АВТОМАТИКА ЖӘНЕ ЭКОНОМИКА ДАМУЫНДАҒЫ САНДЫҚ ЖҮЙЕЛЕР

AUTOMATION AND DIGITAL SYSTEMS IN ECONOMIC DEVELOPMENT

Bulatov Beibarys Samatuly

Student of Baishev University, Kazakhstan, Aktobe

Utesinov Daniar Maksatuly

Student of Baishev University, Kazakhstan, Aktobe

Kairova Zhumagul Kairullaevna

Scientific Supervisor, Master of Technical Sciences, Senior Lecturer in the field of education in Baishev University, Kazakhstan, Aktobe

Аңдатпа. Мақалада әртүрлі экономикалық салаларда автоматтандыру құрылғылары, өнеркәсіптік электроника және интеллектуалды цифрлық жүйелерді қолдану мәселелері қарастырылады. Арнайы назар бағдарламаланатын логикалық контроллерлер, SCADA жүйелері, өнеркәсіптік заттар интернеті (IIoT), цифрлық егіздер және алдын ала қызмет көрсету (predictive maintenance) технологияларының Индустрия 4.0 тұжырымдамасы аясындағы интеграциясына аударылады. Энергетика, мұнай-газ өнеркәсібі, тау-кен кешені, тұрғын үй-коммуналдық шаруашылық және көлік инфрақұрылымы саласындағы әлемдік жетекші өндірушілердің қазіргі шешімдері талданған.

Abstract. The article examines the application of automation devices, industrial electronics, and intelligent digital systems across various sectors of the economy. Particular attention is paid to the integration of programmable logic controllers (PLCs), SCADA systems, the Industrial Internet of Things (IIoT), digital twins, and predictive maintenance technologies within the framework of Industry 4.0. An analysis of modern solutions provided by leading global manufacturers in the fields of energy, oil and gas, mining, housing and utilities, and transport infrastructure is presented. The practical significance of implementing Automated Process Control Systems (APCS) in the context of Kazakhstan’s digital transformation is explored. It is demonstrated that the use of intelligent systems enhances energy efficiency, reduces technological losses, improves industrial safety, and minimizes environmental impact.

Түйін сөздер: Автоматтандыру, Цифрландыру, Интеллектуалды басқару жүйелері, Өнеркәсіптік электроника, АСУ ТП, SCADA жүйесі, Бағдарламаланатын логикалық контроллер (БЛК/PLC), IoT / IIoT (Өнеркәсіптік заттар интернеті), Индустрия 4.0, Цифрлық егіз, Алдын ала қызмет көрсету (predictive maintenance), Үлкен деректер (Big Data), Киберқауіпсіздік, ERP жүйесі, MES жүйесі, КИПиА, Энергия тиімділігі, Ақылды инфрақұрылым, Интеллектуалды подстанциялар, Диспетчеризация, Метрология, Калибрлеу, Бұлтты технологиялар, Машиналық көру, Ақылды қала (Smart City), Энергоменеджмент.

Keywords: Automation, Digitalization, Intelligent control systems, Industrial electronics, Automated Process Control System (APCS), SCADA system, Programmable Logic Controller (PLC), IoT / IIoT (Industrial Internet of Things), Industry 4.0, Digital twin, Predictive maintenance, Big Data, Cybersecurity, ERP system (Enterprise Resource Planning), MES system (Manufacturing Execution System), Instrumentation and Control (I&C), Energy efficiency, Smart infrastructure, Intelligent substations, Dispatching control, Metrology, Calibration, Cloud technologies, Machine vision, Smart City, Energy management.

Қазіргі технологиялық дамудың кезеңі автоматтандыру, өнеркәсіптік электроника, бағдарламаланатын контроллерлер, сенсорлық желілер және бұлтты платформалардың интеграциясына негізделген интеллектуалды басқару жүйелеріне өтуімен сипатталады. Автоматтандыру қазір тек қол еңбегін алмастырумен шектелмейді — ол өндірістің цифрлық инфрақұрылымын қалыптастырады, технологиялық процестердің тұрақтылығын, энергия тиімділігін және қауіпсіздігін қамтамасыз етеді. Автоматтандыру саласындағы әлемдік брендтерді зерттеу көрсеткендей, бәсекеге қабілеттіліктің негізгі факторлары: цифрлық егіздер енгізу, алдын ала аналитика, өнеркәсіптік заттар интернеті (IIoT), киберқауіпсіздік және ERP/MES жүйелерімен интеграция.

