随着国际海航运输业的发展,大型船舶柴油机尾气污染问题变得越发严重,排气中的NO_x对环境与人类健康造成巨大危害。更为严格的排放法规Tier III标准已经出台并实施,针对船用柴油机减排控制技术的研究成为了当今热门领域。其中SCR是最具前景的技术手段,具备NO_x转化率高、反应过程易实现、对环境无污染等优点。可如今SCR核心技术手段及产品市场多为国外厂商所占有,对此本文研究SCR技术反应原理及工作方式,设计并完成一套SCR控制系统,并通过实验验证系统功能与减排效果,确保满足Tier III排放指标。在分析了SCR技术国内外研究现状的基础上,对船用SCR系统进行总体设计,明确系统的工作原理及组成,提出设计方案,并进行相关部件选型。基于系统功能需求选用西门子PLC作为系统控制器,完成串口RS-422与CAN网络通信,对系统主要执行器尿素泵设计控制系统,进行PLC硬件组态与编程,实现系统自动控制。选用LabVIEW作为上位机开发软件,通过S7协议构建PLC与上位机之间的通信网络,完成SCR系统监控界面。针对传统SCR系统PID参数无法在线整定,在Matlab中建立催化器模型,计算尿素喷射量,提出粒子群优化模糊PID控制器。通过仿真比较,控制性能在调节时间、超调量、抗扰动等方面明显优于传统闭环控制,并设计Simulink与LabVIEW联合仿真,实现PID参数在线自整定。最后对设计完成的SCR系统功能进行实验验证,测试验证系统通信网络,能够实现RS-422与CAN两种通信方式的互换。尿素泵控制系统功能正常,喷射精度在2000ml/h以下时,相对误差在5%以内,在2000ml/h以上,相对误差降至2%以内,满足实验需求。进行SCR系统台架实验,结果表明反应温度达到催化剂最佳温度时,SCR控制系统的NO_x转化率均能达到80%以上,NH₃的逃逸量小于10ppm,符合船用SCR系统标准,满足IMO Tier III排放指标要求。