Проектирование и анализ системы автоматического управления турбогенератором мощностью 200 кВт: от теории к реализации

В непрерывно развивающемся мире энергетики, где стабильность электроснабжения и эффективность использования ресурсов приобретают первостепенное значение, роль систем автоматического управления (САУ) трудно переоценить. Турбогенераторы, будучи ключевыми звеньями в цепи преобразования энергии, требуют исключительно точного, быстрого и надежного регулирования для обеспечения бесперебойной работы электрических сетей. Особую нишу в этой системе занимают агрегаты малой и средней мощности, к которым относятся турбогенераторы 200 кВт. Несмотря на их относительно скромный размер по сравнению с гигантами большой энергетики, их вклад в локальное энергоснабжение и распределенную генерацию значим, а требования к надежности и качеству управления не менее строги.

**Проблема**, стоящая перед инженерами и студентами-энергетиками, заключается в необходимости создания интеллектуальных систем, способных не только поддерживать заданные параметры турбогенератора (такие как частота вращения, напряжение, мощность), но и оперативно реагировать на возмущения, обеспечивать безударные переходы между режимами работы, а также диагностировать потенциальные неисправности. Традиционные подходы к управлению часто оказываются недостаточными в условиях постоянно меняющихся нагрузок и усложнения требований к качеству электроэнергии. Именно поэтому для студента технического вуза, выполняющего курсовую работу по САУ турбогенератором мощностью 200 кВт, данная тема представляет не только академический интерес, но и формирует фундаментальные практические навыки, необходимые в будущей профессиональной деятельности.

Актуальность данного исследования определяется несколькими факторами:

1. Повышение энергоэффективности: Современные САУ позволяют оптимизировать режимы работы турбогенератора, снижая расход топлива и увеличивая коэффициент полезного действия установки.
2. Надежность и безопасность: Грамотно спроектированная САУ минимизирует риски аварийных ситуаций, предотвращая повреждение дорогостоящего оборудования и обеспечивая безопасность персонала.
3. Качество электроэнергии: Поддержание стабильных параметров напряжения и частоты на выводах генератора является критически важным для потребителей и синхронной работы с энергосистемой.
4. Интеграция в «умные сети» (Smart Grids): Турбогенераторы малой мощности все чаще становятся элементами распределенной генерации, требуя возможности удаленного управления и интеграции в сложные интеллектуальные энергосистемы.
5. Модернизация существующих установок: Многие турбогенераторы, введенные в эксплуатацию несколько десятилетий назад, нуждаются в модернизации систем управления для соответствия современным требованиям.

Целью данной курсовой работы является разработка и анализ принципов построения, функционирования и оптимизации системы автоматического управления турбогенератором мощностью 200 кВт, охватывающей как теоретические основы, так и практические аспекты.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• Определить основные понятия автоматического управления, детально изучить принцип действия и конструктивные особенности турбогенератора 200 кВт как объекта управления.
• Рассмотреть теоретические основы проектирования САУ, включая критерии устойчивости (алгебраические и частотные) и показатели качества переходных процессов, а также методы математического моделирования.
• Проанализировать нормативно-технические требования, регламентирующие работу турбогенераторов и их САУ, и выбрать оптимальные технические средства автоматизации для агрегата 200 кВт.
• Изучить методы обеспечения функциональной надежности, безопасности и безударных переходов в САУ, а также рассмотреть современные алгоритмы управления и подходы к модернизации.
• Представить типовые функциональные и электрические схемы САУ турбогенератора, а также описать особенности их технической реализации и наладки.

Общая структура работы призвана обеспечить комплексный подход к изучению темы, начиная с фундаментальных принципов и заканчивая конкретными инженерными решениями, что позволит студенту не только выполнить курсовую работу, но и получить глубокое понимание предмета для дальнейшей профессиональной деятельности в области электроэнергетики и автоматизации.

Основные понятия, принципы действия и конструкция турбогенератора 200 кВт как объекта управления

Погружение в мир автоматизации турбогенераторов начинается с изучения базовых определений и детализации объекта управления. Без четкого понимания того, чем мы управляем и с помощью чего, невозможно построить эффективную систему.

Теоретические основы автоматического управления

В самом сердце любой технологической системы, стремящейся к автономии, лежит идея автоматического управления. Это не просто замена человеческого труда, а качественно иной уровень взаимодействия с машинами, позволяющий достигать высокой точности, скорости и надежности, недоступных для ручного регулирования.

Система автоматического управления (САУ), в своей сути, представляет собой сложный комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для выполнения трех ключевых функций: сбора информации о состоянии объекта, ее обработки и, на основе этой обработки, выработки управляющих воздействий, направленных на достижение поставленных целей. Все это происходит без прямого участия человека. Представьте себе оркестр, где дирижер (САУ) получает информацию от каждого музыканта (датчика), анализирует ее и посылает команды (исполнительным механизмам), чтобы достичь гармоничного звучания (заданных параметров).

Центральным элементом САУ является объект управления (ОУ) — та часть кибернетической системы, чье поведение мы стремимся регулировать. В контексте нашей работы, этим объектом является турбогенератор мощностью 200 кВт. Его состояние — температура подшипников, частота вращения ротора, напряжение на выводах — в каждый момент времени является результатом сложного взаимодействия:

• Предыдущих состояний: Система обладает инерцией, и текущее состояние во многом зависит от того, что происходило с ней до этого.
• Управляющих воздействий: Это команды, которые САУ подает на исполнительные механизмы (например, на клапан подачи пара).
• Воздействий среды: Внешние факторы, такие как изменение нагрузки в электрической сети, колебания давления пара, изменение температуры окружающей среды, которые могут нарушить стабильность работы.

Автоматическое управление — это не просто контроль, а активное воздействие на ОУ с помощью технических средств, исключающее непосредственное участие человека. Его основная задача — поддерживать заданный закон изменения одной или нескольких физических величин, характеризующих процессы, протекающие в ОУ. Для турбогенератора это, в первую очередь, поддержание стабильной частоты вращения (что напрямую связано с частотой генерируемого тока) и напряжения, а также оптимизация выработки активной и реактивной мощности. Это позволяет турбогенератору эффективно и безопасно функционировать как автономно, так и в составе более крупной энергосистемы.

Принцип действия и конструкция турбогенератора 200 кВт

Для того чтобы эффективно управлять турбогенератором, необходимо досконально знать его анатомию и физиологию. Турбогенератор — это, по своей сути, синхронный электрический генератор, который специально разработан для работы в паре с высокооборотной паровой или газовой турбиной. Его главная роль — преобразование механической энергии, вырабатываемой турбиной, в электрическую энергию переменного тока. Мощность в 200 кВт относит его к классу маломощных генераторов, которые чаще всего используются в локальных энергетических установках, в качестве резервных источников питания или в составе небольших теплоэлектростанций.

Принцип действия турбогенератора базируется на фундаментальном явлении электромагнитной индукции. В его основе лежит создание вращающегося магнитного поля. Это поле генерируется непрерывным (постоянным) током, который протекает по обмотке ротора — вращающейся части машины. Когда это вращающееся магнитное поле пересекает проводники статора — неподвижной части генератора, в них индуцируется электродвижущая сила (ЭДС), что, в свою очередь, приводит к формированию трехфазного переменного тока и напряжения на выводах обмоток статора. Частота этого переменного тока напрямую зависит от частоты вращения ротора и количества пар полюсов генератора.

Конструктивные особенности турбогенератора мощностью 200 кВт включают следующие ключевые элементы:

1. Статор: Это неподвижный компонент, представляющий собой цилиндрический корпус, внутри которого расположен сердечник, набранный из тонких листов электротехнической стали. В пазах сердечника уложена трехфазная обмотка, в которой и индуцируется электрический ток. Для минимизации потерь на вихревые токи и гистерезис, сердечник выполнен шихтованным, то есть состоит из отдельных изолированных друг от друга пластин.
2. Ротор: Это вращающийся цилиндрический элемент, часто выполненный в виде цельной поковки из легированной стали (для неявнополюсных генераторов, характерных для высоких скоростей вращения) или имеющий явно выраженные полюса (для низкоскоростных машин). В пазах ротора размещена обмотка возбуждения, питаемая постоянным током через контактные кольца и щетки (или бесщеточную систему возбуждения). Ротор устанавливается на двух подшипниках скольжения, которые обеспечивают его плавное вращение и точное центрирование. Эти подшипники нуждаются в постоянной смазке и охлаждении, что является важным аспектом для САУ.
3. Системы охлаждения: Для турбогенераторов, особенно тех, что работают в непрерывном режиме, отвод тепла является критически важной задачей. Перегрев обмоток может привести к разрушению изоляции и выходу генератора из строя. Для турбогенераторов малой и средней мощности, таких как 200 кВт, применяются следующие типы охлаждения:
   • Воздушное охлаждение: Это наиболее распространенный и экономически целесообразный метод для агрегатов данной мощности. Оно может быть:
     • Открытого цикла: Воздух забирается из окружающей среды, проходит через внутренние полости генератора, отводя тепло, и выбрасывается наружу. Просто, но подвержено загрязнению и требует чистого приточного воздуха.
     • Замкнутого цикла: Воздух циркулирует внутри герметичного корпуса генератора, охлаждаясь в специальных воздухоохладителях (водяных или воздушных), встроенных в контур. Это обеспечивает более эффективное охлаждение, защиту от загрязнений и снижает шум. Для 200 кВт чаще всего применяется именно замкнутое воздушное охлаждение.
   • Водородное охлаждение: Применяется в турбогенераторах значительно большей мощности (обычно от 60 МВт), где требуется высокая интенсивность теплоотвода. Водород обладает лучшими теплофизическими свойствами по сравнению с воздухом. Для 200 кВт агрегатов это решение является избыточным и экономически невыгодным.
   • Водяное охлаждение: Как правило, представляет собой двойное внутреннее охлаждение, при котором проводники обмоток статора и ротора выполняются полыми, и через них циркулирует охлаждающая вода. Обеспечивает максимальную эффективность теплоотвода, но требует сложной системы подготовки воды для предотвращения коррозии и закупорки. Для 200 кВт турбогенераторов водяное охлаждение обмоток практически не применяется из-за сложности и стоимости.
   • Комбинированные системы охлаждения: Включают сочетание различных сред, например, водородно-жидкостное. Это решения для сверхмощных генераторов и неактуальны для рассматриваемой мощности.

