Registration Number
0826U004130, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
11-09-2026
popup.evolution
o
Title
Software and hardware complex of the automated control system of the boiler unit for a thermal power plant
Author
Mykola V. Tarasenko,
popup.head Petro Kachanov
popup.opponent Oleksandr O. Miroshnyk
popup.opponent Serhii Tymchuk
popup.review Oleh M. Yevseienko
popup.review Ihor H. Lysachenko
popup.rada
National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute"
Description
Тарасенко М. В. Програмно-технічний комплекс автоматизованої системи управління котлоагрегатом теплової електростанції. Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії (PhD) за спеціальністю 151 – Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2026.
Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуального науково-технічної задачі, пов'язаної з розробкою системи автоматичного регулювання основних технологічних параметрів котлоагрегата, об’єднаних у координовану структуру керування з нечітким регулятором навантаження та інтеграцією розробленої системи в IoT-архітектуру.
Об’єкт дослідження – процеси автоматизованого керування барабанним котлоагрегатом ТЕС.
Предмет дослідження – моделі та структури систем автоматичного регулювання живлення, горіння, розрідження, температури перегрітої пари, а також координованого регулювання навантаження котлоагрегата і засоби інтеграції цих систем у програмно-технічний комплекс.
Метою дисертаційної роботи є розробка комплексу систем автоматичного регулювання котлоагрегата ТЕС, спрямованих на підвищення економічності, ефективності та якості роботи котла у сталих і перехідних режимах шляхом удосконалення структур регулювання, математичних моделей і програмно-технічної реалізації систем керування.
У вступі обґрунтовано актуальність проблеми автоматичного регулювання параметрів котлоагрегата електростанції та висвітлено її важливість в умовах нинішнього стану енергосистеми України. Аналізуючи сучасні системи управління котлоагрегатом, визначено, що існуючі структури не завжди забезпечують узгоджену роботу контурів котлоагрегата під час зміни навантаження енергоблока.
У першому розділі виконано аналіз стану проблеми автоматизованого управління котлоагрегатом ТЕС. Розглянуто котлоагрегат як об’єкт автоматизованого керування, визначено основні регульовані параметри, керувальні дії та збурення. Встановлено, що ці параметри не можуть розглядатися ізольовано, оскільки зміна одного технологічного каналу впливає на роботу суміжних контурів. Проаналізовано існуючі системи автоматичного регулювання окремих контурів котлоагрегата та виділено їх недоліки. На цій основі сформульовано основну наукову проблему, яка полягає в необхідності розроблення узгодженої багатоконтурної структури керування котлоагрегатом.
У другому розділі обґрунтовано декомпозицію барабанного котлоагрегата на функціональні підсистеми. Розроблено удосконалені математичні та імітаційні моделі основних контурів нижнього рівня: живлення, горіння, розрідження та регулювання температури перегрітої пари.
У третьому розділі розроблено координовану АСУ барабанного котлоагрегата з нечітким регулятором навантаження. Виконано синтез нечіткого регулятора за логікою Sugeno-типу. Показано, що запропонована структура зберігає функціональну самостійність локальних систем нижнього рівня та формує узгоджені завдання відповідно до зміни режиму котлоагрегата. Побудовано імітаційну модель координованої АСУ у середовищі MATLAB/Simulink. Проведено аналіз перехідних процесів САР нижнього рівня. Для оцінювання ефективності розробленої системи виконано порівняння трьох структур керування: координованої АСУ з нечітким регулятором навантаження, координованої АСУ з класичним PID-регулятором та звичайної PID-системи без координації.
У четвертому розділі обґрунтовано принципи інтеграції розробленої системи в IoT-архітектуру програмно-технічного комплексу. Показано, що IoT-рівень доцільно розглядати як інформаційно-аналітичну надбудову над локальною АСУ ТП. Розроблено логіку інформаційної моделі технологічних даних котлоагрегата, у якій сигнали структуровано за функціональними підсистемами. Обґрунтовано використання промислового шлюзу, OPC UA для структурованого доступу до технологічних даних і MQTT для передавання вибраної телеметрії до аналітичного середовища.
У висновках наведено основні результати дисертаційної роботи щодо вирішення поставлених наукових задач.
За результатами дослідження підтверджено практичну та теоретичну цінність розроблених структур та моделей керування котлоагрегатом ТЕС, надано практичні рекомендації щодо їх застосування та розглянуто перспективи подальшого розвитку. Отримані результати можуть бути використані під час проєктування, модернізації та попередньої перевірки програмно-технічних комплексів автоматизованого керування барабанними котлоагрегатами.
Registration Date
2026-07-30
popup.nrat_date
2026-07-30 / 2026-10-01
