中和反应广泛的存在于各种工业生产过程中,尤其在化工、食品、环保等行业。中和反应过程中最重要的问题是对pH值的控制,将pH值控制在期望的范围内才能保证工业生产的正常进行。但是pH值控制问题是过程控制中的难题之一,主要是因为中和反应过程中酸碱滴定曲线具有高度的非线性,同时中和反应一般在大容器和循环管路中进行,使得系统反应带有很大的时滞性。非线性和时滞性给pH值控制带来极大困难,传统的PID控制在实际过程中难以取得良好的控制效果。
按照国家相关环保法规规定,pH值作为污水排放指标的一个重要参数。在当今很多工业中(如印染、制药、酿造、造纸、废水处理及给水处理等工业过程)都存在着pH值处理的控制问题,pH值进行有效的测控,对污水处理环节来说具有重要意义。但是由于pH中和过程存在严重非线性和时滞性,在生产过程中对pH值进行测控并非易事。在我国,较长时间内只注重经济的快速发展而忽略了环保的重要性,污水处理水平相对落后,尤其是pH值测控技术相对落后,自动化水平低,很多停留在人工检测控制阶段,因此开发出低成本,控制效果良好、易于实现的自动化ph值测控系统具有重要的现实意义。 目前,各行业中pH值控制过程中通过人工方式或者半自动化控制方式还相当普遍,过程中存在着很多弊端,无法满足经济飞速发展的需求。
随着控制理论的发展, 对pH值控制给出了一些有效解决方法,如非线性控制、Wiener 模型辨识与预测控制、模糊控制等。由于过程控制中对稳定性和快速性的要求和设备本身的限制,较复杂的控制算法难以在实际的pH控制中得到应用。本方案中采用神经网络学习算法设计的多层神经元自适应控制器,提高酸碱中和反应过程中pH值控制的动态性能和抗干扰性。北京赛博利特科技有限公司的pH控制解决方案采用系统嵌入的方式实现，最大限度的利用现有系统的硬件资源。