Таким образом, турбогенератор 200 кВт, скорее всего, будет иметь воздушное охлаждение замкнутого цикла, что упрощает его эксплуатацию и обслуживание. Понимание этих конструктивных нюансов позволяет разработчику САУ точно определить точки контроля (где устанавливать датчики температуры, вибрации), типы исполнительных механизмов (например, для регулирования потока охлаждающего воздуха) и, в конечном итоге, построить адекватную математическую модель объекта управления.

Теоретические основы проектирования САУ турбогенератора: устойчивость и качество регулирования

В искусстве управления энергетическими системами, как и в любом сложном процессе, две концепции занимают центральное место: **устойчивость** и **качество регулирования**. Без их всестороннего анализа и обеспечения невозможно гарантировать надежную и эффективную работу турбогенератора. Это как два столпа, на которых покоится здание успешной автоматизации.

Устойчивость САУ

Представьте себе акробата на канате: он должен быть не только способен удерживать равновесие, но и возвращаться к нему после каждого легкого покачивания. В теории автоматического управления это состояние называется **устойчивостью**. Устойчивость системы автоматического управления — это ее фундаментальное свойство, означающее способность возвращаться к заданному режиму работы (например, поддержанию номинальной частоты или напряжения) после того, как она была выведена из него под действием различных возмущений, будь то изменение нагрузки, колебания давления пара или другие внешние факторы. Неустойчивая система, подобно падающему акробату, не сможет самостоятельно восстановить равновесие и приведет к аварийной ситуации.

Оценка устойчивости является первостепенной задачей при проектировании САУ. Для этого используются различные критерии, которые позволяют судить о стабильности системы, не прибегая к трудоемкому решению характеристического уравнения системы, особенно когда речь идет о системах высокого порядка. Эти критерии делятся на две основные группы: алгебраические и частотные.

Алгебраические критерии устойчивости

Алгебраические критерии основаны на анализе коэффициентов характеристического уравнения системы — полинома, корни которого определяют динамические свойства системы. Наиболее известными и широко применяемыми являются:

• Критерий Гурвица: Этот критерий предоставляет необходимые и достаточные условия для устойчивости линейной стационарной системы. Он гласит, что для устойчивости все коэффициенты характеристического уравнения системы должны быть положительными, а также все главные диагональные миноры (субопределители) определителя Гурвица, составленного из этих коэффициентов, должны быть положительными.

Пусть характеристическое уравнение замкнутой системы имеет вид:

anpn + an-1pn-1 + ... + a1p + a0 = 0

Где p — оператор Лапласа.

Для его применения формируется определитель Гурвица:

H =
| an-1 an-3 an-5 ... 0 |
| an an-2 an-4 ... 0 |
| 0 an-1 an-3 ... 0 |
| 0 an an-2 ... 0 |
| ... ... ... ... ... |
| 0 0 0 ... a0 |

Система считается устойчивой, если выполняются следующие условия:

1. Все коэффициенты a_i (i = 0, …, n) > 0.
2. Все главные диагональные миноры H₁, H₂, …, H_n определителя Гурвица > 0.

Пример применения: Для САУ турбогенератора 200 кВт, если после линеаризации и преобразований мы получили характеристическое уравнение 2p3 + 3p2 + 4p + 1 = 0, то a₃=2, a₂=3, a₁=4, a₀=1. Все коэффициенты положительны. Определитель Гурвица 3-го порядка:

H =
| a2 a0 0 |
| a3 a1 0 |
| 0 a2 a0 |

H =
| 3 1 0 |
| 2 4 0 |
| 0 3 1 |

Миноры:

• H₁ = a₂ = 3 > 0
• H₂ = (3 × 4) — (1 × 2) = 12 — 2 = 10 > 0
• H₃ = det(H) = 1 × (3 × 4 — 1 × 2) = 10 > 0

Поскольку все условия выполнены, система устойчива.

• Критерий Рауса: Является альтернативой критерию Гурвица, особенно удобной для ручных расчетов систем высокого порядка. Он предполагает построение таблицы Рауса из коэффициентов характеристического уравнения. Устойчивость определяется по знакам элементов первого столбца этой таблицы: все элементы должны быть одного знака (обычно положительными). Если есть изменения знака, система неустойчива, а количество изменений знака указывает на число корней в правой полуплоскости.

Частотные критерии устойчивости

Частотные критерии используют информацию о поведении системы в частотной области, что особенно полезно при анализе реальных объектов, для которых частотные характеристики могут быть получены экспериментально.

• Критерий Михайлова: Этот критерий основан на анализе годографа Михайлова — векторной диаграммы характеристического полинома системы P(p) при замене p на jω (где j — мнимая единица, ω — циклическая частота).
  Система устойчива, если годограф Михайлова при изменении частоты ω от 0 до ∞, начинаясь на положительной части вещественной оси, проходит послед��вательно в положительном направлении n квадрантов, где n — степень характеристического уравнения. Пересечение годографом каждой оси комплексной плоскости должно происходить в определенной последовательности.
  Для САУ турбогенератора этот критерий позволяет визуально оценить запас устойчивости и определить, как изменение параметров системы (например, коэффициентов усиления регулятора) влияет на ее стабильность.
• Критерий Найквиста: Один из наиболее мощных и универсальных частотных критериев, позволяющий определить устойчивость замкнутой системы по амплитудно-фазовой частотной характеристике (АФЧХ) ее разомкнутого состояния (W_{разомкнутой}(jω)).
  Условие устойчивости по Найквисту: Замкнутая система устойчива, если годограф АФЧХ разомкнутой системы при изменении частоты ω от -∞ до +∞ не охватывает критическую точку (-1; j0) на комплексной плоскости. Если годограф проходит через эту точку, система находится на границе устойчивости, если охватывает — она неустойчива. Число охватов связано с числом неустойчивых полюсов разомкнутой системы.
  Преимущество критерия Найквиста в его применимости к системам с запаздыванием и возможностью определения запасов устойчивости по фазе и амплитуде, что критично для энергетических систем, работающих в условиях неопределенности.

Качество переходных процессов и показатели регулирования

После обеспечения устойчивости системы, следующим шагом является оценка качества регулирования. Это свойство системы удовлетворять заданным техническим требованиям с точки зрения точности, быстродействия, плавности и экономичности. Главным инструментом для оценки качества регулирования является переходная характеристика — реакция выходной величины системы на стандартное ступенчатое воздействие (единичный скачок).

Основные показатели качества переходного процесса:

• Время переходного процесса (t_р): Характеризует быстродействие системы. Это интервал времени, по истечении которого отклонение регулируемой величины от ее нового установившегося значения становится меньше заранее заданной малой величины ε (обычно 2% или 5% от установившегося значения). Чем меньше t_р, тем быстрее система реагирует на возмущения и восстанавливает заданный режим.
• Перерегулирование (σ): Это максимальное отклонение выходной величины в переходном процессе от ее установившегося значения, выраженное в процентах. Большое перерегулирование может быть нежелательным, так как приводит к излишним нагрузкам и колебаниям в системе. Для турбогенератора чрезмерное перерегулирование напряжения или частоты может быть недопустимо.

  σ = ((Ymax - Yуст) / Yуст) × 100%

  Где Y_max — максимальное значение выходной величины в переходном процессе, Y_уст — установившееся значение выходной величины.

• Колебательность (M): Определяется числом колебаний за время переходного процесса. Она характеризует степень затухания колебаний. Высокая колебательность указывает на недостаточную демпфирующую способность системы.
• Установившаяся ошибка (ΔY_уст): Разность между заданным значением и фактическим значением регулируемой величины после того, как переходный процесс завершился и система вышла на новый установившийся режим. Идеальная система должна иметь нулевую установившуюся ошибку, но на практике она может существовать, особенно в системах с П-регуляторами.

Эти показатели позволяют количественно оценить работу САУ и являются основой для настройки параметров регуляторов с целью достижения оптимального компромисса между быстродействием и плавностью.

Метод корневого годографа для анализа динамических свойств

Метод корневого годографа (МКГ) является мощным графическим инструментом для анализа и синтеза САУ. Он представляет собой совокупность траекторий, по которым перемещаются корни характеристического уравнения замкнутой системы на комплексной плоскости при изменении какого-либо одного параметра системы (например, коэффициента усиления регулятора) от 0 до ∞.

Преимущества МКГ:

• Визуализация влияния параметра: Позволяет наглядно увидеть, как изменение коэффициента усиления регулятора влияет на положение полюсов замкнутой системы, а значит, и на ее устойчивость, быстродействие и колебательность.
• Синтез регуляторов: МКГ является эффективным инструментом для выбора оптимальных параметров регуляторов (например, ПИД-регуляторов) для достижения заданных показателей качества переходных процессов. Например, перемещая полюса системы в желаемые области на комплексной плоскости (дальше от мнимой оси для увеличения быстродействия, дальше от вещественной оси для увеличения демпфирования), можно синтезировать требуемый регулятор.

Для САУ турбогенератора 200 кВт МКГ может быть использован для настройки параметров АРВ и АРЧВ, чтобы обеспечить наилучшее качество регулирования напряжения и частоты при различных режимах работы и нагрузках.

Математическое моделирование турбогенератора и его САУ

Математическое моделирование является краеугольным камнем в проектировании любой САУ. Создание адекватной модели позволяет инженеру предсказать поведение системы, оптимизировать ее параметры и выявить потенциальные проблемы еще до начала физического воплощения.

