ЖТН AP23488125. Жетекші: Қарлыханов О.Қ.

ҚР ҒЖБМ Ғылым комтетінің гранттық қаржыландыру шеңберінде АР23488125 жобасы бойынша 217 «Ғылымды дамыту» бюджеттік бағдарламасының 2025 жылғы есебі. «Төмен ағынды суару каналдарында қолданылатын гидротехникалық затвордың автоматтандырылған үлгісін жасау».

Бағдарламаның мақсаты: су ресурстарын ұтымды пайдалануды қамтамасыз ететiн су берудiң және суды есептеудiң техникалық құралдарын қолдануды негiздеу негiзiнде су бөлу процесiнiң тиiмдiлiгiн арттыру.

Жұмыс бағыты: Су ресурстарын ұтымды пайдалануды қамтамасыз ететін су берудің және суды есептеудің техникалық құралдарын зерттеу

Қолданылу саласы: Жаратылыстану ғылымдары, Жер және қоршаған орта туралы ғылымдар. Жер туралы ғылымдар

Бағдарламаның міндеттері:

– Автоматтандырылған гидротехникалық бекітпенің тәжірибелік үлгісі үшін бағдарламаланатын логикалық бақылаушы (ПЛК) үшін алгоритм әзірлеу;

– Автоматтандырылған гидротехникалық бекітпе үшін материалдар мен жинақтауыштарды сатып алу;

– Автоматтандырылған гидротехникалық бекітпе моделінің қағидаттық схемасын әзірлеу;

– Пайдаланушы интерфейсін және автоматтандырылған гидротехникалық бекітпенің дерекқорын әзірлеу;

– Зертханалық жағдайларда автоматтандырылған гидротехникалық бекітпенің жұмыс қабілеттілігі бойынша эксперименттік жұмыстар жүргізу

– Түркістан облысының суару жүйелеріндегі табиғи жағдайлардағы эксперименттер;

– Түркістан облысында автоматтандырылған гидротехникалық бекітпені пайдалану бойынша семинар өткізу;

– Жамбыл облысының суару жүйесіндегі табиғи жағдайлардағы эксперименттер;

– Жамбыл облысында автоматтандырылған гидротехникалық бекітпені пайдалану бойынша семинар өткізу;

– Эксперимент нәтижелерін талдау және нәтижелерді ресімдеу;

– Мақаланы дайындау және оны жариялау процесі;

– Ғылыми-зерттеу жұмыстары бойынша жылдық аралық есепті ұсыну және Астана қаласында аралық есепті үйлестіру;

Бағдарлама бойынша 2025 жылға арналған күнтізбелік жоспарға сәйкес 2025 жылға арналған ҒЗЖ жүргізу әдістемелері мен жұмыс бағдарламалары жасалды.

Нәтижелері:

1 Белгіленген мерзімде және әзірлеу бюджеті шегінде орындалған, сондай-ақ қауіпсіздік талаптарына жауап беретін, бекітпеге қойылатын техникалық талаптарға сәйкестікті қамтамасыз ететін бағдарламаланатын логикалық бақылаушы (ӨББ) үшін алгоритм әзірленді. Алгоритм TIA Portal ортасында іске асырылған және бекітпенің деңгейі мен орналасуын өлшеудің функционалдық блоктарын, су шығынының жиынтық есебін (TOTALIZER) және бекітпенің орналасуын ПИД-реттеу (PID _ 3Step), сондай-ақ авариялық қорғау мен қолмен басқару режимін қамтиды.

2 Техникалық талаптарға сәйкес, белгіленген мерзімде және сатып алу бюджеті шегінде материалдар мен жинақтауыштардың қажетті саны алынды, сенімді жеткізушілерден сапалы материалдар мен жинақтауыштарды алу қамтамасыз етілді.

