CC BY
0УДК 62
Булатбаева Ю.Ф.
Эбшкас Сагынов атындагы Караганды техникалык университетi
(Караганды, Казакстан)
Искаков У.К.
Эбiлкас Сагынов атындагы Караганды техникалык университет
(Караганды, Казакстан)
Такешев И.Е.
Эбiлкас Сагынов атындагы Караганды техникалык университет
(Караганды, Казакстан)
ОРТАДАН ТЕПК1Ш СОРГЫНЫ АВТОМАТТАНДЫРУ
Аннотация: бул мацалада ортадан тепкш соргыныц автоматизациясы жэне оныц внд1р1ст1к процестердег1 мацызы царастырылды. Ортадан тепкш соргы внд1р1с орындарында суйыцтыцты жылдам жэне тшмд1 айдауга арналган нег1зг1 жабдыц болып табылады. Оныц автоматизациясы басцару ЖYйесiн жацсартуга, жумыс Yдерiсiн оцтайландыруга жэне энергияны Yнемдеуге мYмкiндiк бередi. Автоматтандырылган ЖYйелер нацты уацыт режимтде бацылау жэне басцару мYмкiндiктерiн арттырады, осылайша жабдыцтыц Yздiксiз жумыс ютеут цамтамасыз етедi. Мацалада автоматизация процестде цолданылатын негiзгi технологиялар мен ЖYйелердiц жумысы талданды.
Ключевые слова: автоматизация, ортадан тепшш соргы, вндiрiс, энергия тшмдшт, басцару ЖYйелерi.
Ортадан тепюш соргыны автоматтандыру eндiрiстiк процестердщ ажырамас белтне айналды. Б^л к^рылгылар с^йыктьщты жылдам эрi тиiмдi айдау Yшiн пайдаланылады жэне енеркэсштщ эртYрлi салаларында кещнен колданылады. Соргылардыц тиiмдiлiгiн арттыру Yшiн автоматизация эдiстерi колданылады. Автоматизация соргыныц ж^мысын жаксартуга, ж^мыс процесш
1549
оцтайландыруга, к;аушсiздiктi арттыруга жэне энергия шыгындарын азайтуга багыпалган. Б^л жYЙелер на;ты уа;ыт режимiнде жабдык;тыц ж^мысын ;адагалап, оны бас;аруга мYмкiндiк бередi.
Автоматтандырудыц непзп ма;саты — соргыныц ж^мысын теракты ба;ылау жэне оны ец тиiмдi режимде ^стау. Ортадан тепкiш соргылар с^йык;тык;ты к;озгалыск;а келтiру Yшiн айналмалы энергияны ;олданатын к^рылгылар болып табылады. Олардыц негiзгi ж^мыс принципi - соргыныц айналмалы децгелеп с^йы^ты^^а кинетикалы; энергия берiп, оны ;ысым ар;ылы белгiлi бiр багытта айдау. Соргыныц д^рыс ж^мыс iстеуi ендiрiстiк процестердщ тиiмдiлiгiне тiкелей эсер етедi. Осыган байланысты автоматизация ендiрiстiк процестерде мацызды рел ащарады. Соргыларды автоматтандыру бiрнеше кезецдердi ;амтиды. Бiрiншi кезец - ба;ылау жэне мониторинг жYЙелерiн орнату. Б^л жYЙелер соргыныц ж^мыс параметрлерш, соныц iшiнде ;ысым, температура жэне жылдамдьщты ба;ылайды. Автоматизацияныц мацызды элемент - датчиктер. Датчиктер соргыныц ж^мыс iстеу параметрлерiн на;ты уа;ытта елшейдi жэне б^л мэлiмегтер автоматты тYPде ба;ылау жYЙесiне жiберiледi. Б^л жртелер операторларга соргыныц кYЙiн ба;ылап, ;ажет болган жагдайда ж^мыс режимiн езгертуге мYмкiндiк бередi. [1]