Математическая модель синхронного генератора на основе уравнений Парка-Горева

Для подробного анализа динамических процессов в синхронном генераторе (которым является турбогенератор 200 кВт) широко используются уравнения Парка-Горева. Это система дифференциальных уравнений, описывающих электромагнитные и механические процессы в машине. Их главная особенность и преимущество заключается в том, что они позволяют представить трехфазную синхронную машину в виде эквивалентной двухфазной модели. Это преобразование осуществляется в системе координат d, q, 0, которая вращается синхронно с ротором.

Почему это важно?

• Линеаризация и постоянные коэффициенты: Вращающаяся система координат позволяет исключить из уравнений периодически изменяющиеся коэффициенты, зависящие от положения ротора. В результате мы получаем систему дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами. Это значительно упрощает математический анализ, позволяя применять мощные инструменты линейной теории автоматического регулирования.
• Исключение взаимоиндукции: В d, q-координатах обмотки оказываются взаимно ортогональными, что исключает взаимоиндукцию между ними и упрощает структуру уравнений.
• Упрощение анализа переходных процессов: Благодаря этим преобразованиям, становится возможным более наглядное и точное описание переходных процессов, таких как броски тока при коротких замыканиях или изменения напряжения при внезапных изменениях нагрузки.

Уравнения Парка-Горева обычно включают в себя:

1. Уравнения электрического равновесия в цепях статора (по осям d и q): описывают напряжение, ток, индуктивность и скорость изменения потокосцеплений в прямой (d) и поперечной (q) осях.
2. Уравнения электрического равновесия в цепях ротора: описывают обмотку возбуждения и, при наличии, демпферные обмотки (которые служат для демпфирования колебаний ротора и повышения его устойчивости).
3. Уравнение механического движения ротора: связывает момент инерции ротора, электромагнитный момент, механический момент, развиваемый турбиной, и момент потерь. Это уравнение является основой для моделирования регулирования частоты вращения.

Математическое описание электромеханической системы регулирования частоты вращения парового турбогенератора с использованием передаточных функций

Для САУ частоты вращения парового турбогенератора 200 кВт часто используется подход, основанный на передаточных функциях. Этот метод позволяет представить динамику каждого элемента системы в виде отношения преобразования Лапласа выходной величины к преобразованию Лапласа входной величины.

Этапы построения модели:

1. Линеаризация уравнения движения турбины: Динамика турбины описывается сложными нелинейными уравнениями. Для применения линейных методов ТАР, эти уравнения линеаризуются относительно точки покоя или заданного рабочего режима. В относительных отклонениях параметров (например, отклонение частоты вращения от номинальной) это уравнение может быть представлено в виде передаточной функции.
2. Передаточные функции элементов: Каждый элемент цепи регулирования (турбина, регулирующий клапан, регулятор частоты) описывается своей передаточной функцией. Например, передаточная функция турбины может связывать изменение положения регулирующего клапана с изменением механического момента на валу.

Пример простейшей передаточной функции турбины:

Wтурбины(p) = Kтурб / (Tтурбp + 1)

Где K_турб — коэффициент усиления турбины, T_турб — постоянная времени турбины.

3. Синтез общей модели: Путем соединения передаточных функций отдельных элементов в соответствии с функциональной схемой САУ, получается общая передаточная функция системы.

Статические характеристики регулируемой паровой турбины и роль первичного регулирования частоты вращения по пропорциональному закону

Статическая характеристика регулируемой паровой турбины показывает зависимость выходной мощности (или механического момента) от частоты вращения при фиксированном положении регулирующего клапана. В реальном диапазоне загрузки эта характеристика может быть аппроксимирована прямой линией. Крутизна этой прямой линии обратно пропорциональна коэффициенту статизма (δ).

Коэффициент статизма — это ключевой параметр, характеризующий чувствительность первичного регулятора частоты вращения к изменению нагрузки. Для паровых турбин номинальный коэффициент статизма обычно составляет 4-5%. Это означает, что если нагрузка на турбогенератор изменится на 100% (от холостого хода до номинала), то частота вращения (и, соответственно, частота в сети) изменится на 4-5% от номинального значения, если не будет работать система вторичного регулирования.

Первичное регулирование частоты вращения является основной функцией АРЧВ и осуществляется по пропорциональному закону. Это означает, что управляющее воздействие на регулирующий орган (например, клапан подачи пара) прямо пропорционально отклонению текущей частоты вращения от заданной.

Uрег = KP × (fзад - fтек)

Где:

• U_рег — управляющее воздействие.
• K_P — коэффициент пропорциональности регулятора.
• f_зад — заданная частота.
• f_тек — текущая частота.

Такое регулирование обеспечивает быстрое, но не всегда точное поддержание частоты. Для устранения установившейся ошибки и более точного регулирования часто частотное регулирование комбинируется с интегральной составляющей (ПИ-регулятор). Понимание этих статических и динамических характеристик критически важно для проектирования эффективной САУ, способной обеспечить стабильную и качественную работу турбогенератора 200 кВт в различных режимах.

Нормативно-техническая база и технические средства автоматизации для САУ турбогенератора 200 кВт

Любой инженерный проект, особенно в энергетике, не просто обязан быть функциональным, но и строго соответствовать установленным стандартам безопасности, надежности и качества. Для САУ турбогенератора мощностью 200 кВт это означает глубокое погружение в нормативную документацию и грамотный выбор технических средств, которые обеспечат не только выполнение поставленных задач, но и долговечность, и безопасность эксплуатации.

Нормативные требования и стандарты

Нормативная база — это краеугольный камень, на котором строится любое проектирование в электроэнергетике. Она не только устанавливает минимальные требования, но и определяет лучшие практики, обеспечивая единообразие и безопасность в отрасли.

• ГОСТ Р 70940-2023 «Машины электрические вращающиеся. Турбогенераторы. Общие технические условия»: Этот государственный стандарт является основополагающим для проектирования и эксплуатации турбогенераторов, включая агрегаты мощностью 200 кВт. Он детализирует общие технические требования к конструкции, материалам, электрическим и механическим характеристикам, условиям приемки и испытаний. Применительно к САУ, этот ГОСТ косвенно влияет на выбор датчиков (например, устанавливая допустимые уровни вибрации и температуры, которые необходимо контролировать), а также на требования к точности поддержания параметров, что определяет выбор и настройку регуляторов.
• ГОСТ 21558—2018 «Системы возбуждения турбогенераторов, гидрогенераторов и синхронных компенсаторов. Общие технические условия»: Системы возбуждения являются критически важной частью САУ турбогенератора, поскольку они напрямую влияют на выходное напряжение и реактивную мощность. Данный ГОСТ устанавливает требования к ним, включая:
  • Классификацию систем возбуждения.
  • Основные технические характеристики: Диапазон регулирования тока возбуждения, скорость нарастания и спада тока, точность поддержания напряжения.
  • Требования к надежности и устойчивости работы.
    Для турбогенератора 200 кВт выбор системы возбуждения (например, бесщеточной с тиристорным АРВ) будет определяться не только номинальными параметрами, но и необходимостью обеспечения устойчивости работы в составе энергосистемы.
• ПУЭ Глава 5.2 «Генераторы и синхронные компенсаторы» (Издание шестое): Правила устройства электроустановок — это фундаментальный документ, регламентирующий все аспекты электромонтажных работ и эксплуатации. Глава 5.2 содержит прямые и косвенные требования к САУ турбогенераторов мощностью 200 кВт:
  • Контрольно-измерительные приборы: Требуется оснащение генераторов полным комплексом приборов для измерения тока, напряжения, активной и реактивной мощности, частоты, температуры обмоток и подшипников. Это определяет состав и типы необходимых датчиков для САУ.
  • Устройства управления, сигнализации, защиты: Генераторы должны быть оборудованы средствами для автоматического пуска, останова, синхронизации, а также устройствами сигнализации о нарушениях режима работы и защиты от перегрузок, коротких замыканий, потери возбуждения.
  • АГП защиты ротора от перенапряжений: Особое внимание уделяется автоматическому гашению поля (АГП) — системе, которая при аварийном отключении генератора быстро снимает возбуждение, предотвращая опасные перенапряжения на роторе.
  • АРВ и устройства автоматики: ПУЭ прямо предписывает оснащение генераторов автоматическими регуляторами возбуждения (АРВ) и другими устройствами автоматики для обеспечения их автоматического пуска, работы и останова. Это подчеркивает необходимость комплексного подхода к проектированию САУ.
• САУ газотурбинных установок (ГТУ): Если турбогенератор 200 кВт работает в составе ГТУ (что часто бывает для такой мощности), то к САУ предъявляются дополнительные требования:
  • Система контроля и защиты по вибрации: Критически важна для ГТУ, так как вибрации могут быстро привести к разрушению высокоскоростных узлов.
  • Стопорный клапан: Для экстренного аварийного останова турбины.
  • Устойчивость при сбросах нагрузки: САУ не должна допускать срабатывание автомата безопасности при внезапных сбросах нагрузки, что требует высокой скорости и точности регулирования подачи топлива.
• ГОСТ Р 59182-2020 «Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Электроэнергетический режим. Нормы и требования. Часть 1. Общие положения»: Этот стандарт устанавливает общие требования к электроэнергетическому режиму, включая нормы качества электроэнергии (допуски по частоте и напряжению). САУ турбогенератора 200 кВт должна быть спроектирована таким образом, чтобы генератор мог поддерживать эти параметры в допустимых пределах как при работе в составе энергосистемы, так и в автономном режиме.

Выбор и характеристики технических средств автоматизации (ТСА)

Выбор ТСА для САУ турбогенератора 200 кВт является критическим этапом, требующим компромисса между функциональностью, надежностью, стоимостью и простотой обслуживания. Современные технологии предлагают широкий спектр решений.