3 Модельдің негізгі элементтері мен жұмыс істеу қағидаты айқындалды, қағидаттық схеманың бекітпеге қойылатын техникалық талаптарға сәйкестігі, сондай-ақ оның қолданыстағы нормалар мен стандарттарға сәйкестігі белгіленді. Схемада AC/DC қоректендіру көздері және қорғаныш құрылғылары (автоматтар, УЗИП, сақтандырғыштар), жерге тұйықтау және экрандау тізбектері, сүзгілеу және кедергілерді ажырату, сондай-ақ авариялық тоқтату, шекаралық жағдайлар бойынша бұғаттау және жүйелі мониторинг схемалары (жетек тогы, датчиктердің жай-күйі) болады.

4 Пайдаланушы интерфейсі мен дерекқорына, сондай-ақ бекітпені басқару, оның жұмысы туралы деректерді жинау және талдау жүйелеріне қойылатын техникалық талаптардың дәлдігі айқындалды. Пайдаланушы интерфейсі (HMI) және жедел басқару, есепке алу және талдау міндеттерін ескере отырып, автоматтандырылған гидротехникалық бекітпе үшін дерекқор құрылымы әзірленді; интерфейс TP700 Comfort панелі үшін WinCC ортасында орындалған және негізгі экрандарды қамтиды – Main (басқару және мәртебе), Archive (айлық және жиынтық көлем есебі), Historical (трендтер және графиктер), Settings (ПИД параметрлері және калибрлеу коэффициенттері) және Alarm/Events (авариялар мен оқиғалар журналы). HMI-да ыңғайлы басқару элементтері (режимдер: автоматты/қолмен/теңшеу), сандық және желілік деңгей/шығыс/бекітпе орналасу индикаторлары, басқару кнопкалары, тағайыншамаларды тапсыруға арналған өрістер және соматорды тастау кнопкасы көзделген; датчиктер мен жетектердің жай-күйін диагностикалау, энергиямен қамтамасыз ету және авариялық қорғау режимдерін бақылау үшін экрандар іске асырылды.

5 Әртүрлі жұмыс режимдерінде бекітпенің жұмыс қабілеттілігі айқындалды, оның жұмыс істеуіндегі ықтимал ақаулар мен қателер анықталды, оларды жою бойынша ұсынымдар әзірленді. Зертханалық жағдайларда автоматтандырылған гидротехникалық бекітпенің тәжірибелік үлгісінің жұмыс қабілеттілігін бағалау бойынша кешенді эксперименттік жұмыстар жүргізілді: ПЛК логикасының функционалдық сынақтары (режимдер – автоматты, қолмен, апаттық), ПИД-реттегішті баптау және жөндеу, сигналдарды масштабтау және көлемді есептеу алгоритмдерін тексеру (TOTALIZER) орындалды. Сынақтар 1 Hz жиіліктегі технологиялық параметрлерді (деңгей, шығыс, бекітпе жағдайы, жетек тогы/кернеуі, оқиға) үздіксіз тіркеумен және кейінгі статистикалық өңдеумен (СҚО, сенімді аралықтарды, өтпелі процестер уақытын бағалау) сүйемелденді.

6 Бекітпенің тиімділігіне бағалау жүргізілді, оны жетілдіру бойынша ұсынымдар әзірленді, сериялық өндіріс үшін бекітпе бекітілді. Нақты пайдалану жағдайларында автоматтандырылған гидротехникалық бекітпенің жұмыс қабілеттілігін тексеру мақсатында Түркістан облысының суару жүйелерінде нақты жағдайларда эксперименттер жүргізілді. Тәжірибелік үлгі тарату арналарының бірінде орнатылған, су деңгейі мен шығыны датчиктерімен, электр жетегімен және HMI (TP700 Comfort) интерфейсі бар Siemens S7-1200 контроллерімен жабдықталған. Эксперименттер барысында жүйе әртүрлі режимдерде – автоматты, қолмен және аралас – ағынның гидравликалық параметрлері өзгерген кезде пайдаланылды. Бьефте судың берілген деңгейін ұстап тұру дәлдігіне, жүйенің шағымдануға жауап беру жылдамдығына, ЖЖЖ-реттегіш жұмысының тұрақтылығына, өлшеу арналарының сенімділігіне және берілген су көлемінің жиынтық есебінің дұрыстығына бақылау жүргізілді.

