臭氧(03)具有极强的氧化性和杀菌性能,在饮用水、污水处理,食品加工,化工生产及医疗等方面得到了广泛的应用。随着臭氧生产技术的发展及臭氧应用的普及,对臭氧生产工艺过程的自动控制提出了越来越高的要求,而目前臭氧生产过程中测控技术落后、自动化水平低,急待提高。本文在对臭氧生产工艺过程机理深入分析的基础上,提出了应用智能测控技术来实现臭氧生产过程的有效控制和优化控制,研制了整套臭氧生产过程的智能测控系统并成功应用于臭氧生产过程。本文的主要研究内容如下：(1)在分析臭氧生产过程机理特性及工艺流程的基础上,提出了臭氧生产工艺过程智能测控系统的整体设计方案,采用工控机+嵌入式工控机PC104+单片机组成三层分布式控制系统,实现了臭氧生产过程各关键工艺参数的测控及臭氧生产过程的优化控制,应用结果验证了本设计方案的有效性。(2)臭氧生产过程中需要监控的工艺参数较多、分布较广,且各种管路交叉,强弱电结合,难以采用有线连接方式,因此本文采用无线传感器网络构建整个智能测控系统,并结合具体应用,对无线传感器网络结构、低功耗及可靠性等方面进行了研究。(3)设计了气体温度、气体流量以及功率三个关键测控回路,在气体流量测控回路中设计了一种基于浮子流量计的光电式气体流量测量装置,并在实践中对其进行了验证；在功率测控回路中对臭氧生产工艺过程中的功率测量和控制进行了研究,所应用的功率测量方法和控制策略在实践中取得了良好的效果。(4)在臭氧生产过程中,作为质量指标和控制目标的臭氧浓度目前很难对其进行在线实时测量。本文结合臭氧生产机理,研究了生产工艺过程中对臭氧浓度有直接影响的工艺参量,选择其中六个为辅助变量,应用RBF神经网络建立了臭氧浓度软测量模型,对模型进行了训练、校正以及评价。采用臭氧浓度分析测试仪EG-2001B对臭氧浓度软测量模型进行了实验验证,验证结果表明臭氧浓度软仪表能够很好地实现臭氧浓度的实时在线测量,且具有响应速度快、精度高、适应性好及泛化能力强等优点。(5)降低臭氧生产的运行成本一直是臭氧技术发展的关键问题之一。本文以单位臭氧生产成本最低为优化目标,基于臭氧生产过程模型获得臭氧生产和应用的最优浓度点,采用优化控制策略对臭氧生产中的各控制量的设定值进行优化,根据工况条件的变化动态地设定各个控制环节的设定值,使臭氧生产过程运行在最优浓度点附近,从而有效地降低臭氧生产的运行成本。综上,本文对臭氧生产工艺过程智能测控系统进行了比较深入、全面的研究和探讨。实际应用表明：该智能测控系统的设计是成功的,实现了对整个臭氧生产工艺过程的控制和优化,达到了安全、稳定、高效生产的目的。本文的研究也为其他工业生产过程的自动测控系统的研制开发提供了宝贵的设计思路和经验。