온라인 PH 컨트롤러는 전기화학 측정과 스마트 알고리즘의 결합을 통해 수체산 알칼리도의 실시간 정확한 조절을 실현하며, 그 작업 원리와 핵심 알고리즘은 다음과 같이 해석할 수 있다.
1. 전기화학측정원리
컨트롤러 핵심은 수소 이온 유리 전극과 비교 전극으로 구성된 원전지 구조를 사용한다.전극이 용액에 스며들 때 유리막 표면은 용액 속의 수소 이온과 이온 교환이 발생하여 수소 이온 농도와 대수 관계의 전세차를 형성한다.이 전세차는 신호를 통해 회로의 증폭, 필터를 조정한 후 0-5V 또는 4-20mA 표준 신호로 변환되며, 최종적으로 마이크로프로세서에서 PH값으로 변환된다.례를 들면 화학공업단지의 오수처리에서 전극은 불소, 염소 등 강한 부식성물질을 견뎌야 하며 티타늄합금기재와 폴리테트라불화에틸렌방호층을 채용하여 측정안정성을 확보해야 한다.
2. 핵심 제어 알고리즘
PID 폐쇄 루프 제어 알고리즘
비율(P), 적분(I), 미분(D) 세 단계를 통해 산성 알칼리 투여량을 동적으로 조절한다.북방의 모 오수처리장을 례로 들면 PH값이 목표치를 0.2 벗어났을 때 시스템은 자동적으로 PID 조절을 가동한다. 비례환절의 쾌속응답편차, 적분환절의 안정상태오차를 제거하고 미분환절의 초과조정을 억제한다.이 공장은 모호 PID 알고리즘을 적용해 PH 조절 응답 시간을 기존 15분에서 5분으로 단축하고 초과 조절량을 ±0.1 이내로 제어한다.
비선형 보상 알고리즘
산성 알칼리 중화 과정의 비선형 특성에 대해 세그먼트 선형화 또는 신경망 모델로 보상한다.예를 들어, 크롬 함유 폐수 처리에서 PH 값이 중성점에 가까울 때 적정 곡선 기울기가 돌변하면 시스템은 비선형 이득 보상 알고리즘을 통해 산성 알칼리 유량 조절 정밀도를 0.1L/min으로 높여 Cr ⁶⁺ 제거율이 98% 이상으로 안정되도록 한다.
피드백 - 피드백 복합 제어
입수량, 온도 등 피드백 신호와 PH 실측 값의 피드백 조절을 결합하여 전망성 제어를 실현한다.모 단지에서 이 모식을 채용한후 물에 들어간 PH값이 돌연변이할 때 시스템이 10초 동안 예비조절펌프를 가동하여 생화학못의 PH파동범위를 ±0.5에서 ±0.2로 축소하고 미생물활성억제률을 40% 낮추었다.
3. 지능최적화기술
현대 컨트롤러는 자동 적응 알고리즘을 통합하여 작업 상황 변화를 자동으로 식별하고 제어 파라미터를 조정할 수 있다.예를 들어, 영국 GREENPRIMAPM8200P형 컨트롤러는 역사적 데이터 모델링을 통해 PH 파동 추세를 1~2시간 전에 예단하여 화학공업 폐수 처리에서 약제를 15% 절약하고 에너지 소비를 12% 절감한다.또한 일부 장치는 듀얼 센서 이중화 설계를 채택하여 메인 센서가 고장났을 때 예비 센서를 0.5초 동안 원활하게 전환할 수 있어 제어 연속성을 보장한다.