Современные промышленные контроллеры (ПЛК)

Ядром современной САУ турбогенератора является программируемый логический контроллер (ПЛК). Для агрегата мощностью 200 кВт оптимальным выбором будут ПЛК среднего класса, такие как **ОВЕН ПЛК200** или аналогичные контроллеры серии ЭЛПК. Эти устройства спроектированы для систем автоматизации среднего и большого уровня сложности в энергетике, обеспечивая весь цикл управления: сбор, измерение, обработку информации и выдачу управляющих воздействий.

Ключевые характеристики, на которые следует обратить внимание:

• Модульная структура: Позволяет гибко конфигурировать систему, добавляя или удаляя модули ввода/вывода (дискретные, аналоговы��), коммуникационные модули в соответствии с конкретными требованиями проекта.
• Резервирование ресурсов: Для критически важных систем ПЛК могут поддерживать резервирование центрального процессора, модулей ввода/вывода, блоков питания, что значительно повышает отказоустойчивость и надежность всей САУ.
• «Горячая» замена модулей: Возможность замены вышедшего из строя модуля без остановки работы контроллера минимизирует время простоя оборудования.
• Развитая система диагностики: Современные ПЛК имеют встроенные средства диагностики, которые позволяют отслеживать состояние самого контроллера, модулей, каналов ввода/вывода, а также обнаруживать обрывы или короткие замыкания в цепях датчиков. Информация о неисправностях выводится на панель оператора или в SCADA-систему.
• Удаленный доступ: ПЛК поддерживают различные интерфейсы связи (Ethernet, RS-485), что позволяет осуществлять удаленный мониторинг, диагностику и даже изменение параметров управления. Это особенно удобно для объектов, расположенных в удаленных или труднодоступных местах.
• Программное обеспечение: Алгоритмы управления (ПИД-регуляторы, логические блоки защит, последовательности пуска/останова) реализуются в программном обеспечении ПЛК с использованием языков программирования, соответствующих стандарту МЭК 61131-3 (FBD, LAD, ST, SFC).

Типовые датчики для САУ турбогенератора

Датчики — это «органы чувств» САУ, предоставляющие информацию о состоянии объекта управления. Для турбогенератора 200 кВт необходим широкий спектр измерений:

• Датчики давления:
  • Пьезоэлектрические: Для измерения быстропеременных давлений, например, в гидравлических системах регулирования. Диапазон до 100 МПа.
  • Емкостные: Надежны и точны в диапазоне 2,5-70 МПа.
  • Индуктивные: Универсальны, диапазон от 250 Па до 70 МПа.
    Они используются для контроля давления пара/газа перед турбиной, давления масла в системах смазки и уплотнений.
• Датчики температуры:
  • Терморезистивные (термосопротивления): Например, платиновые (Pt100, Pt1000) для широкого диапазона от −200 до +850 °C. Отличаются высокой стабильностью и точностью. Медные (Cu50) для диапазона от −180 до +200 °C. Применяются для контроля температуры обмоток статора и ротора, подшипников, охлаждающей воды/воздуха, масла.
  • Термопары: Широко используются благодаря эффекту Зеебека (возникновение ЭДС при разности температур спаев разнородных проводников). Обладают высокой надежностью, хотя и меньшей точностью по сравнению с термосопротивлениями.
• Датчики вибрации: Устанавливаются на корпусе подшипников и других критически важных узлах. Мониторинг вибрации позволяет своевременно обнаружить механические неисправности, дисбаланс ротора или деградацию подшипников.
• Датчики частоты вращения: Тахометры (индукционные, оптические, магнитные) для высокоточного измерения скорости вращения ротора турбины и генератора.
• Датчики электрических параметров: Измерительные трансформаторы тока и напряжения, в сочетании с многофункциональными измерительными преобразователями, обеспечивают контроль:
  • Тока и напряжения: На выводах генератора.
  • Активной и реактивной мощности: Критически важны для мониторинга режимов работы и участия генератора в регулировании сети.
  • Частоты: В дополнение к датчикам частоты вращения, для контроля частоты выдаваемого тока.
• Датчики уровня жидкости: Например, кондуктометрические сигнализаторы уровня (ОВЕН САУ-М6, САУ-М7Е) для контроля уровня масла в баке или охлаждающей воды.

Исполнительные механизмы

Исполнительные механизмы — это «мускулы» САУ, преобразующие электрические сигналы в физическое движение.

• Линейные актуаторы: Электромеханические устройства, которые преобразуют вращательное движение двигателя в поступательное. Используются для точного и быстрого перемещения регулирующих органов турбины, например, для изменения положения клапанов подачи пара или газа.
• Регулирующие клапаны:
  • В паровых турбинах: Клапаны регулируют подачу пара в цилиндры высокого давления. Их точность и скорость срабатывания напрямую влияют на качество регулирования частоты вращения и мощности.
  • В газотурбинных установках: Электромагнитные газовые клапаны управляют подачей газа в камеру сгорания, регулируя тем самым мощность турбины.

Автоматические регуляторы возбуждения (АРВ) и автоматические регуляторы частоты вращения (АРЧВ)

Эти специализированные регуляторы, играющие ключевую роль в стабильной и эффективной работе турбогенератора.

• Автоматические регуляторы возбуждения (АРВ):
  • Функции: Главные задачи АРВ — поддержание напряжения на выводах генератора на заданном уровне, распределение реактивной нагрузки между параллельно работающими генераторами и, что критично, повышение статической и динамической устойчивости генератора в энергосистеме.
  • Типы: Исторически АРВ развивались от электромеханических к электрическим, а затем к современным АРВ с выпрямительными системами возбуждения. Последние включают высокочастотные, тиристорные и бесщеточные АРВ. Тиристорные АРВ, благодаря своей высокой скорости реакции, получили широкое распространение. Бесщеточные системы исключают контактные кольца и щетки, что повышает надежность и снижает эксплуатационные расходы.
  • Закон управления: Часто АРВ реализуют пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД) закон управления, воздействуя на ток возбуждения в зависимости от:
    • Отклонения напряжения от заданного.
    • Скорости изменения напряжения (D-составляющая).
    • Отклонения и скорости изменения частоты (для повышения устойчивости).
    • Отклонения и скорости изменения тока возбуждения.
• Автоматические регуляторы частоты вращения (АРЧВ):
  • Функции: АРЧВ отвечают за первичное регулирование частоты в энергосистемах. Они воздействуют на регулирующие органы турбины для изменения подачи энергоносителя (пара или газа), тем самым стабилизируя частоту вращения ротора и, как следствие, частоту генерируемого тока.
  • Закон регулирования: Обычно регулирование осуществляется по пропорциональному закону.
  • Коэффициент статизма: Для паровых турбин номинальный коэффициент статизма составляет 4-5%. Это означает, что при изменении нагрузки на 100% (например, от холостого хода до номинала) частота вращения турбины изменится на 4-5% без дополнительного регулирования. АРЧВ компенсирует это отклонение, изменяя подачу энергоносителя.

В совокупности, грамотный выбор и интеграция этих технических средств в единую САУ турбогенератора 200 кВт позволяют создать высокоэффективную, надежную и безопасную систему управления, отвечающую всем современным требованиям.

Функциональная надежность, безопасность и современные подходы к модернизации САУ турбогенераторов

В условиях современной энергетики, где перебои в электроснабжении неприемлемы, а аварии могут повлечь за собой серьезные экономические и экологические последствия, обеспечение функциональной надежности и безопасности САУ турбогенераторов становится задачей первостепенной важности. Но технологии не стоят на месте, и параллельно с этим развиваются методы модернизации и оптимизации систем управления, позволяющие добиться еще большей эффективности и устойчивости.

Обеспечение функциональной надежности и безопасности

Турбогенератор 200 кВт, как и любой другой энергетический агрегат, является источником повышенной опасности, а его выход из строя может привести к значительному ущербу. Поэтому при проектировании САУ ключевыми принципами являются отказоустойчивость и наличие многоуровневых систем защиты.

Стратегии обеспечения надежности:

• Отказоустойчивые системы управления: Основой для повышения надежности является использование архитектур, способных продолжать функционировать даже при частичном отказе компонентов. Это достигается за счет резервирования.
  • Резервированные контроллеры: Применяется принцип горячего или холодного резервирования ПЛК. В случае «горячего» резервирования два (или более) контроллера работают параллельно, один — активный, другой — в режиме ожидания. При отказе активного контроллера, резервный немедленно берет на себя управление, обеспечивая «безударное» переключение. Это критично для технологических защит и систем, управляющих жизненно важными параметрами.
  • Резервирование каналов измерения: Для наиболее важных параметров (например, частоты вращения, давления масла, напряжения) используются дублирующие или троированные датчики. САУ постоянно сравнивает показания, выявляя расхождения и сигнализируя об отказе одного из каналов.
  • Алгоритмы контроля исправности каналов измерения: В программном обеспечении ПЛК закладываются специальные алгоритмы, которые анализируют показания датчиков на предмет их достоверности, используя методы сравнения, фильтрации и диагностики аномалий. При обнаружении неисправности, система может автоматически перейти на резервный канал или использовать аппроксимированные данные, минимизируя влияние отказа.
• Системы контроля и диагностики технического состояния: Эти системы играют превентивную роль, позволяя выявлять отклонения от нормальной работы до того, как они приведут к серьезной аварии. Особенно актуально это для турбогенераторов:
  • Вибродиагностика: Непрерывный мониторинг вибрации подшипников и корпуса генератора позволяет обнаружить ранние признаки дисбаланса ротора, износа подшипников, дефектов обмоток или ослабления креплений.
  • Температурный контроль: Постоянный мониторинг температуры обмоток статора и ротора, подшипников, охлаждающей среды позволяет выявить перегревы, которые могут сигнализировать о повреждении изоляции, вызванном термомеханическими воздействиями и вибрациями.
  • Анализ частичных разрядов: Для обнаружения дефектов изоляции обмоток статора.
  • Анализ химического состава масла и охлаждающих сред: Позволяет выявить износ деталей или загрязнения.