7 Автоматтандырылған гидротехникалық бекітпені пайдалану жөніндегі мамандардың біліктілігін арттыру ұйымдастырылды, оның жұмысының техникалық ерекшеліктері мен принциптерін түсіну жақсарды, пайдалану кезінде авариялар мен инциденттер қаупі төмендеді. Түркістан облысында суару жүйелерінде автоматтандырылған гидротехникалық бекітпені пайдалану мәселелеріне арналған оқыту семинары өтті. Іс-шараға су шаруашылығы мамандары, ирригациялық басқармалар мен пайдалану ұйымдарының өкілдері қатысты.

8 Бекітпенің тиімділігіне бағалау жүргізілді, оны жетілдіру бойынша ұсынымдар әзірленді, сериялық өндіріс үшін бекітпе бекітілді. Пайдаланудың нақты жағдайларында автоматтандырылған гидротехникалық бекітпе жұмысының тиімділігі мен сенімділігін бағалау мақсатында Жамбыл облысының суару жүйелерінде табиғи эксперименттер жүргізілді. Сынақтар бьефтердегі әртүрлі су шығындары мен деңгейлері кезінде жүргізілді, бұл автоматты реттеу алгоритмдерінің орнықтылығын, берілген деңгейді ұстау дәлдігін және шығысты өлшеудің дұрыстығын тексеруге мүмкіндік берді.

9 Автоматтандырылған гидротехникалық бекітпені пайдалану жөніндегі мамандардың біліктілігін арттыру ұйымдастырылды, оның жұмысының техникалық ерекшеліктері мен принциптерін түсіну жақсарды, пайдалану кезінде авариялар мен инциденттер қаупі төмендеді. Жамбыл облысында суару жүйелеріндегі автоматтандырылған гидротехникалық бекітпені пайдалану мәселелеріне арналған оқыту семинары өтті. Іс-шараға су шаруашылығы мамандары, ирригациялық басқармалар мен пайдалану ұйымдарының өкілдері қатысты.

10 Эксперимент нәтижелеріне толық және нақты талдау жүргізілді, алынған деректер негізінде тұжырымдар мен ұсынымдар жасалды, нәтижелер белгіленген талаптарға сәйкес ресімделді. Деңгей және шығыс датчиктерінен алынған деректерді салыстырмалы талдау бақылаулық гидрометриялық өлшеулермен жоғары корреляцияны көрсетті, бұл масштабтау және калибрлеу алгоритмдерінің дұрыстығын растады. АЖЖ-реттегіштің жұмысы шығын өзгерген кезде, өтпелі процестің ең аз уақытымен және едәуір қайта реттеусіз каналда берілген су деңгейін тұрақты ұстап тұруды қамтамасыз етті.

11 Рецензияланатын ғылыми журналда мақала жарияланды, зерттеу нәтижелері кең аудиторияға жеткізілді, ғылыми қоғамдастықтан кері байланыс алынды. «География және су ресурстары», 2025 жылғы № 3 журналында «Аз шығынды суландыру арналарында су беруді реттеудің автоматтандырылған жүйесін құру» мақаласы жарияланды, ол жүргізілген ғылыми-зерттеу жұмыстарының ресми нәтижесі болып табылады.

12 2025 жылға арналған тапсырмалардың шифрлары бойынша жұмыстарды орындау нәтижелері бойынша қысқаша мәлімет дайындалды.

Жарияланған ғылыми еңбектердің тізімі:

– бағдарламаның ғылыми бағыты бойынша ғылыми басылымдардағы жарияланымдар

– КОКНВО ұсынған рецензияланатын шетелдік немесе отандық басылымдардағы жарияланымдар

1. Ли М.А., Иманалиев Т.К., Тургынбеков Е.С., Ибраев Т.Т., Балгабаев Н.Н. АЗ ШЫҒЫНДЫ СУЛАНДЫРУ АРНАЛАРЫНДА СУ БЕРУДІ РЕТТЕУДІҢ АВТОМАТТАНДЫРЫЛҒАН ЖҮЙЕСІН ҚҰРУ/География және су ресурстары. – № 3. – 2025 (maxsus son 1 qism). – 42-57 С.