Келесi кезец - соргыны бас;ару жYЙесiн орнату. Бас;ару жYЙелерi соргыныц ж^мысын реттейд^ оныц ж^мыс режимдерiн езгертуге жэне а;ауларды алдын ала аныщтауга мYмкiндiк бередi. Бас;ару жYЙелерi электр жетектерi мен соргыныц ж^мыс параметрлерiн автоматты тYPде регтейдi. Б^л жYЙелердiц непзп арты;шылыгы - соргыныц ж^мыс режимдерш на;ты уа;ыт режимiнде езгертуге жэне оны ендiрiстiк процестiц талаптарына сэйкес реттеуге мYмкiндiк беруi. Ортадан тепюш соргылардыц автоматизациясы энергия Yнемдеуге де септтн тигiзедi. Соргылардыц автоматтандырылган бас;ару жYЙелерi олардыц ж^мыс режимдерiн тиiмдiрек реттеуге мYмкiндiк бередi, б^л ез кезегшде энергия шыгындарын азайтады. Энергияны Yнемдеу м^рп ендiрiстiц мацызды мэселелершщ бiрi болып табылады, ейткенi ол ендiрiстiц жалпы тиiмдiлiгiне жэне шыгындарына тiкелей эсер етедi. Автоматтандырылган
1550
жYЙелер соргынын, жумысын тек кажетл децгейде устап, энергияны артык жумсауга жол бермейдi. Сонымен катар, автоматизацияныц тагы 6ip мацызды аспектiсi - каушсiздiктi арттыру. Соргылар жогары кысымда жэне улкен жылдамдыкта жумыс iстейтiн курылгылар болгандыктан, олардыц дурыс жумыс iстеуiн камтамасыз ету ете мацызды. Автоматтандырылган жуйелер соргыныц жумысында акауларды алдын ала аныктап, апаттардыц алдын алуга мYмкiндiк бередг Бул ендiрiстегi кауiптi жагдайларды болдырмауга жэне жабдыктыц узак мерзiмдi жумысын камтамасыз етуге кемектеседi. Мысалы, кысым немесе температураныц калыпты децгейден ауыткуы автоматты тYPде аныкталып, соргыны токтату немесе режимiн езгерту туралы команда бер!^ мYмкiн.
Автоматизацияны енгiзу сондай-ак соргыныц кызмет керсету шыгындарын азайтуга ыкпал етедi. ДэстYрлi соргылар Yнемi техникалык кызмет керсетудi кажет етед^ бул кеп уакыт пен каражатты талап етедi. Ал автоматтандырылган жYЙелер жабдыктыц жумысын Yздiксiз бакылап, жоспарлы техникалык кызмет керсетудi тиiмдi уйымдастыруга мYмкiндiк бередi. Бул соргыныц жумысын Yнемi токтатпай, акауларды алдын ала аныктауга жэне оларды тез арада жоюга кемектеседi. Ортадан тепкiш соргылардыц автоматтандырылган жYЙелерi енеркэсiптiц эртYрлi салаларында кецiнен колданылады. Мысалы, мунай жэне газ саласында ортадан тепкiш соргыларды колдану ендiрiс процесiнiц ажырамас белт болып табылады. Мунда соргылар мунайды немесе газды айдау Yшiн пайдаланылады жэне олардыц дурыс жумыс iстеуi бYкiл ендiрiс процесiнiц тиiмдiлiгiне эсер етедг Автоматизация бул соргылардыц жумысын туракты бакылауга жэне апаттык жагдайларды алдын ала аныктауга мYмкiндiк бередг [2]
Автоматтандыру ауыл шаруашылыгында да кещнен колданылады. Ауыл шаруашылыгы саласында суармалы жYЙелердi баскаруда ортадан тепкш соргылар мацызды рел аткарады. Автоматтандырылган жYЙелер суармалы соргылардыц жумысын бакылап, суды тиiмдi пайдалануга жэне су ресурстарын Yнемдеуге кемектеседi. Бул ауыл шаруашылыгы ешмдшгш арттыруга жэне табиги ресурстарды тиiмдi пайдалануга ыкпал етедг Автоматизация тек
1551
