一、電気化学測定原理

コントローラコアは水素イオンガラス電極と参照電極からなる原電池構造を採用している。電極が溶液に浸漬すると、ガラス膜表面と溶液中の水素イオンとがイオン交換され、水素イオン濃度と対数関係にある電位差が形成される。この電位差は信号調整回路により増幅、フィルタリングされた後、0-5 Vまたは4-20 mA標準信号に変換され、最終的にマイクロプロセッサによりPH値に変換される。例えば、化学工業園区の汚水処理において、電極はフッ素、塩素などの強い腐食性物質に耐える必要があり、チタン合金基材とポリテトラフルオロエチレン保護層を採用し、測定安定性を確保する必要がある。

二、コア制御アルゴリズム

PID閉ループ制御アルゴリズム

比例（P）、積分（I）、微分（D）の3段階を通じて酸塩基の投与量を動的に調節する。北方のある汚水処理場を例に、PH値が目標値から0.2離れた場合、システムはPID調整を自動的に開始する：比例段階は急速に偏差に応答し、積分段階は定常状態誤差を除去し、微分段階はオーバーシュートを抑制する。同工場はファジィPIDアルゴリズムを採用し、PH調整応答時間を従来の15分から5分に短縮し、オーバーシュート量を±0.1以内に制御した。

ひせんけいほしょうアルゴリズム

酸塩基中和過程の非線形特性に対して、セグメント線形化またはニューラルネットワークモデルを用いて補償を行った。例えば、クロム含有廃水処理において、PH値が中性点に近づくと、滴定曲線の傾きが突然変異し、システムは非線形利得補償アルゴリズムを通じて、酸アルカリ流量の調節精度を0.1 L/minに高め、Cr 8314の除去率が98%以上に安定することを確保する。

フィードフォワードフィードバック複合制御

進水流量、温度などのフィードフォワード信号とPH実測値のフィードバック調節を結合し、展望性制御を実現する。ある園区はこのモードを採用した後、進水PH値が突然変異した時、システムは10秒引き上げて予備調整ポンプを起動し、生物化学池のPH変動範囲を±0.5から±0.2に縮小させ、微生物活性抑制率を40%低下させた。

三、知能最適化技術

現代コントローラは適応アルゴリズムを統合し、運転状況の変化を自動的に識別し、制御パラメータを調整することができる。例えば、英国GREENPRIMAPM 8200 P型コントローラは履歴データのモデリングを通じて、1-2時間前にPH変動傾向を予測し、化学工業廃水処理において薬剤の15%節約、エネルギー消費の12%低減を実現する。また、一部の設備はデュアルセンサ冗長設計を採用し、主センサが故障した場合、予備センサは0.5秒以内にシームレスに切り替えることができ、制御連続性を確保する。