The object of research, development or design (in Russian) : оросительные системы Туркестанской и Жамбылской областей

The object of research, development or design (in Kazakh) : Түркістан және Жамбыл облыстарының суландыру жүйелері

Aim of work (in Russian) : Цель - повышение эффективности процесса водораспределения на основе обоснования применения технических средств водоподачи и водоучета, обеспечивающих рациональное использование водных ресурсов.

Aim of work (in Kazakh) : Мақсаты – сумен жабдықтаудың техникалық құралдарын пайдалануды негіздеу және суды есепке алу, су ресурстарын ұтымды пайдалануды қамтамасыз ету негізінде суды бөлу процесінің тиімділігін арттыру.

Методы исследования (на русском) : В ходе выполнения прикладного исследования по разработке автоматизированного гидротехнического затвора применялся комплекс аналитических, экспериментальных, метрологических, статистических и инженерно-технических методов, направленных на обоснование, проектирование и проверку работоспособности системы автоматического регулирования и водоучёта. Аналитические методы использовались при изучении теоретических основ регулирования потоков в оросительных каналах, анализе существующих схем автоматизации гидротехнических сооружений и выборе оптимальных параметров регулирования. Лабораторные эксперименты проводились на стенде, имитирующем работу гидротехнического сооружения, для проверки алгоритмов управления, работы датчиков и исполнительных механизмов, оценки точности и устойчивости системы. Полевые испытания выполнялись на оросительных системах Туркестанской и Жамбылской областей для подтверждения работоспособности затвора в реальных условиях эксплуатации. Метрологические методы применялись для калибровки и оценки точности измерительных каналов, а статистическая обработка — для анализа полученных данных, расчёта отклонений и построения графиков. Инженерно-технические методы включали проектирование электрических схем, программирование ПЛК и HMI, разработку интерфейса и анализ надёжности работы системы.

Методы исследования (на казахском) : Автоматтандырылған гидротехникалық қақпаны әзірлеу бойынша қолданбалы зерттеуді орындау барысында автоматты реттеу және суды есепке алу жүйесін негіздеуге, жобалауға және жұмысқа қабілеттілігін тексеруге бағытталған аналитикалық, эксперименттік, метрологиялық, статистикалық және инженерлік-техникалық әдістер кешені қолданылды. Аналитикалық әдістер суару арналарындағы ағындарды реттеудің теориялық негіздерін зерттеуде, Гидротехникалық құрылыстарды автоматтандырудың қолданыстағы схемаларын талдауда және реттеудің оңтайлы параметрлерін таңдауда қолданылды. Зертханалық эксперименттер басқару алгоритмдерін, датчиктер мен жетектердің жұмысын тексеру, жүйенің дәлдігі мен тұрақтылығын бағалау үшін гидротехникалық құрылыстың жұмысын имитациялайтын стендте жүргізілді. Далалық сынақтар нақты пайдалану жағдайларында Қақпаның жұмыс істеу қабілетін растау үшін Түркістан және Жамбыл облыстарының суару жүйелерінде орындалды. Метрологиялық әдістер өлшеу арналарының дәлдігін калибрлеу және бағалау үшін, ал статистикалық өңдеу алынған деректерді талдау, ауытқуларды есептеу және графиктерді құру үшін қолданылды. Инженерлік әдістерге электр тізбектерін жобалау, PLC және HMI бағдарламалау, интерфейсті әзірлеу және жүйенің сенімділігін талдау кірді.