Системы технологических защит для обеспечения безопасности:

Технологические защиты — это последний рубеж обороны, призванный предотвратить катастрофические последствия в случае серьезных нарушений режима. Для турбогенератора 200 кВт они включают:

• Защита от превышения частоты вращения (автомат безопасности): При достижении критической скорости вращения ротора (например, 110-115% от номинальной) автомат безопасности мгновенно перекрывает подачу энергоносителя (пара или газа) к турбине, предотвращая ее разрушение. Это механическая защита, дублируемая электронными системами.
• Защита от осевого смещения ротора: Осевое смещение ротора может привести к трению и разрушению уплотнений или лопаток турбины. Датчики осевого смещения контролируют положение ротора, и при выходе за допустимые пределы активируется защита, останавливающая агрегат.
• Защита от падения давления масла: Масло необходимо для смазки подшипников и уплотнений, а также для работы гидравлических систем регулирования. Падение давления масла ниже критического уровня приводит к останову агрегата для предотвращения износа и разрушения.
• Автономный блок экстренного аварийного останова (БЭАО): Для САУ ГТУ (и иногда турбогенераторов) предусматривается отдельный, независимый блок БЭАО. Его задача — обеспечить корректный и безопасный останов агрегата даже в случае полного отказа основного контроллера САУ. Это повышает уровень безопасности до максимально возможного.

Безударные переключения между режимами работы

Важным аспектом функциональной надежности является способность САУ обеспечивать безударные переключения между различными режимами работы (например, пуск, холостой ход, синхронизация с сетью, работа под нагрузкой, останов). «Безударность» означает плавное изменение параметров без резких скачков тока, напряжения, механических нагрузок на оборудование. Это достигается за счет:

• Специальных алгоритмов управления: Которые плавно изменяют задающие воздействия и параметры регуляторов.
• Точной синхронизации: При подключении генератора к сети.
• Плавного изменения уставки: При переходе на холостой ход или под нагрузку.

Современные алгоритмы управления и модернизация

Эволюция технологий управления не стоит на месте, предлагая новые горизонты для повышения эффективности и адаптивности САУ. Модернизация существующих систем и внедрение передовых алгоритмов позволяют значительно улучшить качество управления турбогенераторами 200 кВт.

Адаптивное управление

Традиционные ПИД-регуляторы хорошо справляются со стабильными условиями, но их эффективность снижается при значительных изменениях параметров объекта или внешних возмущений. Здесь на помощь приходит адаптивное управление.

• Адаптивное управление с эталонной моделью и сигнальной настройкой: Этот подход предполагает наличие эталонной модели, которая описывает желаемое поведение системы. Регулятор сравнивает реальное поведение объекта с поведением эталонной модели и корректирует свои параметры таким образом, чтобы минимизировать ошибку.
  • Преимущества: Повышение качества переходных процессов регулирования (уменьшение перерегулирования, времени регулирования), улучшение участия турбины в первичном регулировании частоты сети. Адаптивные алгоритмы сигнального типа отличаются высокой скоростью адаптивных процессов.
  • Реализация: Синтез таких регуляторов часто основан на использовании функций Ляпунова, что гарантирует устойчивость системы в процессе адаптации.
  • Пример: В САУ турбогенератора адаптивное управление может динамически изменять коэффициенты АРЧВ и АРВ в зависимости от текущей нагрузки, состояния сети или износа оборудования, поддерживая оптимальные параметры.

Робастное управление

В реальных условиях параметры объекта управления могут меняться, а внешние возмущения быть непредсказуемыми. Робастное управление (от англ. «robust» — крепкий, устойчивый) направлено на создание систем, которые сохраняют заданные характеристики устойчивости и качества управления даже при наличии существенных неопределенностей (изменения параметров объекта, нелинейности, внешние возмущения).

• Цель: Повышение устойчивости систем управления к внешним возмущениям и параметрическим неопределенностям. Робастные регуляторы проектируются таким образом, чтобы гарантировать определенный уровень качества работы в широком диапазоне возможных изменений.
• Методы: Для синтеза робастных регуляторов используются различные математические аппараты, включая методы H-бесконечности (H_∞-синтез), μ-анализ и другие.
• Применение: Для турбогенератора 200 кВт робастное управление может быть полезно для обеспечения стабильности частоты и напряжения при резких изменениях нагрузки или при изменении параметров турбины из-за ее износа.

Применение микроконтроллерных систем

Модернизация САУ турбогенераторов на базе устаревших аналоговых или релейно-контактных схем практически всегда включает внедрение современных микроконтроллерных систем (ПЛК).

• Преимущества:
  • Высокая производительность: Позволяют обрабатывать большие объемы данных и выполнять сложные алгоритмы управления в реальном времени.
  • Гибкость: Легкость перепрограммирования и изменения логики управления.
  • Точность: Высокая точность измерений и управляющих воздействий.
  • Интеграция: Упрощение интеграции с другими системами и SCADA-системами.
  • Диагностика: Расширенные возможности диагностики и самодиагностики.

Перспективы использования нейрокомпьютеров и искусственных нейронных сетей

На переднем крае развития систем управления стоят технологии искусственного интеллекта. Нейрокомпьютеры и искусственные нейронные сети (ИНС) открывают новые возможности для управления турбогенераторами.

• Прогнозирование и диагностика: ИНС успешно применяются для:
  • Вибродиагностики турбоагрегатов: Распознавание предаварийных ситуаций по паттернам вибрации, анализ которых для человека затруднителен.
  • Прогнозирования состояния оборудования: На основе анализа больших объемов эксплуатационных данных.
  • Классификации режимов работы: Определение оптимальных режимов и идентификация отклонений.
• Нейрорегуляторы: Разработка регуляторов на основе ИНС для систем возбуждения синхронных генераторов.
  • Преимуще��тва: Нейрорегуляторы способны адаптироваться к изменяющимся условиям, существенно улучшать качество переходных процессов по напряжению, а также автоматизировать процессы синтеза и настройки регуляторов, что способствует обеспечению стабильной и надежной работы синхронного генератора.
  • Реализация: ИНС могут использоваться для создания нелинейных адаптивных контроллеров, которые лучше справляются с нелинейностями объекта управления (например, турбины) и обеспечивают более высокую точность и скорость регулирования.

Внедрение этих современных подходов позволяет не только повысить функциональную надежность и безопасность САУ турбогенераторов 200 кВт, но и значительно улучшить их экономические показатели и способность к интеграции в энергетические системы будущего. Стоит признать, что эти системы требуют значительных инвестиций и высококвалифицированных специалистов для разработки и обслуживания, что и является их главным сдерживающим фактором на сегодняшний день.

Типовые схемы САУ турбогенератора 200 кВт и особенности технической реализации

После глубокого погружения в теоретические основы и выбор технических средств, логичным шагом является их интеграция в единую, функционирующую систему. Этот раздел посвящен рассмотрению типовых схем САУ турбогенератора 200 кВт, особенностям их технической реализации и важнейшим этапам наладки.

Функциональные и принципиальные схемы САУ

Схемы САУ являются своего рода «чертежом» системы, показывающим взаимосвязи между ее элементами и принципы их работы. Различают функциональные и принципиальные электрические схемы.

Обобщенная функциональная схема САУ с обратной связью

Функциональная схема представляет собой абстрактное описание работы системы, где каждый блок выполняет определенную логическую функцию. Для САУ турбогенератора 200 кВт, как и для большинства систем автоматического регулирования, характерна замкнутая структура с обратной связью. Это означает, что система постоянно контролирует свое собственное поведение и корректирует его в зависимости от отклонений.

Типовая обобщенная функциональная схема САУ с обратной связью включает следующие основные элементы:

1. Задающий элемент (ЗЭ): Формирует заданное значение регулируемой величины (например, номинальную частоту 50 Гц или номинальное напряжение 400 В).
2. Сравнивающий элемент (СЭ): Принимает на вход заданное значение от ЗЭ и фактическое значение регулируемой величины от датчика (через цепь обратной связи). Вычисляет разность между ними, формируя сигнал рассогласования (ошибку регулирования).
3. Регулятор (Р): На основе сигнала рассогласования вырабатывает управляющее воздействие. Типичными являются ПИД-регуляторы, которые учитывают пропорциональную составляющую ошибки, ее интеграл и производную для формирования более точного и быстрого управляющего сигнала.
4. Усилитель-преобразователь (УП): Усиливает и преобразует слабый управляющий сигнал от регулятора до уровня, достаточного для воздействия на исполнительное устройство. Например, может преобразовывать аналоговый сигнал в ШИМ (широтно-импульсную модуляцию) для управления приводом клапана.
5. Исполнительное устройство (ИУ): Принимает управляющее воздействие от УП и непосредственно воздействует на объект управления. Например, сервопривод, который изменяет положение регулирующего клапана турбины или ток возбуждения генератора.
6. Объект управления (ОУ): В нашем случае — турбогенератор 200 кВт, который преобразует механическую энергию в электрическую. Под действием ИУ изменяются его выходные параметры (частота, напряжение, мощность).
7. Датчик (Д): Измеряет фактическое значение регулируемой величины на выходе ОУ и преобразует ее в электрический сигнал, который передается в цепь обратной связи.
8. Цепь обратной связи (ОС): Передает информацию о фактическом состоянии объекта управления от датчика обратно к сравнивающему элементу. Именно наличие обратной связи делает систему замкнутой и способной к самокоррекции.