Энергетика және өнеркәсіптік автоматтандыру: ABB компаниясы энергетика мен өнеркәсіпті автоматтандырудың кешенді тәсілін көрсетеді. Оның шешімдеріне мыналар кіреді: подстанцияларды басқару жүйелері, интеллектуалды тарату құрылғылары, жиілікті түрлендіргіштер, роботтандырылған кешендер, энергия тұтынуды бақылаудың цифрлық платформалары. 1.Электр энергетикасы: Қазақстандағы электр желілерін кең көлемде модернизациялау жағдайында, Ақтөбедегі KEGOC және аймақтық РЭК цифрлық подстанциялар мен қашықтықтан мониторинг жүйелерін енгізу арқылы аварияларды азайтуға, энергия шығынын төмендетуге және энергиямен қамтамасыз етудің сенімділігін арттыруға мүмкіндік береді. 2.Тау-кен өнеркәсібі: «Қазақмыс», ERG, «АрселорМиттал Теміртау кәсіпорындарында автоматтандырылған жетектер, сынық өңдеу қондырғыларын басқару жүйелері және энергия тұтынуды цифрлық бақылау өндіріс циклдарын оңтайландыруға және пайдалану шығындарын азайтуға мүмкіндік береді. 3.Мұнай-газ секторы: Теңіз, Қарашығанақ, Қашаған жобаларында технологиялық процестерді автоматтандырылған басқару жүйелері (АСУ ТП) қолданылады, олар қысым, температура және ағым көлемін нақты уақыт режимінде бақылауды қамтамасыз етеді.

Төмен кернеулі электроника және электротехникалық қауіпсіздік: ABL SURSUM — интеллектуалды энергия тарату жүйелеріндегі төмен кернеулі жабдық: автоматты қосқыштар, УЗО, өнеркәсіптік қосқыштар, электр көліктерін зарядтау станциялары — ғимараттар мен өндірістік нысандардың қауіпсіз пайдалануының негізі болып табылады: Тұрғын үй-коммуналдық шаруашылықта негізінен тұрғын кешендердегі тарату панельдерін жаңарту қолданылады, Көлік инфрақұрылымында — Астана мен Алматыдағы электр көліктерін зарядтау станцияларын құру, Өнеркәсіптік кәсіпорындарда — электр жабдықтарын қысқа тұйықталу және шамадан тыс жүктемеден қорғау. Электротехникалық жүйелердің дамуы энергия тиімділігін арттыру және өрт қауіпін төмендетумен тығыз байланысты.

КИП және А технологияларын басқару: ABO Valve және ADCA — интеллектуалды құбыр арматурасы қазіргі замандағы құрылғы тек механикалық элементтер емес, ағындарды автоматтандырылған реттеу жүйесінің бөлігі болып табылады. Қысым, температура сенсорлары мен позиционерлермен клапандарды интеграциялау газ және сұйықтық ағынын автоматты түрде реттеуге, гидроударларды алдын алуға және авариялық режимдерді бақылауға мүмкіндік береді. Оларды қолдану мысалдары:

Алматы, Қарағанды қалаларында жылу жйелерін автоматты реттеу, Газ тарату станцияларында табиғи газ жеткізуді бақылау, Су және канализация жүйесінде қысымды цифрлық бақылау және ағып кетулерді болдырмау.Бұл әсіресе тозған инфрақұрылымды модернизациялау үшін өзекті.

Өнеркәсіптік ЖИ және есептеу платформасы. ACME ACROSSER — цифрлық есептеу кешендері: Индустрия 4.0 дамуы қорғалған есептеу платформаларысыз мүмкін емес, олар күрделі климаттық жағдайларда жұмыс істей алады. Мұндай жүйелер қолданылады: өнеркәсіптік визуализация, машина көру, үлкен деректерді талдау, технологиялық процестерді модельдеу, цифрлық егіздер жасау. Қазіргі Қазақстан жағдайында бұл: Мұнай-газ кен орындары үшін (экстремалды температураларда жұмыс), Тау- кен карьерлері үшін ( тозаң және діріл жүтемелері) Теміржол көлігі үшін (қозғалмалы құрамды диагностикалау жүйелері), Деректердді өңдеу орталықтары және мемлекеттік құрылымдар, Мобильді серверлік станцияла жабдықты тікелей пайдалану орнында диагностикалауға мүмкіндік береді.

Цифрлық трансформацияның стратегиялық маңызы: Қазақстан үшін индустриялық-инновациялық даму жағдайында цифрлық трансформация стратегиялық мәнге ие. Интеллектуалды автоматтандыру жүйелерін енгізу өнеркәсіп қауіпсіздігін арттыруға, технологиялық шығындарды азайтуға, энергия тұтынуды оңтайландыруға, басқарудың ашықтығын қамтамасыз етуге, тұрақты даму мен экологиялық стандарттарды қолдауға ықпал етеді. Автоматика, электроника, IoT және жасанды интеллект интеграциясы «ақылды» кәсіпорындар, цифрлық подстанциялар, интеллектуалды транспорт жүйелері және энергия тиімді қалалардың негізін қалыптастырады.

