污水处理是缓解水资源紧缺和推进社会经济可持续发展的重要手段,pH中和反应作为污水处理的重要环节,其控制效果的好坏直接影响污水处理的最终效果。由于污水处理中和反应过程具有非线性、大时滞、强耦合的特点,实际生产过程中工况复杂,控制效果易受到反应物组分、温度等因素的干扰,使得pH值控制具有就很大的难度。因此,开展此项课题具有重要的理论意义和工程价值。本文以中和反应过程为对象,通过对反应过程机理的研究,阐述了污水处理生产过程的工艺特点,介绍了pH值控制技术的研究现状,分析了影响pH值控制的有关因素,在此基础上提出了基于内模PID控制的研究方案,并将其与工程实际中常用的PI控制方式进行仿真比较,验证了本文所设计控制方案的优越性。主要的研究内容如下:1.分析了中和反应过程中的化学机理,结合化学反应的电离平衡和物质守恒定律,以连续搅拌反应釜为对象,建立了pH中和反应的静态、动态模型,论证了中和反应过程的基本特性,总结了pH值的影响因素。2.系统性地研究了内模控制策略,描述了内模控制策略的基本特性,仿真并分析了内模控制策略的动态跟踪特性。针对污水处理过程中的pH中和反应,设计了基于内模PID的控制方案,利用Matlab软件,仿真分析了IMC-PID控制方案的控制效果。3.将本文的控制方案运用至马钢热电总厂灰坝回水控制系统项目之中,进行了有关硬件的配置、选型和控制系统的设计开发,搭建了两级计算机系统的控制架构,较好地满足了现场工况的要求。