Рис. 1. Обобщенная функциональная схема САУ с обратной связью

Принципиальные электрические схемы САУ турбогенератора 200 кВт

Принципиальные электрические схемы детализируют электрические соединения всех элементов САУ, показывая, как именно реализуются функции, описанные в функциональной схеме. Они включают:

• Цепи возбуждения: Для турбогенератора 200 кВт это будут цепи, питающие обмотку возбуждения ротора. Современные схемы включают тиристорные преобразователи, управляемые автоматическим регулятором возбуждения (АРВ), который, в свою очередь, получает сигналы от датчиков напряжения на выводах генератора. Схема будет показывать трансформаторы напряжения, измерительные преобразователи, сам АРВ, тиристорный мост и обмотку возбуждения.
• Цепи измерения: Эти цепи включают измерительные трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН), которые понижают параметры до безопасных и удобных для измерения значений. Далее следуют многофункциональные измерительные преобразователи, которые преобразуют аналоговые сигналы в цифровые для ввода в ПЛК. Также сюда относятся схемы подключения датчиков температуры (термосопротивлений, термопар), давления, вибрации и частоты вращения.
• Цепи защиты: Включают релейную аппаратуру и логические элементы, реализующие технологические защиты: защиту от сверхтоков, перенапряжений, потери возбуждения, падения давления масла, превышения частоты вращения. Эти цепи должны быть выполнены максимально надежно, часто с дублированием и использованием специализированных модулей безопасности в ПЛК. В схемах отображаются контакты защитных реле, автоматические выключатели, расцепители.
• Цепи управления: Включают схемы подключения исполнительных механизмов (например, электроприводов регулирующих клапанов), пускателей двигателей вспомогательных систем (насосов охлаждения, смазки), а также цепи сигнализации и индикации. Эти цепи управляются выходами ПЛК, часто через промежуточные реле или твердотельные ключи.

Пример упрощенной электрической схемы части САУ (регулирование возбуждения):

Рис. 2. Упрощенная электрическая схема регулирования возбуждения

Примечание: Реальные принципиальные схемы намного сложнее и включают сотни элементов, но принцип их построения остается таким же.

Особенности технической реализации и наладки

Переход от проекта к работающей системе требует учета множества практических нюансов, касающихся как аппаратной части, так и программного обеспечения.

Реализация САУ на базе современных промышленных контроллеров (ПЛК)

Современные ПЛК, выбранные для САУ турбогенератора 200 кВт, обеспечивают высокую гибкость и масштабируемость:

• Модульный принцип: ПЛК состоит из центрального процессорного модуля (ЦПУ) и различных модулей ввода/вывода (дискретных, аналоговых), коммуникационных модулей, которые устанавливаются на общую объединительную шину. Это позволяет легко адаптировать систему под конкретное количество датчиков и исполнительных механизмов.
• Возможности резервирования: Для повышения надежности критически важных функций (защиты, основного регулирования) могут применяться резервированные ЦПУ и модули ввода/вывода. Например, два ПЛК, работающие в режиме горячего резервирования, обеспечивают непрерывное управление даже при выходе из строя одного из них.
• «Горячая» замена модулей: Возможность замены вышедшего из строя модуля без отключения питания и остановки всего контроллера, что сокращает время простоя и упрощает обслуживание.
• Развитая система диагностики: Современные ПЛК имеют встроенные средства диагностики, которые позволяют отслеживать состояние самого контроллера, модулей, каналов ввода/вывода, а также обнаруживать обрывы или короткие замыкания в цепях датчиков. Информация о неисправностях выводится на панель оператора или в SCADA-систему.
• Удаленный доступ: ПЛК поддерживают различные интерфейсы связи (Ethernet, RS-485), что позволяет осуществлять удаленный мониторинг, диагностику и даже изменение параметров управления. Это особенно удобно для объектов, расположенных в удаленных или труднодоступных местах.
• Программное обеспечение: Алгоритмы управления (ПИД-регуляторы, логические блоки защит, последовательности пуска/останова) реализуются в программном обеспечении ПЛК с использованием языков программирования, соответствующих стандарту МЭК 61131-3 (FBD, LAD, ST, SFC).

Этапы наладки САУ

Наладка САУ — это комплекс мероприятий по вводу системы в эксплуатацию, проверке ее работоспособности и оптимизации параметров:

1. Проверка монтажа и электрических схем:
   • Визуальный осмотр: Проверка правильности прокладки кабелей, качества соединений, маркировки.
   • Прозвонка цепей: Измерение сопротивления изоляции, проверка целостности кабелей и правильности подключения датчиков и исполнительных механизмов.
   • Проверка работоспособности отдельных элементов: Тестирование датчиков (например, подача имитируемого сигнала и проверка отклика), исполнительных механизмов (проверка их хода и отклика на управляющие сигналы).
2. Проверка работы систем защиты и возбуждения:
   • Функциональное тестирование защит: Имитация аварийных ситуаций (например, подача сигнала превышения частоты вращения) для проверки срабатывания защитных устройств и правильности их логики.
   • Настройка АРВ: Проверка работы автоматического регулятора возбуждения, настройка коэффициентов ПИД-регулятора для обеспечения требуемой точности и быстродействия поддержания напряжения.
3. Настройка параметров регуляторов:
   • Идентификация объекта управления: Экспериментальное определение передаточных функций турбогенератора и турбины на основе снятых переходных характеристик.
   • Расчет и настройка коэффициентов ПИД-регуляторов: Используя полученные модели и критерии качества (например, по методам Циглера-Никольса или аналитическим методам), рассчитываются и вводятся коэффициенты пропорциональной, интегральной и дифференциальной составляющих для АРЧВ и АРВ.
   • Оптимизация переходных процессов: Проводятся серии испытаний с изменением нагрузки, задающих воздействий для оценки качества регулирования (время регулирования, перерегулирование, установившаяся ошибка) и точной подстройки параметров регуляторов.
4. Комплексное тестирование и пусконаладочные работы:
   • Проверка работы САУ в различных режимах: Пуск, останов, холостой ход, работа под нагрузкой, синхронизация с сетью.
   • Испытания под нагрузкой: Проверка способности САУ поддерживать стабильные параметры при изменении нагрузки.
   • Обучение персонала: Подготовка операторов к работе с новой или модернизированной САУ.

Роль программно-технических комплексов (ПТК) в реализации алгоритмов управления

Программно-технические комплексы (ПТК) представляют собой интегрированные решения, объединяющие ПЛК, операторские панели (HMI), SCADA-системы и инженерные станции. Для САУ турбогенератора 200 кВт ПТК обеспечивают:

• Логическое управление технологическим оборудованием: Реализация последовательностей пуска, останова, переключений, блокировок и защит в программе ПЛК.
• Регулирующее управление: Выполнение алгоритмов АРЧВ и АРВ, поддержание заданных параметров.
• Визуализация и архивирование данных: SCADA-система обеспечивает графическое отображение состояния турбогенератора и САУ, сбор и архивирование технологических данных, построение трендов, что важно для анализа работы и диагностики.
• Дистанционное управление и мониторинг: Возможность управления и контроля за работой агрегата с центрального пульта или удаленной станции.

Таким образом, грамотное проектирование схем, тщательная реализация на базе современных ТСА и профессиональная наладка являются залогом успешного функционирования САУ турбогенератора мощностью 200 кВт, обеспечивая его надежность, безопасность и эффективность.

Заключение

Путешествие в мир автоматического управления турбогенератором мощностью 200 кВт, предпринятое в рамках данной работы, позволило нам пройти путь от фундаментальных теоретических концепций до конкретных инженерных решений. Мы рассмотрели, как, казалось бы, простой агрегат малой мощности требует глубокого и многогранного подхода к автоматизации, чтобы обеспечить его эффективную и безопасную работу в условиях постоянно меняющихся требований современной энергетики.

В начале нашего исследования мы определили, что система автоматического управления (САУ) является неотъемлемым элементом любого современного турбогенератора, призванным поддерживать заданные параметры без непосредственного участия человека. Мы подробно изучили принцип действия и конструкцию турбогенератора 200 кВт, выделив его статор, ротор, подшипники и, в особенности, системы воздушного охлаждения как наиболее характерные для данного класса мощности. Понимание этих особенностей позволило нам осознать турбогенератор как сложный объект управления, обладающий определенной инерцией и чувствительностью к внешним воздействиям.

Далее мы углубились в теоретические основы проектирования САУ, где центральное место занимают концепции устойчивости и качества регулирования. Алгебраические критерии (Гурвиц, Раус) и частотные критерии (Михайлов, Найквист) были представлены как мощные инструменты для оценки стабильности системы, а показатели качества переходных процессов (время регулирования, перерегулирование, колебательность, установившаяся ошибка) — как метрики для оценки эффективности управления. Особое внимание было уделено математическому моделированию, включая уравнения Парка-Горева для синхронного генератора и передаточные функции для турбины, что является основой для точного анализа и синтеза регуляторов.

Важной частью работы стал анализ нормативно-технической базы (ГОСТ Р 70940-2023, ГОСТ 21558—2018, ПУЭ Глава 5.2 и др.), регламентирующей требования к проектированию и эксплуатации энергетического оборудования. Этот раздел подчеркнул необходимость строгого соблюдения стандартов для обеспечения безопасности и надежности. Выбор технических средств автоматизации (ТСА) для турбогенератора 200 кВт продемонстрировал предпочтение современным модульным ПЛК, широкому спектру датчиков (давления, температуры, вибрации, электрических параметров) и специализированным исполнительным механизмам, таким как линейные актуаторы и регулирующие клапаны. Роль АРВ и АРЧВ как ключевых регуляторов напряжения и частоты была детально раскрыта.

В заключительной части мы рассмотрели вопросы функциональной надежности и безопасности, подчеркнув важность отказоустойчивых систем, резервированных контроллеров и многоуровневых технологических защит (от превышения частоты вращения, осевого смещения ротора, падения давления масла). Отдельно были выделены современные подходы к модернизации САУ, включая адаптивное и робастное управление, применение микроконтроллерных систем и перспективы использования нейрокомпьютеров для прогнозирования, диагностики и оптимизации. Наконец, были представлены типовые функциональные и принципиальные электрические схемы САУ, а также освещены ключевые аспекты технической реализации и наладки, что является мостом между теорией и практикой.