Obtained results and novelty (in Russian) : - в результате проведённых исследований и экспериментальных работ разработана и испытана автоматизированная модель гидротехнического затвора, обеспечивающая стабилизацию уровня и расхода воды в оросительных каналах с малыми подачами. Создана аппаратно-программная система управления на базе контроллера Siemens S7-1200 и панели оператора HMI TP700 Comfort, реализующая функции автоматического регулирования, дистанционного мониторинга и учёта поданной воды. Разработаны и протестированы алгоритмы ПИД-регулирования, масштабирования аналоговых сигналов, аварийной защиты, а также программные блоки учёта суммарного объёма (TOTALIZER) и архивирования данных. - проведённые лабораторные и натурные испытания подтвердили работоспособность и надёжность системы, обеспечив высокую точность поддержания уровня воды и учёта расхода в различных гидравлических режимах. Научная новизна работы заключается в разработке интегрированного подхода к автоматизации регулирования и водоучёта на оросительных каналах, основанного на сочетании интеллектуальных алгоритмов управления, программно-аппаратной адаптации под реальные условия эксплуатации и возможностью удалённого доступа к данным. Полученные результаты создают основу для внедрения элементов цифровизации процессов водораспределения и водоучёта в системах сельскохозяйственного орошения Республики Казахстан.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : - жүргізілген зерттеулер мен эксперименттік жұмыстардың нәтижесінде гидротехникалық Қақпаның автоматтандырылған моделі әзірленді және сыналды, ол аз жеткізілетін суару каналдарындағы су деңгейі мен шығынын тұрақтандыруды қамтамасыз етеді. Siemens S7-1200 контроллері мен HMI tp700 Comfort операторының панеліне негізделген, берілген суды автоматты реттеу, қашықтан бақылау және есепке алу функцияларын жүзеге асыратын аппараттық-бағдарламалық басқару жүйесі құрылды. PID-реттеу, аналогтық сигналдарды масштабтау, авариялық қорғау алгоритмдері, сондай-ақ жиынтық көлемді есепке алу (TOTALIZER) және деректерді мұрағаттаудың бағдарламалық блоктары әзірленді және сыналды. - жүргізілген зертханалық және заттай сынақтар су деңгейін ұстап тұрудың жоғары дәлдігін және әртүрлі гидравликалық режимдерде ағынды есепке алуды қамтамасыз ете отырып, жүйенің жұмыс қабілеттілігі мен сенімділігін растады. Жұмыстың ғылыми жаңалығы интеллектуалды басқару алгоритмдерінің үйлесіміне, нақты пайдалану жағдайларына бағдарламалық-аппараттық бейімделуге және деректерге қашықтан қол жеткізу мүмкіндігіне негізделген суару арналарында реттеу мен суды есепке алуды автоматтандыруға интеграцияланған тәсілді әзірлеу болып табылады. Алынған нәтижелер Қазақстан Республикасының Ауыл шаруашылығы суару жүйелерінде суды бөлу және суды есепке алу процестерін цифрландыру элементтерін енгізу үшін негіз жасайды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Основные конструктивные и технико-экономические показатели опытного образца автоматизированного гидротехнического затвора характеризуются сочетанием надёжности, энергоэффективности и простоты обслуживания. Конструкция включает металлический корпус с регулируемой створкой, электропривод с редуктором и защитой от перегрузок, датчики уровня воды и положения затвора, а также программируемый логический контроллер Siemens S7-1200 с панелью оператора HMI TP700 Comfort. Система обеспечивает точность поддержания уровня воды ±3–5 %, погрешность учёта расхода не более 5 %, время переходного процесса при изменении расхода — до 60 с. Электропитание осуществляется от сети 220 В с возможностью резервирования от аккумуляторной батареи или солнечного модуля. Средняя потребляемая мощность не превышает 150 Вт, что обеспечивает экономичную работу оборудования. Автоматизация затвора позволяет снизить эксплуатационные затраты на управление водораспределением до 15 %, повысить точность подачи и учёта воды, сократить трудоёмкость операций и обеспечить круглосуточный контроль параметров системы в режиме реального времени.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Автоматтандырылған гидротехникалық қақпаның прототипінің негізгі конструктивті және техникалық-экономикалық көрсеткіштері сенімділіктің, энергия тиімділігінің және техникалық қызмет көрсетудің қарапайымдылығының үйлесімімен сипатталады. Дизайнға реттелетін белбеуі бар металл корпус, редукторы бар және шамадан тыс жүктемеден қорғалған электр жетегі, су деңгейі мен Қақпаның орналасу датчиктері және HMI tp700 Comfort операторының панелі бар бағдарламаланатын Siemens S7-1200 логикалық контроллері кіреді. Жүйе су деңгейін ұстап тұрудың дәлдігін ±3-5 %, шығынды есепке алу қателігі 5% — дан аспайды, шығын өзгерген кезде өтпелі процестің уақыты-60 с дейін қамтамасыз етеді, электрмен жабдықтау аккумуляторлық батареядан немесе күн модулінен резервтеу мүмкіндігімен 220 В желісінен жүзеге асырылады. Орташа қуат тұтыну 150 Вт-тан аспайды, бұл жабдықтың үнемді жұмысын қамтамасыз етеді. Қақпаны автоматтандыру суды бөлуді басқарудың пайдалану шығындарын 15% - ға дейін төмендетуге, суды беру және есепке алу дәлдігін арттыруға, операциялардың күрделілігін азайтуға және нақты уақыт режимінде жүйенің параметрлерін тәулік бойы бақылауды қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.

Level of implementation (in Russian) : Внедрение результатов исследований не предусмотрено

Level of implementation (in Kazakh) : Зерттеу нәтижелерін енгізу қарастырылмаған

Efficiency (in Russian) : Результат проекта направлен на борьбу с дефицитом водных ресурсов, устранение её непроизводительных потерь и сбросов, что, в конечном счете, сведет потери оросительной воды к минимуму, обеспечит соответствия объемов водозабора и водопотребления при условии существенного повышения качества управления процессами водораспределения.

Efficiency (in Kazakh) : Жобаның нәтижесі су ресурстарының тапшылығымен күресуге, оның өнімсіз ысыраптары мен төгінділерін жоюға бағытталған, бұл, сайып келгенде, суару суының ысырабын барынша азайтады, су бөлу процестерін басқару сапасын едәуір арттыру шартымен су алу және су тұтыну көлемдерінің сәйкестігін қамтамасыз етеді

Field of application (in Russian) : Сельскохозяйственная инженерия

Field of application (in Kazakh) : Ауылшаруашылық инженериясы