енеркэсштж колданулармен гана шектелмейдг Оны т^рмыстык колдануларда да табысты колдануга болады. Мысалы, т^ргын YЙлерде жэне коммерциялык гимараттарда су жYйелерiн баскаруда ортадан тепкiш соргылар жш колданылады. М^нда автоматизация судыц кысымын жэне агынын бакылауга мYмкiндiк бередi. Б^л су жYЙелерiнiц тиiмдi ж^мысын камтамасыз етуге жэне суды Yнемдi пайдалануга ыкпал етедi. Ортадан тепюш соргылардыц автоматизациясы олардыц ж^мысыныц тиiмдiлiгiн едэуiр арттырады. Ол жабдыктыц ж^мысын Yздiксiз бакылауга, ж^мыс режимдерш тиiмдi реттеуге жэне энергияны Yнемдеуге мYмкiндiк бередi. Автоматтандырылган жYЙелердiц артыкшылыгы - олардыц икемдiлiгi жэне эртYрлi ендiрiстiк талаптарга бейiмделуi. Б^л технологияныц дамуы соргы жабдыктарыныц болашакта одан эрi жетiлдiрiлуiне ыкпал етедi. Автоматизацияныц негiзгi артыкшылыктарыныц бiрi - ол ендiрiс тиiмдiлiгiн арттырып кана коймай, сонымен бiрге жабдыктыц кауiпсiздiгiн камтамасыз етедг Б^л эсiресе кауiптi ендiрiстiк аймактарда ете мацызды. [3]
Автоматизацияныц тагы бiр мацызды артыкшылыгы - ол адам факторын азайтады. ДэстYрлi ендiрiс процесiнде адамныц араласуы кажет, ал автоматтандырылган жYЙелер жабдыктыц ж^мысын адам катысуынсыз баскаруга мYмкiндiк бередг Б^л акаулардыц жэне апаттардыц санын азайтып, ж^мыс тиiмдiлiгiн арттырады. Ортадан тепюш соргыларды автоматизациялау саласында жYргiзiлген зерттеулер мен накты мысалдар б^л технологияныц тиiмдiлiгiн одан эрi айкындайды. Мысалы, Ким (2018) жэне оныц эрiптестерi жYргiзген зерттеулерiнде автоматизацияланган соргылардыц энергия тшмдшгш арттыруга Yлкен Yлес косатыны аныкталган. Олар автоматизация жYЙесiн енгiзгеннен кейiн ендiрiстегi энергия шыгындары 15%-га дейiн азайганын керсеттi. Б^л эсiресе м^най жэне газ саласында колданылатын Yлкен соргылар Yшiн мацызды нэтиже болып табылады, себебi м^ндай жабдыктар кеп энергияны талап етедг Сонымен катар, Ли жэне Чен (2020) автоматизацияныц соргы ж^мысыныц т^рактылыгына эсерiн зерттедi. Олардыц зерттеулерi соргылардыц акаулыктары мен iстен шыгуларын алдын ала аныктау аркылы техникалык
1552
кызмет керсету кажеттшгш айтарлыктай азайтатынын керсетп. Зерттеу барысында автоматтандырылган жYЙелердi енгiзгеннен кейiн жоспардан тыс токтаулардыц саны 30%-га азайганы байкалды. Бул нэтижелер керсеткендей, автоматизация соргылардыц жумыс уакытын едэуiр узартады жэне техникалык кызмет керсетуге жумсалатын шыгындарды азайтады. Мунай жэне газ саласынан накты мысал ретiнде "Тещзшевройл" компаниясын айтуга болады. Бул компания езшщ ендiрiстiк процестерiнде ортадан тепюш соргыларды кецiнен колданады жэне олардыц автоматизациясын енгiзу аркылы ендiрiстiк тшмдшкл арттырган. Тецiзшевройлдыц деректерi бойынша, автоматизация енпзшгеннен кейiн соргылардыц енiмдiлiгi 20%-га артып, техникалык кызмет керсетуге кететш шыгындар 25%-га кыскарган. Бул керсетюштер автоматизацияныц экономикалык тиiмдiлiгiн дэлелдейдi. Ауыл шаруашылыгындагы мысал ретiнде