Аннотация

Цель: анализ возможности применения программируемых логических контроллеров в контексте управления водораспределением в Донском магистральном канале. Работа представляет собой аналитическое исследование, основанное на принципах автоматизации и оптимизации управления водными ресурсами в оросительных системах.

Обсуждение. В статье рассматривается архитектура системы управления, включающая программируемые логические контроллеры, сетевые модули и датчики уровня воды в магистральном канале. Основное внимание уделяется обоснованию использования программируемых логических контроллеров при проектировании и разработке системы управления водораспределением, которая позволяет контролировать и регулировать уровень воды в канале с использованием схемы управления по верхнему бьефу. Программное обеспечение создает возможность для мониторинга параметров воды, вычисления оптимальных значений и автоматической коррекции управляющих сигналов. В статье также анализируются преимущества применения программируемых логических контроллеров в системе управления водораспределением, включая высокую гибкость, надежность и возможность легкой интеграции с другими системами. Описываются методы настройки программируемых логических контроллеров, оптимизации регуляторов и управления энергопотреблением для достижения эффективного и экономичного управления водными ресурсами гидромелиоративных систем. Исследования подтверждают эффективность и применимость программируемых контроллеров в системе управления водораспределением в Донском магистральном канале. Они позволяют достичь показателей надежности, интеграции и экономической эффективности, которые необходимы для эффективной работы и управления системой водораспределения.

Выводы: полученные результаты позволяют повысить эффективность использования водных ресурсов, снизить энергопотребление и обеспечить стабильное управление уровнем воды в оросительном канале.

doi: 10.31774/2712-9357-2023-13-4-413-432

Для цитирования

Анализ возможности использования программируемых контроллеров при управлении водораспределением в Донском магистральном канале / А. А. Ткачев, Е. О. Скляренко, К. И. Ключенко, И. Г. Литуновский, Д. А. Симончук // Мелиорация и гидротехника. 2023. Т. 13, № 4. С. 413–432. https://doi.org/10.31774/2712-9357-2023-13-4-413-432.

Список литературы

1. Юрченко И. Ф. Автоматизация, электронизация, информатизация, как предшественники цифровизации мелиорации // Проблемы развития сельскохозяйственных мелиораций и водохозяйственного комплекса на базе цифровых технологий: материалы Междунар. юбилейн. науч.-практ. конф., г. Москва, 23–24 окт. 2019 г. Т. 1. М.: ВНИИГиМ им. А. Н. Костякова, 2019. С. 76–84. EDN: BONERI.

2. Быкова А. В. Передача динамических показателей с цифровых датчиков через контроллер Arduino NANO на контроллер Arduino UNO // Инновационные научные исследования. 2021. № 6-3(8). С. 264–269. https:doi.org/10.5281/zenodo.5529127.

3. Барамыков М. Р. Поэтапное внедрение элементов цифровизации в ГМС // Мелиорация и водное хозяйство. 2022. № 5. С. 25–29. DOI: 10.32962/0235-2524-2022-5-25-29. EDN: AWQASM.

4. Ткачев А. А., Зарубин В. В. Перспективы развития автоматизации управления водораспределением на оросительных системах // International Journal of Advanced Studies. 2018. Т. 8, № 4-2. С. 136–144. EDN: YSZFET.

5. Ткачев А. А., Ольгаренко И. В. Современные проблемы в управлении водораспределением в магистральных каналах оросительных систем // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации [Электронный ресурс]. 2021. Т. 11, № 2. С. 1–23. URL: http:www.rosniipm-sm.ru/article?n=1192 (дата обращения: 09.06.2023). DOI: 10.31774/2222-1816-2021-11-2-1-23. EDN: NTRFMJ.

6. Носиков А. Ю. Обзор контроллеров фирмы Siemens серии 1200 // Фундаментальная и прикладная наука: состояние и тенденции развития: сб. ст. XII Междунар. науч.-практ. конф. Петрозаводск, 2021. С. 106–112.

7. Махмудов И. Э., Садиев У. А., Каршиев Р. Ж. Методы повышения эффективности и надежности при использовании воды в ирригационных каналах. Praha: Premier Publishing s.r.o., 2022. 116 с. DOI: 10.29013/IMRUWIC. EDN: EWOAQK.

