针对生物质锅炉产能利用不充分、炉内压力调节不及时、水位调节不及时、不能实现自动投料和工作环境危险性等问题，提出了对生物质锅炉的燃料燃烧、热能传输、蒸汽输送等工艺流程的改进方案，进行相应的生物质锅炉的动力设备配备，完成了主电路及操作回路设计。在此基础上，根据生物质锅炉自动控制系统设计要求，进行了生物质锅炉自动控制系统的总体方案设计。完成生物质锅炉自动控制系统的硬件方案和软件方案设计。
　　(2)改进生物质锅炉燃烧性能，提高生物质能源利用率，生物质锅炉炉膛压力控制是关键。因此，本文重点研究了生物质锅炉炉膛压力控制策略。采用双闭环控制方式实现对炉膛负压的实时控制，使炉膛负压保持稳定。内环是速度调节，由变频器实现，外环是压力调节，采用模糊自适应比例-积分-微分控制(以下简称PID)控制算法，由可编程逻辑控制器(以下简称PLC)实现。设计了模糊自适应PID控制器，对控制器的参数整定原则、模糊规则等进行选取。利用MATLAB仿真软件对生物质锅炉压力控制系统的模糊自适应PID控制器进行仿真验证，并与常规PID控制方法相比，验证了模糊自适应PID控制方法具有响应速度快、稳态性能好、控制精度高等优点。
　　(3)根据生物质锅炉自动控制系统的总体方案设计以及采取的控制策略，完成了生物质锅炉的PLC控制系统设计。自动控制系统的硬件部分由PLC控制器CPU226主模块及通信扩展模块MPPI-EXT、模拟量输出模块EM232、数字量输入接口电路、数字量输出接口电路和触摸屏等组成。外部设备，如电量采集模块、炉膛压力变送器、变频器、氧含量分析仪、锅炉压力控制器、数字式水位开关等，通过485总线与CPU226主控模块通信，交换信息和数据。自动控制系统的软件设计方案包括PLC控制系统的软件设计方案和人机交互监控软件设计方案。
　　(4)根据生物质锅炉自动控制系统软件设计方案，设计了PLC控制系统的软件设计和人机交互监控界面设计。确定了系统软件设计的整体结构，设计了监控界面及功能，给出了主要流程图，利用MCGS组态软件在触摸屏上设计了人机交互界面和控制界面。
　　(5)构建了生物质锅炉自动控制系统试验平台，研制了生物质锅炉自动控制系统，进行了系统试验，验证了生物质锅炉自动控制系统的硬件和软件设计的正确性与可行性。
　　本文针对原有生物质锅炉工艺与控制系统不足，改进了原生物质锅炉工艺和控制方法，提高了生物质锅炉的自动化程度和燃烧效率，具有一定的理论意义和较强的实用价值。