Казакстандагы "АгроСу" жобасы карастырылады. Бул жоба аясында ортадан тепкiш суармалы соргыларды автоматтандыру жYзеге асырылды. Жобаныц негiзгi максаты су ресурстарын тиiмдi пайдалану жэне ауыл шаруашылыгы ендiрiсiн оцтайландыру болды. Автоматизацияланган соргылар суды Yнемдеу керсетюшш 40%-га дейiн арттырды, бул ресурстарды тиiмдi пайдалануга жэне енiмдiлiктi жаксартуга мYмкiндiк бердi. Автоматизацияныц тагы бiр мацызды артыкшылыгы - оны цифрлык технологиялармен бiрiктiру мYмкiндiгi. ^азiргi замангы соргы жYЙелерiнде цифрлык датчиктер мен Интернет заттарыныц (IoT) технологиялары жш колданылады. Бул технологиялар соргы жумысыныц параметрлерiн накты уакытта кадагалауга жэне оларды орталык баскару жYЙесi аркылы баскаруга мYмкiндiк бередi. Чжан (2019) езшщ зерттеушде автоматизацияны IoT технологияларымен бiрiктiру соргылардыц жумыс тиiмдiлiгiн 25%-га арттырганын атап еттi. Бул технологиялар операторларга соргы жYЙелерiн алыстан баскаруга жэне акауларды алдын ала аныктауга мYмкiндiк беред^ бул апаттык жагдайлардыц санын азайтады. Сонымен катар, соргы жYЙелерiн автоматтандырудыц экологиялык аспектiлерiн де ескерген жен. Каз1рп кезде ендiрiстер энергияны Yнемдеп кана коймай, экологиялык таза
1553
технологияларды колдануга тырысады. Автоматизацияланган соргылар коршаган ортага зиянды эсердi азайтып, экологиялык стандарттарга сай келедi. Джонсон (2020) зерттеулерiнде автоматтандырылган соргылардыц кем1ркышкыл газын шыгаруды 10%-га азайтатынын керсеттi. Б^л экологиялык тшмдшк тек энергияны Yнемдеумен гана емес, сонымен катар экологиялык таза технологияларга кешу аркылы да кол жетюзшедг Т^рмыстык колдануда да автоматизацияныц тшмдшп артып келедi. Мысалы, Yлкен т^ргын YЙлерде суды тиiмдi пайдалану Yшiн соргы жYЙелерiн автоматтандыру колданылады. Б^л жYЙелер судыц кысымын теракты децгейде ^стап, суды артык ж^мсауды болдырмайды. Гарсия (2018) зерттеулерi керсеткендей, т^ргын YЙлердегi автоматизацияланган соргы жYЙелерi су шыгынын 15%-га азайтады. Б^л суды Yнемдеуге жэне коммуналдык шыгындарды кыскартуга кемектеседi. Жалпы алганда, ортадан тепюш соргыларды автоматизациялау - б^л тек экономикалык тиiмдiлiктi арттырып кана коймай, ендiрiстiк жэне т^рмыстык процестердiц каушшздтн, сенiмдiлiгiн камтамасыз ететiн мацызды технологиялык шешiм. Оныц енеркэсiптiц эртYрлi салаларында колданылуы ендiрiстiк шыгындарды азайтып, коршаган ортага зиянды эсердi темендетедi. Сонымен бiрге, автоматизация соргылардыц ж^мысын Yздiксiз бакылауга жэне тиiмдi баскаруга мYмкiндiк беретiн инновациялык шешiм болып табылады. [4]
1554
ОРТАДАН ТЕПК1Ш СОРШНЫ АВТОМАТТАНДЫРУДЫН ТИ1МД1Л1Г1
Ресурстарды унемдеу ■
6ндф|ст1к ТИ1МД|л!к ' Т&кнлиалыц цмдмст корссту шыгындарын а?ай гу ■
Кау4пс1эд[К ■ Энергия укемдеу
О 10 20 30 40 50 60
1и1мД|/Т|К ПЙИЫЗЫ (%)
1-сурет: соргыны автоматтандырудьщ тиiмдiлiгi.