8. Николаенко С. А., Зверев И. В., Храпов В. А. Автоматизация технологических линий с помощью логических контроллеров компании Delta Electronics серии DVP-SS2 на примере часто используемых блоков команд // Colloquium-Journal. 2018. № 11-7(22). С. 55–57.

9. Храпов В. А., Зверев И. В. Применение ПЛК компании Delta Electronics серии DVP-SS2 в современном фермерском хозяйстве // Аллея науки. 2018. Т. 2, № 9(25). С. 845–850. EDN: VNNFHW.

10. Косиченко Ю. М., Баев О. А., Гарбуз А. Ю. Оценка комплексной реконструкции и модернизации оросительных систем // Мелиорация и водное хозяйство. 2021. № 2. С. 6–11. DOI: 10.32962/0235-2524-2021-2-6-11. EDN: BUJXCY.

11. Онацкий А. А., Коренев М. В. Автоматизированные системы, применяемые в гидромелиорации // Научные труды студентов Ижевской ГСХА: сборник / ФГБОУ ВО «Ижевская ГСХА». Ижевск, 2021. С. 1421–1423.

12. Developing a centralized automatic control system to increase flexibility of water delivery within predictable and unpredictable irrigation water demands / S. M. Hashemy Shahdany, S. Taghvaeian, J. M. Maestre, A. R. Firoozfar // Computers and Electronics in Agriculture. 2019. Vol. 163. 104862. DOI: 10.1016/j.compag.2019.104862.

13. Yin Yin Mon, Win Moet Moet Htwe, Khin Ei Ei Khine. Simulation of automatic water level control system by using programmable logic controller // International Journal of Trend in Scientific Research and Development. 2019. Vol. 3, iss. 4. P. 1621–1628. 

14. Management of water losses in water supply and distribution networks in Turkey / B. Selek, A. Adıgüzel, Ö. İritaş, Y. Karaaslan, C. Kınacı, A. Muhammetoğlu, H. Muhammetoğlu // Turkish Journal of Water Science and Management. 2018. Vol. 2(1). P. 58–75. DOI: 10.31807/tjwsm.354298.

15. Reliable, resilient, and sustainable water management in different water use sectors / S. Javadinejad, K. Ostad-Ali-Askari, V. P. Singh, M. Shayannejad // Water Conservation Science and Engineering. 2019. 4. P. 133–148. https:doi.org/10.1007/s41101-019-00073-6.

16. Lajus C. R., Moretto M. A., Bagnara R. A. Application of open source technologies to the integrated water management resources // International Journal of Science and Research. 2019. Vol. 8, iss. 7. P. 279–282.

17. Современные методы управления водораспределением на перегораживающих сооружениях оросительных систем с использованием контроллеров различного типа / Д. А. Симончук, Д. В. Титаренко, В. П. Петров, Е. А. Павлов // Мелиорация и водное хозяйство: материалы Всерос. науч.-практ. конф. (Шумаковские чтения), посвящ. 120-летию со дня рождения ученого в области гидравлики Скибы Михаила Матвеевича / НИМИ им. А. К. Кортунова. Новочеркасск, 2022. С. 133–138.

18. Комплекс мелиоративных мероприятий при управлении водораспределением на каналах оросительной сети / И. Г. Литуновский, Д. В. Титаренко, А. М. Рулевский, М. С. Ломки // Мелиорация и водное хозяйство: материалы Всерос. науч.-практ. конф. (Шумаковские чтения), посвящ. 120-летию со дня рождения ученого в области гидравлики Скибы Михаила Матвеевича / НИМИ им. А. К. Кортунова. Новочеркасск, 2022. С. 119–122.

19. Хаджиди А. Е., Буханиф И., Чижевская Н. А. Повышение эффективности на водораспределительной оросительной системы Новокубанском канале // Теория и практика современной аграрной науки: сб. VI Нац. (всерос.) науч. конф. с междунар. участием. Новосибирск, 2023. С. 421–424.

20. Быков Н. А. Пути совершенствования процесса водораспределения на оросительных системах // Материалы Международной научной конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 135-летию со дня рождения А. Н. Костякова: сб. ст. 2022. С. 98–102.