Таким образом, цели данной курсовой работы были полностью достигнуты. Мы представили исчерпывающую информацию, необходимую для проектирования, анализа и модернизации САУ турбогенератора мощностью 200 кВт. Студент технического вуза, опираясь на этот материал, сможет не только выполнить свой проект на высоком академическом и инженерном уровне, но и получить глубокие знания, которые станут прочным фундаментом для дальнейшего профессионального роста в области электроэнергетики и автоматизации.

Дальнейшие перспективы развития данной темы могут включать:

• Разработку детальных математических моделей турбогенератора 200 кВт с учетом конкретных типов турбин (паровых или газовых) и систем охлаждения.
• Исследование и сравнительный анализ различных адаптивных и робастных алгоритмов управления для оптимизации переходных процессов и повышения устойчивости.
• Проектирование и тестирование нейросетевых контроллеров для систем возбуждения и регулирования частоты вращения с использованием программных пакетов типа MATLAB/Simulink.
• Экономический анализ внедрения различных ТСА и алгоритмов управления для турбогенераторов малой мощности.
• Разраб��тка комплексной системы диагностики и прогнозирования технического состояния турбогенератора на базе ИИ.

Эти направления позволят углубить понимание и совершенствовать существующие подходы к автоматизации, способствуя созданию более интеллектуальных, надежных и эффективных энергетических систем будущего.