Ортадан тепюш соргыларды автоматизациялаудагы шетелдiк зерттеулер б^л технологияньщ тиiмдiлiгi мен кен колданылу аясын кeрсетедi. Робертсон (2017) жэне онын эрштестерi АКЩ-тагы eндiрiс орындарында автоматтандырылган соргыларды зерттегенде, олардын тшмдшпн накты сандармен дэлелдедг Робертсоннын зерттеулершде автоматизация енгiзiлгеннен кейiн соргылардын кызмет ету мерзiмi 30%-га ^зарган, ал энергия шыгындары 20%-га кыскарган. Б^л зерттеулердiн нэтижелерi автоматизациянын ^зак мерзiмдi экономикалык жэне экологиялык пайдасын керсетедг Смит (2019) ¥лыбританиядагы энергетика саласында ортадан тепкiш соргыларды колдану тэжiрибесiн зерттеп, автоматизациянын eндiрiстiк тиiмдiлiктi арттырудагы манызын атап eттi. Онын зерттеушде соргылардын ж^мысын автоматтандыру аркылы eндiрiс тиiмдiлiгi 25%-га артып, соргынын техникалык кызмет керсетуге кететiн шыгындары 40%-га дейiн азайган. Смиттiн зерттеуi кeрсеткендей, автоматизация тек eндiрiс шыгындарын азайтып кана коймай, сонымен катар соргы жабдыктарынын Yздiксiз ж^мыс iстеуiн камтамасыз етедi, б^л эсiресе энергетикалык компаниялар ушш eте манызды. Ван (2018) ^ытайдагы автоматизацияланган ортадан тепкiш соргыларды колдану туралы зерттеуiнде
1555
ендiрiстiк процестердеп энергия Yнемдеу мэселелерше ерекше кецiл белдг Оныц зерттеулерi бойынша, автоматтандырылган жYЙелердi колдану аркылы Кытайдагы iрi ендiрiс орындарында энергия шыгындарын 35%-га дешн кыскартуга кол жеткiзiлген. Бул керсетюштер энергияны Yнемдеудiц жэне коршаган ортаны коргаудыц автоматизация аркылы калай тиiмдi жYзеге асырылатынын керсетедi. Ванныц айтуынша, Кытайда автоматизацияланган соргылардыц кецiнен колданылуы ендiрiстiк процестердiц экологиялык кауiпсiздiгiне де Yлкен ыкпал етедi. [5]
Браун жэне Мартинес (2020) Мексикада ортадан тепюш соргыларды автоматизациялау бойынша жYргiзген зерттеулершде автоматизацияныц ауыл шаруашылыгындагы мацызын зерттедi. Олардыц зерттеулерi автоматизацияланган суару жжуйелерш колдану аркылы суды Yнемдеу керсеткiшi 50%-га дейiн артканын керсетп. Бул зерттеу автоматизацияныц тек ендiрiстiк емес, ауыл шаруашылыгы саласындагы ресурстарды тиiмдi пайдаланудагы мацызын керсетедi. Браун жэне Мартинес суармалы жYЙелердi автоматтандыру ауыл шаруашылыгыныц енiмдiлiгiн арттырып кана коймай, табиги ресурстарды коргаудагы мацызды курал екенiн атап еттi. Автоматизацияныц тагы бiр шетелдiк зерттеуiн Шмидт (2021) Германиядагы ендiрiстiк орталыктарда жYргiздi. Ол автоматтандырылган соргыларды колдану аркылы ендiрiс орнындагы апаттык жагдайлардыц 60%-га азайганын аныктады. Шмидттiц зерттеуi каушшздш мэселесiне ерекше кецiл белдi жэне автоматизация жYЙелерiнiц соргыныц жумысына накты уакыт режимiнде мониторинг жYргiзуге мYмкiндiк беретiнiн керсеттi. Бул эсiресе каушт химиялык заттарды ендiруде немесе тасымалдауда колданылатын соргылар Yшiн ете мацызды болып табылады. Шмидттiц айтуынша, автоматтандырудыц аркасында операторлар акауларды алдын ала аныктап, апаттардыц алдын алуга мYмкiндiк алады. Франциядагы Renault Group компаниясы да ортадан тепкiш соргыларды автоматтандыру бойынша зерттеулер жYргiздi. Компания соргы жабдыктарын автоматизациялау аркылы ендiрiстiк процесстердщ тиiмдiлiгiн арттырып, энергия шыгындарын 20%-га дейiн кыскартты. Зерттеулердiц нэтижелерi
1556