Экономиалық тиімділік: Өнеркәсіп пен энергетикада интеллектуалды автоматтандыру жүйелерін енгізу өлшенетін экономикалық нәтижелер көрсетеді.Энергетикада цифрлық подстанциялар мен қашықтықтан мониторинг жүйелерін енгізу аварияларды 20–40% азайтуға, энергия шығынын 5–12% қысқартуға, пайдалану шығындарын 10–18% төмендетуге, аварияны локализациялауға жұмсалатын уақытты 30–50% қысқартуға мүмкіндік береді. Жабдықтың тозу деңгейі жоғары жүйелерде цифрландыру активтердің қызмет ету мерзімін 10–15% ұзартуға мүмкіндік береді.Тау-кен өнеркәсібінде автоматтандырылған жетектер, энергия тұтынуды цифрлық бақылау және технологиялық желілерді интеллектуалды басқару өнімділікті 8–15% арттыруға, бірлікке шаққандағы энергия тұтынуды 10–20% азайтуға, жабдық тоқтап қалуларын 15–25% қысқартуға, жөндеу және қызмет көрсету шығындарын 12–30% төмендетуге мүмкіндік береді. Алдын ала аналитика жүйелерін енгізу әсіресе маңызды, олар авария пайда болмас бұрын жабдық ақауларын анықтауға мүмкіндік береді. Мұнай-газ секторында онлайн мониторинг жүйелері технологиялық шығындарды 3–7% азайтуға, аварияларды 25–50% төмендетуге, жоспардан тыс жөндеу шығындарын 20% қысқартуға, шикізат пен энергетикалық ресурстар есебін 99,5% дәлдікпен жүргізуге мүмкіндік береді. Жоғары капиталоемді жобаларда өңдеу тиімділігін 1–2% арттыру миллиондаған долларлық экономикалық әсер береді.

Энергия үнемдейтін LED-шешімдер: Интеллектуалды жарықтандыру жүйелерінде автоматты басқарумен бірге энергия тұтынуды 60–90% қысқарту, пайдалану шығындарын 40–70% азайту, 1,5–3 жыл ішінде инвестицияны қайтару, CO₂ шығарындыларын 30–50% қысқарту мүмкіндігі бар.  Бұл муниципалды инфрақұрылымда бюджеттік жүктемені төмендетеді.

SCADAжүйелері және цифрлық диспетчеризация: операциялық персонал санын 10–25% -ға қысқарту, Ресурстар есебін жүргізу, Су мен жылудың болмауын 8–15% -ға төмендету, Объектілерді басқаруды оңтайландыру.

Шағын және орта кәсіпорындарды цифрландыру: Жоғапы экономикалы тиімділіктен бөлек, шағын және орта кәсіпорындардың цифрландыру деңгейі шектеулі. Негізгі кедергілер: бастапқы жоғары шығындар, ұзақ мерзімді қаржыландыруға шектеулі қолжетімділік,  кіші кәсіпорындар үшін ұзақ инвестиция қайтарымы. Цифрландыруға инвестициялар жылдықайналымның 10–30% болуы мүмкін, бұл маңызды кедергі. Кадр мәселелері:өнеркәсіптік автоматтандыру мамандарының жетіспеушілігі, персоналдың  цифрлық білімі, сыртқы интеграторларға тәуелділік. Технологиялық тәуекелдер: ескі жабдықпен ұйлесімділік,  киберқателер, интеграция стандартарының болмауы. Ұйымдастырушылық кедергілер: өзгерістерге қарсылық, цифрлық трансформацияның стратегиялық көрінісінің болмауы, кешенді интеграциясыз фрагменттік енгізу. Инфрақұрылымдық шектеулер: шалғай аймақтарда байланыс тұрақсыздығы, инженерлік инфрақұрылымның тозуы, импорттық жабдыққа тәуелділік.

Автоматика құралдары мен цифрлық жүйелерді қолдану эксплуатация-лық шығындарды 30%-ға дейін төмендетуге, өнімділікті 15%-ға дейін арттыруға, аварияларды 50%-ға дейін азайтуға және энергия тұтынуды кейбір секторларда 90%-ға дейін қысқартуға мүмкіндік береді. Индустриялық-инновациялық даму жағдайында Қазақстанда цифрландыру тек технологиялық модернизация құралы ғана емес, макроэкономикалық тұрақтылық факторы болып табылады.