Список использованной литературы

1. Гуревич, Ю. Е. Расчеты устойчивости и противоаварийной автоматики в энергосистемах / Ю. Е. Гуревич, Л. Е. Либова, А. А. Окин. — М. : Энергоатомиздат, 1990.
2. Маркович, И. М. Режимы энергетических систем. — М. : Госэнергоиздат, 1963. — 360 с.
3. Овчаренко, Н. И. Аппаратные и программные элементы автоматических устройств энергосистем. — М. : Из-во НЦ ЭНАС, 2004. — 512 с.
4. Основные положения по первичному и вторичному регулированию частоты и активной мощности в ЕЭС России. Методические указания. Утверждены приказом ОАО «СО-ЦДУ ЕЭС», 2002.
5. Герасименко, А. А. Передача и распределение электрической энергии : учебное пособие / А. А. Герасименко, В. Т. Федин. — Ростов-н/Д : Красноярск : Издательские проекты, 2006. — 720 с.
6. Бурман, А. П. Перспективы применения в ЕЭС России гибких (управляемых) систем передачи переменного тока / А. П. Бурман, Ю. К. Розанов, Ю. Г. Шакарян // Электротехника. — 2004. — № 8. — С. 30–37.
7. ГОСТ Р 70940-2023. Машины электрические вращающиеся. Турбогенераторы. Общие технические условия.
8. Все о турбогенераторах: принцип работы, охлаждение, эксплуатация [Электронный ресурс]. URL: https://www.elec.ru/articles/vse-o-turbogeneratorah-princip-raboty-ohlazhdenie-ekspl/ (дата обращения: 25.10.2025).
9. Турбогенераторы: принцип действия, типы, критерии выбора — выставка «Электро» [Электронный ресурс]. URL: https://www.elektro.expocentr.ru/ru/articles/turbogeneratory-printsip-deystviya-tipy-kriterii-vybora.php (дата обращения: 25.10.2025).
10. Турбогенератор — устройство и принцип действия [Электронный ресурс]. URL: https://electricalblog.tech/turbogenerator-ustrojstvo-i-princip-dejstviya/ (дата обращения: 25.10.2025).
11. Базовые алгоритмы адаптивного управления синхронным генератором с эталонной моделью [Электронный ресурс] // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/bazovye-algoritmy-adaptivnogo-upravleniya-sinhronnym-generatorom-s-etalonnoy-modelyu (дата обращения: 25.10.2025).
12. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Глава 5.2. Генераторы и синхронные компенсаторы (Издание шестое) — Общие требования [Электронный ресурс]. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200002130 (дата обращения: 25.10.2025).
13. Аварийные и специальные режимы турбогенераторов [Электронный ресурс] // Электростанции. URL: http://powerplants.ru/generators/turbogenerators-emergency.html (дата обращения: 25.10.2025).
14. Турбогенераторы Серия S – горизонтальный [Электронный ресурс] // WEG. URL: https://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-turbogenerators-series-s-horizontal-ru.pdf (дата обращения: 25.10.2025).
15. Системы автоматического управления (САУ) [Электронный ресурс] // «Силовые машины». URL: https://power-m.ru/products/asu-tp/sau/ (дата обращения: 25.10.2025).
16. Надежность турбогенераторов. Поддержание эксплуатационной надежности [Электронный ресурс]. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=12111867 (дата обращения: 25.10.2025).
17. Режимы эксплуатации турбогенераторов с учетом требований устойчивости работы энергосистемы [Электронный ресурс] // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/rezhimy-ekspluatatsii-turbogeneratorov-s-uchetom-trebovaniy-ustoychivosti-raboty-energosistemy (дата обращения: 25.10.2025).
18. Математическая модель электромеханического исполнительного устройства для регулирования частоты вращения парового турбогенератора на базе линейного актуатора [Электронный ресурс] // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/matematicheskaya-model-elektromehanicheskogo-ispolnitelnogo-ustroystva-dlya-regulirovaniya-chastoty-vrascheniya-parovogo (дата обращения: 25.10.2025).
19. Разработка и описание функциональной схемы САУ и её заданных элементов [Электронный ресурс] // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-i-opisanie-funktsionalnoy-shemy-sau-i-eyo-zadannyh-elementov (дата обращения: 25.10.2025).
20. Адаптивная цифровая система регулирования турбины [Электронный ресурс] // Google Patents. URL: https://patents.google.com/patent/RU2617789C1/ru (дата обращения: 25.10.2025).
21. Математическая модель регулятора возбуждения синхронной машины [Электронный ресурс]. URL: https://rep.bntu.by/bitstream/handle/data/88130/Matematicheskaya%2520model%2520regulyatora%2520vozbuzhdeniya%2520sinhronnoy%2520mashiny.pdf%3Bjsessionid%3D493976450A0B0E5A749007E78065B771%3Fsequence%3D1 (дата обращения: 25.10.2025).
22. Математическая модель первичных двигателей синхронных генераторов [Электронный ресурс] // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/matematicheskaya-model-pervichnyh-dvigateley-sinhronnyh-generatorov (дата обращения: 25.10.2025).
23. Тема 4. УСТОЙЧИВОСТЬ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ [Электронный ресурс]. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=12853216 (дата обращения: 25.10.2025).
24. Алгебраические критерии устойчивости, Лекция 8 по ТАУ [Электронный ресурс]. URL: https://tabler.ru/blog/algebraicheskie-kriterii-ustojchivosti-lektsiya-8-po-tau (дата обращения: 25.10.2025).
25. Качество САУ.doc [Электронный ресурс]. URL: http://www.msun.ru/upload/iblock/c32/kachestvo-sau.doc (дата обращения: 25.10.2025).
26. Критерии устойчивости систем автоматического управления [Электронный ресурс] // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kriterii-ustoychivosti-sistem-avtomaticheskogo-upravleniya (дата обращения: 25.10.2025).
27. САУ ГТУ [Электронный ресурс] // АО «НПП–АС». URL: https://npp-as.ru/project/sau-gtu/ (дата обращения: 25.10.2025).
28. Автоматическое регулирование возбуждения [Электронный ресурс]. URL: https://studfile.net/preview/9253406/page:4/ (дата обращения: 25.10.2025).
29. Технологические защиты турбогенератора [Электронный ресурс] // Энергетика. ТЭС и АЭС. URL: https://energybase.ru/articles/safety/turbogenerator-safety-c15b (дата обращения: 25.10.2025).
30. Разработка и исследование робастной системы управления частотно-рег [Электронный ресурс]. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=12001292 (дата обращения: 25.10.2025).
31. Система автоматического управления турбогенератором с модальным регулятором [Электронный ресурс]. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=38133535 (дата обращения: 25.10.2025).
32. Устройство и действие энергетических установок [Электронный ресурс]. URL: https://docviewer.yandex.ru/view/0/%D0%A3%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE%20%D0%B8%20%D0%B4%D0%B5%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B8%D0%B5%20%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B5%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D1%85%20%D1%83%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%BA.pdf?id=43788223&lang=ru&name=%D0%A3%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE%20%D0%B8%20%D0%B4%D0%B5%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B8%D0%B5%20%D0%AD%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B5%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D1%85%20%D1%83%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%BA.pdf&presentation=5676332&size=1255877&ts=1678129598&url=https%3A%2F%2Fwww.voenmeh.ru%2Fupload%2Fiblock%2F9b9%2Fustrojstvo-i-dejstvie-energeticheskix-ustanovok.pdf&user=sergey.d.beloborodov%40gmail.com&auth=af0d1e57c8582103f56b733735165842&key=e75a894677271e843c98895089201f30 (дата обращения: 25.10.2025).
33. Теория автоматического управления [Электронный ресурс]. URL: http://systemcontrol.ru/files/theory_auto_control.pdf (дата обращения: 25.10.2025).
34. Ким, Д. П. Теория автоматического управления. Т. 1. Линейные системы автоматического управления [Электронный ресурс]. URL: https://docviewer.yandex.ru/view/0/%D0%9A%D0%B8%D0%BC%20%D0%94.%D0%9F.%20%D0%A2%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F%20%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE%20%D1%83%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F.%20%D0%A2.%201.%20%D0%9B%D0%B8%D0%BD%D0%B5%D0%B9%D0%BD%D1%8B%D0%B5%20%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D1%8B%20%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE%20%D1%83%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F.pdf&presentation=5676332&size=6810148&ts=1678129598&url=https%3A%2F%2Fwww.vuniver.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2018%2F09%2FKim-D.P.-Teoriya-avtomaticheskogo-upravleniya.-T.1.-Linejny-sistemy-avtomaticheskogo-upravleniya.pdf&user=sergey.d.beloborodov%40gmail.com&auth=f88062088d8b2e1e9389e9d6d173004d&key=e75a894677271e843c98895089201f30 (дата обращения: 25.10.2025).
35. Теория автоматического управления [Электронный ресурс] // URSS.ru Магазин научной книги. URL: https://urss.ru/pdf/196652/196652.pdf (дата обращения: 25.10.2025).
36. АСУ ТП общетурбинного оборудования [Электронный ресурс] // Прософт-Системы. URL: https://prosoftsystems.ru/products/asu-tp/asu-tp-obshheturbinnogo-oborudovaniya (дата обращения: 25.10.2025).
37. ГОСТ Р 59246— 2020. Турбогенераторы атомных станций.
38. Справочные сведения по синхронным генераторам тепловых и атомных электростанций [Электронный ресурс] // БНТУ. URL: https://docviewer.yandex.ru/view/0/%D1%81%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B5%20%D1%81%D0%B2%D0%B5%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D0%BF%D0%BE%20%D1%81%D0%B8%D0%BD%D1%85%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%BC%20%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%BC%20%D1%82%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D1%85%20%D0%B8%20%D0%B0%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BD%D1%8B%D1%85%20%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B9.pdf?id=43788223&lang=ru&name=%D1%81%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B5%20%D1%81%D0%B2%D0%B5%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D0%BF%D0%BE%20%D1%81%D0%B8%D0%BD%D1%85%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%BC%20%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%BC%20%D1%82%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D1%85%20%D0%B8%20%D0%B0%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BD%D1%8B%D1%85%20%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B9.pdf&presentation=5676332&size=1053151&ts=1678129598&url=https%3A%2F%2Fwww.bntu.by%2Fru%2Ffiles%2Fuchebnyiy-otdel%2Fumk%2Ftep%2Fsvedeniya-generator.pdf&user=sergey.d.beloborodov%40gmail.com&auth=571221b37b0185e49f2b8420076a91d1&key=e75a894677271e843c98895089201f30 (дата обращения: 25.10.2025).
39. Турбогенераторы и синхронные компенсаторы. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования [Электронный ресурс]. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200132223 (дата обращения: 25.10.2025).
40. Лазарев, В. Л. РОБАСТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ : учебное пособие / В. Л. Лазарев [Электронный ресурс]. URL: https://docviewer.yandex.ru/view/0/%D0%92.%D0%9B.%20%D0%9B%D0%B0%D0%B7%D0%B0%D1%80%D0%B5%D0%B2%20%D0%A0%D0%9E%D0%91%D0%90%D0%A1%D0%A2%D0%9D%D0%9E%D0%95%20%D0%A3%D0%9F%D0%A0%D0%90%D0%92%D0%9B%D0%95%D0%9D%D0%98%D0%95%20%D0%92%20%D0%91%D0%98%D0%9E%D0%A2%D0%95%D0%A5%D0%9D%D0%9E%D0%9B%D0%9E%D0%93%D0%98%D0%A7%D0%95%D0%A1%D0%9A%D0%9E%D0%99%20%D0%9F%D0%A0%D0%9E%D0%9C%D0%AB%D0%A8%D0%9B%D0%95%D0%9D%D0%9D%D0%9E%D0%A1%D0%A2%D0%98.pdf?id=43788223&lang=ru&name=%D0%92.%D0%9B.%20%D0%9B%D0%B0%D0%B7%D0%B0%D1%80%D0%B5%D0%B2%20%D0%A0%D0%9E%D0%91%D0%90%D0%A1%D0%A2%D0%9D%D0%9E%D0%95%20%D0%A3%D0%9F%D0%A0%D0%90%D0%92%D0%9B%D0%95%D0%9D%D0%98%D0%95%20%D0%92%20%D0%91%D0%98%D0%9E%D0%A2%D0%95%D0%A5%D0%9D%D0%9E%D0%9B%D0%9E%D0%93%D0%98%D0%A7%D0%95%D0%9A%D0%9E%D0%99%20%D0%9F%D0%A0%D0%9E%D0%9C%D0%AB%D0%A8%D0%9B%D0%95%D0%9D%D0%9D%D0%9E%D0%A1%D0%A2%D0%98.pdf&presentation=5676332&size=686860&ts=1678129598&url=https%3A%2F%2Fwww.itmo.ru%2Ffile%2Fpages%2F249%2F249_book.pdf&user=sergey.d.beloborodov%40gmail.com&auth=af0d1e57c8582103f56b733735165842&key=e75a894677271e843c98895089201f30 (дата обращения: 25.10.2025).
41. Промышленные контроллеры [Электронный ресурс] // Элна. URL: https://www.elna.ru/controllers (дата обращения: 25.10.2025).
42. Датчик-реле САУ-М6 — кондуктометрический сигнализатор уровня жидкости [Электронный ресурс]. URL: https://www.teplopribor.ru/catalog/signalizatory-urovnya/sau-m6/ (дата обращения: 25.10.2025).
43. ПЛК200-01-CS — контроллер для малых и средних систем автоматизации [Электронный ресурс]. URL: https://www.akutek.ru/shop/programmiruemye-logicheskie-kontrollery-plk/plk200/plk200-01-cs (дата обращения: 25.10.2025).
44. ПЛК200. Контроллер для малых и средних систем автоматизации — Описание [Электронный ресурс] // Акутек. URL: https://www.akutek.ru/shop/programmiruemye-logicheskie-kontrollery-plk/plk200/ (дата обращения: 25.10.2025).
45. Исследование адаптивного алгоритма управления газотурбинными установками с учетом динамики синхронного генератора [Электронный ресурс] // Современные наукоемкие технологии. URL: https://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=25573 (дата обращения: 25.10.2025).
46. ОВЕН САУ-М6. Элементы управления [Электронный ресурс]. URL: https://owen.ru/product/sau_m6/opisanie (дата обращения: 25.10.2025).
47. САУ-М7Е регулятор уровня жидкости или сыпучих сред [Электронный ресурс] // ОВЕН. URL: https://owen.ru/product/sau_m7e (дата обращения: 25.10.2025).
48. Адаптивное управление возмущенными системами [Электронный ресурс] // Университет ИТМО. URL: https://www.itmo.ru/file/pages/249/249_book.pdf (дата обращения: 25.10.2025).
49. Нейрокомпьютер [Электронный ресурс] // Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D0%B9%D1%80%D0%BE%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%8C%D1%8E%D1%82%D0%B5%D1%80 (дата обращения: 25.10.2025).
50. САУ-У контроллер для управления группой насосов с чередованием [Электронный ресурс] // ОВЕН-ПРОМ. URL: https://owenprom.ru/catalog/pribory-kontrolya-urovnja/sau-u-kontroller-dlya-upravleniya-gruppoj-nasosov-s-cheredovaniem/ (дата обращения: 25.10.2025).
51. Каталог продукции [Электронный ресурс] // Студенческое конструкторское бюро. URL: https://docviewer.yandex.ru/view/0/%D0%9A%D0%B0%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B3%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B4%D1%83%D0%BA%D1%86%D0%B8%D0%B8.pdf?id=43788223&lang=ru&name=%D0%9A%D0%B0%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B3%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B4%D1%83%D0%BA%D1%86%D0%B8%D0%B8.pdf&presentation=5676332&size=10363220&ts=1678129598&url=https%3A%2F%2Fstb.rshu.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2016%2F09%2FKatalog.pdf&user=sergey.d.beloborodov%40gmail.com&auth=571221b37b0185e49f2b8420076a91d1&key=e75a894677271e843c98895089201f30 (дата обращения: 25.10.2025).
52. Системы автоматического управления [Электронный ресурс]. URL: https://docviewer.yandex.ru/view/0/%D0%A1%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D1%8B%20%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE%20%D1%83%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F.pdf?id=43788223&lang=ru&name=%D0%A1%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D1%8B%20%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE%20%D1%83%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F.pdf&presentation=5676332&size=208006&ts=1678129598&url=https%3A%2F%2Fwww.etu.ru%2Fassets%2Ffiles%2Fnauka%2Ftrudi_etv%2F2013-1%2F2013-1-171.pdf&user=sergey.d.beloborodov%40gmail.com&auth=af0d1e57c8582103f56b733735165842&key=e75a894677271e843c98895089201f30 (дата обращения: 25.10.2025).
53. Стойка управления гидроагрегатом СУГ-2М. Руководство по эксплуатации 135.01.200-0РЭ [Электронный ресурс]. URL: https://docviewer.yandex.ru/view/0/%D0%A1%D0%A3%D0%93-2%D0%9C%20%D0%A0%D0%AD.pdf?id=43788223&lang=ru&name=%D0%A1%D0%A3%D0%93-2%D0%9C%20%D0%A0%D0%AD.pdf&presentation=5676332&size=3049925&ts=1678129598&url=https%3A%2F%2Fwww.silovye-mashiny.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2019%2F06%2F%D0%A1%D0%A3%D0%93-2%D0%9C-%D0%A0%D0%AD.pdf&user=sergey.d.beloborodov%40gmail.com&auth=e39626500808c79294e07a3c757c2a71&key=e75a894677271e843c98895089201f30 (дата обращения: 25.10.2025).
54. Автоматизированный электропривод [Электронный ресурс]. URL: https://docviewer.yandex.ru/view/0/%D0%90%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9%20%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%B2%D0%BE%D0%B4.pdf?id=43788223&lang=ru&name=%D0%90%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%B2%D0%BE%D0%B4.pdf&presentation=5676332&size=3025686&ts=1678129598&url=https%3A%2F%2Fwww.tyuiu.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2018%2F06%2F%D0%90%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%B2%D0%BE%D0%B4.pdf&user=sergey.d.beloborodov%40gmail.com&auth=af0d1e57c8582103f56b733735165842&key=e75a894677271e843c98895089201f30 (дата обращения: 25.10.2025).