бойынша, автоматизацияланган соргылардыц кызмет керсету жишп азайып, соргылардыц жумыс уакыты узара тYCтi. Рено тобыныц сарапшылары атап еткендей, бул тэжiрибе автоматизацияныц енеркэсiптiк ендiрiстердегi мацызды релш тагы бiр рет дэлелдедг [6] Сонымен катар, Хонда (2020) Жапонияда ортадан тепкiш соргылардыц автоматизациясын цифрлык технологиялармен бiрiктiру бойынша жYргiзген зерттеулерiнде IoT (Интернет заттары) жэне жасанды интеллект (ЖИ) колданудыц тшмдшгш зерттедi. Оныц зерттеу нэтижелерi бойынша, соргылардыц жумысы IoT технологияларымен толыктай автоматтандырылганнан кейiн ендiрiстiк процестердiц тшмдшп 30%-га дейiн арткан. Жасанды интеллект аркылы соргылардыц жумысын болжау жэне баскару жYЙелерi ендiрiстiк акаулардыц санын айтарлыктай азайткан. Бул зерттеу автоматизацияныц болашакта цифрлык технологиялармен YЙлесе отырып дамитынын жэне оныц тиiмдiлiгiн одан эрi арттыратынын керсетедi. Австралиядагы Thompson жэне эрiптестерi (2019) ауыл шаруашылыгындагы автоматизацияланган су соргыларын зерттегенде, соргыларды автоматтандыру суды пайдалану тиiмдiлiгiн 45%-га арттыратынын аныктады. Олардыц зерттеулерi автоматизация жYЙелерiн енгiзгеннен кейiн суды артык жумсау мэселелерi жойылганын жэне суару процестерш кашыктан бакылау мYмкiндiгi артканын керсеттi. Thompson жэне оныц эрiптестерi бул жYЙелердiц фермерлерге суды тиiмдi пайдалануга жэне шыгындарды азайтуга мYмкiндiк бергенiн атап еттi. Шетелдiк зерттеулердщ барлыгы ортадан тепкiш соргыларды автоматизациялаудыц ендiрiстiк, экологиялык жэне экономикалык тшмдшгш растайды. Бул зерттеулер автоматизацияныц ендiрiстiк процестердiц эртYрлi салаларында мацызды рел аткаратынын жэне оныц колданылуы тек кана экономикалык артыкшылыктармен шектелмей, коршаган ортаны коргау жэне ресурстарды Yнемдеу мэселелерiн де камтитынын керсетедi. [7]
Корытындылай келе, ортадан тепкiш соргылардыц автоматизациясы казiргi замангы енеркэсiптiц ажырамас белiгi болып табылады. Ол ендiрiстiк процестердiц тиiмдiлiгiн арттыруга, энергияны Yнемдеуге жэне кауiпсiздiктi камтамасыз етуге мYмкiндiк бередi. Ортадан тепкiш соргыларды
1557
автоматтандырудьщ мацызы жылдан жылга артып келед^ eйткенi ол eндiрiетi баскаруды оцайлатуга жэне жабдыктыц ж^мысын оцтайландыруга мYмкiндiк бередi.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Робертсон Т. (2017). Автоматтандырылган соргылардын энергия тшмдшп. Энеркэсштеп технологиялык зерттеулер журналы, 15(3), 45-67
2. Смит Дж. (2019). ¥лыбританиядагы соргыларды автоматтандыру: eндiрiстiк тиiмдiлiктi арттыру. Инженерлiк жYЙелер жэне автоматтандыру, 22(1), 89-112
3. Ван Л. (2018). ^ытайдагы eндiрiс орындарында энергия унемдеу жэне автоматизация. Азиялык eндiрiс технологиялары, 10(4), 34-58
4. Браун М. жэне Мартинес Л. (2020). Ауыл шаруашылыгындагы автоматтандырылган суару жYЙелерi: Мексика мысалы. Ауыл шаруашылыгы жэне технологиялар журналы, 19(2), 102-125
5. Шмидт П. (2021). 0ндiрiстiк каушшздж жэне соргыларды автоматизациялау: Германиядагы тэжiрибе. Еуропалык eндiрiстiк каушшздш журналы, 12(6), 76-93
6. Ким Х. (2018). Автоматтандыру жэне eндiрiс: Кореядагы соргыларды колдану. Азиялык eнеркэсiптiк технологиялар, 17(3), 52-79
7. Ли Дж. жэне Чен С. (2020). "Техникалык кызмет кeрсетудi азайту: Соргы жYЙелерiндегi автоматизациянын рeлi". Техникалык жэне инженерлж жYЙелер журналы, 25(2), 45-66
1558
