I. Nguyên tắc đo điện hóa

Lõi của bộ điều khiển sử dụng cấu trúc pin ban đầu bao gồm các điện cực thủy tinh ion hydro và điện cực tham chiếu. Khi các điện cực được ngâm trong dung dịch, sự trao đổi ion xảy ra trên bề mặt màng thủy tinh với các ion hydro trong dung dịch, tạo ra sự khác biệt về điện thế liên quan đến nồng độ logarit của các ion hydro. Sự khác biệt tiềm năng này được khuếch đại bằng mạch điều hòa tín hiệu, sau khi lọc, được chuyển đổi thành tín hiệu tiêu chuẩn 0-5V hoặc 4-20mA và cuối cùng được chuyển đổi thành PH bằng bộ vi xử lý. Ví dụ, trong xử lý nước thải của khu công nghiệp hóa chất, điện cực cần phải chịu được các chất ăn mòn mạnh như flo và clo, cần sử dụng chất nền hợp kim titan và lớp bảo vệ PTFE để đảm bảo độ ổn định đo lường.

II. Thuật toán điều khiển cốt lõi

Thuật toán điều khiển vòng kín PID

B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3) Lấy một nhà máy xử lý nước thải ở phía bắc làm ví dụ, khi giá trị PH lệch khỏi giá trị mục tiêu 0,2, hệ thống sẽ tự động bắt đầu điều chỉnh PID: liên kết tỷ lệ phản ứng nhanh với độ lệch, liên kết tích hợp loại bỏ lỗi trạng thái ổn định và liên kết vi phân ngăn chặn quá điều chỉnh. Nhà máy sử dụng thuật toán Fuzzy PID để giảm thời gian đáp ứng điều chỉnh PH từ 15 phút truyền thống xuống còn 5 phút và điều chỉnh quá mức trong vòng ± 0,1.

Thuật toán bù phi tuyến tính

Đối với các đặc tính phi tuyến của quá trình trung hòa axit-kiềm, mô hình tuyến tính phân đoạn hoặc mạng thần kinh được bù đắp. Ví dụ, trong xử lý nước thải có chứa crom, độ dốc của đường cong chuẩn độ đột biến khi giá trị PH tiếp cận điểm trung tính và hệ thống tăng độ chính xác điều chỉnh lưu lượng axit và kiềm lên 0,1L/phút bằng thuật toán bù tăng phi tuyến tính, đảm bảo tỷ lệ loại bỏ Cr⁶⁺ ổn định trên 98%.

Kiểm soát tổng hợp Feed - Feedback

Kết hợp với lưu lượng nước, nhiệt độ và các tín hiệu chuyển tiếp khác với điều chỉnh phản hồi của giá trị đo thực PH để đạt được điều khiển hướng tới tương lai. Sau khi một khu công viên áp dụng chế độ này, khi giá trị PH nước đột biến, hệ thống nâng 10 giây để khởi động bơm điều chỉnh trước, làm cho phạm vi dao động PH của bể sinh hóa giảm từ ± 0,5 xuống ± 0,2, tỷ lệ ức chế hoạt động của vi sinh vật giảm 40%.

III. Công nghệ tối ưu hóa thông minh

Bộ điều khiển hiện đại tích hợp các thuật toán thích ứng để tự động xác định các thay đổi điều kiện làm việc và điều chỉnh các thông số điều khiển. Ví dụ, bộ điều khiển GREENPRIMAMPM8200P của Vương quốc Anh, thông qua mô hình dữ liệu lịch sử, dự đoán xu hướng biến động PH trước 1-2 giờ, tiết kiệm 15% tác nhân và giảm 12% tiêu thụ năng lượng trong xử lý nước thải hóa học. Ngoài ra, một số thiết bị sử dụng thiết kế dự phòng cảm biến kép, cảm biến dự phòng có thể được chuyển đổi liền mạch trong 0,5 giây khi cảm biến chính bị lỗi, đảm bảo kiểm soát liên tục.