天然气在中国能源结构的比例中迅速增大,而对陆上天然气的输送,管道输送无疑是最方便、快捷、经济的手段。而天然气的管道运输则依赖于压缩机的加压处理。随着天然气需求的不断增加,对离心压缩机及其控制系统技术规格的要求也越来越严格,压缩机实际运行过程中,会遇到气体组分变化、进口状态变化、流量变化、转速变化等工况调节情况。如果不能实时、准确地对压缩机进行控制,便无法保证压缩机能够高效、安全运行。因此控制系统特别是在离心压缩机运行过程中的防喘振系统的自动化控制变得尤为重要。本文设计了一套天然气压缩机控制系统并从输入控制、压缩机驱动控制、参数检测控制及主控系统四个方面进行详细设计说明。最后,针对离心压缩机最主要的喘振问题,设计了一种基于多传感器状态分析以及压缩机马达调控的主动防喘振控制模型,使压缩机的运行尽可能实时保持平稳状态,有效的避免了喘振现象的产生。此外,本文还提出了一种用于离心压缩机控制系统中的控制算法,能够使压缩机组完成异常状态的自我检查及自我修复,保证了压缩机的长时间健康运转。同时,为了保障控制系统的准确实施,本文还设计并实现了一套天然气压缩机控制仿真系统,使控制系统可以在工厂做动态模拟仿真试验,真实检验机组控制系统对加载、运行、卸载、并网等复杂工艺流程的可靠性。同时,智能化检验控制系统软件程序、报警、联锁系统、顺序开车、停车过程组态编程正确性。在此系统上,结合机组性能、工艺装置要求可实现机组单元核心技术软件的开发,模拟现场进行实战演练、培训工程师、操作员完成机组加载、运行、卸载、并网等全过程。为天然气离心压缩机组安全可靠、高效长周期运行提供可靠的保障。