本发明涉及一种冷冻机房节能优化控制系统及方法，包括工业控制计算机，流量传感器、温度传感器、室外温湿度传感器、三相有功功率变送器、水泵变频器和冷却塔风扇变频器分别与可编程控制器连接，可编程控制器通过工业以太网与工业控制计算机通讯，RS485通讯接口模块与冷水机组连接通过ModBus协议与工业控制计算机通讯；通过建立冷冻机房中各设备的能耗与运行参数关系的数学模型，结合实时制冷负荷和天气参数，调整各设备的运行状态，从而达到在满足制冷负荷的前提下使得整个冷冻机房运行能耗最低的目的。