<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">International Journal of Applied Sciences and Technology Integral</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">International Journal of Applied Sciences and Technology Integral</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Международный журнал прикладных наук и технологий «Integral»</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="online">2658-3569</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">88545</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.55186/2658-3569-2024-3-3-17</article-id>
   <article-id pub-id-type="edn">FHINGM</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Агроинженерия и пищевые технологии</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>AGROENGINEERING AND FOOD TECHNOLOGIES</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Агроинженерия и пищевые технологии</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">THE USE OF DIGITAL TECHNOLOGIES FOR AUTOMATION OF IRRIGATION EQUIPMENT IN THE CULTIVATION OF CROPS</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Применение цифровых технологий для автоматизации ирригационного оборудования при выращивании сельскохозяйственных культур</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Акпасов</surname>
       <given-names>Антон Павлович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Akpasov</surname>
       <given-names>Anton P.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Туктаров</surname>
       <given-names>Ренат Бариевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Tuktarov</surname>
       <given-names>Renat B.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат сельскохозяйственных наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of agricultural sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Морозов</surname>
       <given-names>Максим Игоревич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Morozov</surname>
       <given-names>Maxim I.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-3"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Акпасов</surname>
       <given-names>Павел Павлович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Akpasov</surname>
       <given-names>Pavel P.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-4"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">ФГБНУ «Волжский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации»</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">«Volga Research Institute of Hydraulic Engineering and Land Reclamation»</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">ФГБНУ «Волжский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации»</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">«Volga Research Institute of Hydraulic Engineering and Land Reclamation»</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-3">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">ФГБНУ «Волжский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации»</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">«Volga Research Institute of Hydraulic Engineering and Land Reclamation»</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-4">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии имени Н.И. Вавилова»</institution>
     <city>Саратов</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Saratov State University of Genetics, Biotechnology and Engineering named after N.I. Vavilov</institution>
     <city>Saratov</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2024-10-22T00:00:00+03:00">
    <day>22</day>
    <month>10</month>
    <year>2024</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2024-10-22T00:00:00+03:00">
    <day>22</day>
    <month>10</month>
    <year>2024</year>
   </pub-date>
   <issue>3</issue>
   <fpage>3</fpage>
   <lpage>11</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2024-08-27T00:00:00+03:00">
     <day>27</day>
     <month>08</month>
     <year>2024</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://qje.su/en/nauka/article/88545/view">https://qje.su/en/nauka/article/88545/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>В статье рассматриваются вопросы актуальности автоматизации процессов орошения в современных условиях, а также отображаются научные исследования многих ученых в этой области. Описываются основные преимущества использования цифровых технологий в работе дождевальных машин и автоматизированных систем орошения.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The article examines the relevance of automation of irrigation processes in modern conditions, and also displays the scientific research of many scientists in this field. The main advantages of using digital technologies in the operation of sprinkler machines and automated irrigation systems are described.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>система автоматизированного полива</kwd>
    <kwd>комбинированное орошение</kwd>
    <kwd>капельный полив</kwd>
    <kwd>спринклер</kwd>
    <kwd>дождевальная машина</kwd>
    <kwd>среда программирования</kwd>
    <kwd>платформа</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>automated irrigation system</kwd>
    <kwd>combined irrigation</kwd>
    <kwd>drip irrigation</kwd>
    <kwd>sprinkler</kwd>
    <kwd>sprinkler machine</kwd>
    <kwd>programming environment</kwd>
    <kwd>platform</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>В последние годы цифровые технологии и различные информационные системы стали неотъемлемой частью жизни человека. Традиционное ведение сельского хозяйства в условиях интенсивных изменений климатических и политических условий в мире не в полной мере может гарантировать бесперебойное обеспечение продовольствия населения. Для достижения нового уровня развития АПК страны необходимо развитие отечественных информационных систем и цифровых технологий.Запасы пресной воды снижаются, в этой связи основной целью внедрения информационных систем и цифровых технологий в орошаемое земледелие является экономия водных ресурсов и повышение эффективности сельскохозяйственного производства. Осознавая всю серьезность ситуации и прогнозируя проблемы с которыми человечество может столкнуться в будущем, многие технологические компании сотрудничают с производителями ирригационного оборудования, а также предлагают различные технологии и услуги по следующим направлениям:– автоматизация производства: роботизация техники и внедрение элементов искусственного интеллекта, телеметрических систем;– цифровая база: картирование, оцифровка, использование спутниковых данных;– цифровой инструментарий: геоинформационные порталы, сенсоры, мобильные приложения.В Саратовской области на начало 2024 года площадь орошаемых земель составляла более 73 тыс. га, из которых более 69 тыс. га заняты широкозахватными дождевальными машинами отечественного и зарубежного производства, оснащенные системами дистанционного управления. Одним из ярких примеров использования инструментов управления оросительными системами является система поддержки принятия решений FieldNET, которая позволяет не только дистанционно управлять и производить мониторинг работы дождевальной техники, но и предоставлять рекомендации о сроках, месте и количестве необходимого полива.Интеллектуальное решение FieldNET Advisor (рисунок 1), применяемое на дождевальных машинах Zimmatic, представляет собой четыре мощных инструмента (орошение, растения, погода, точное орошение), встроенных в одно решение, которое не только дает ценные рекомендации по орошению, но и также легко интегрируется в мощную удаленную систему мониторинга и управления FieldNET, позволяя производителям немедленно внедрять решения о поливе и следить за их прогрессом (Каталог ирригационной продукции Zimatic by Lindsay; Каталог Lindsay). Рисунок 1 – Платформа FieldNET AdvisorНа дождевальных машинах компании Valley применяется решение AgSense (рисунок 2) на основе цифровых сотовых технологий для дистанционного наблюдения и контроля ирригационного оборудования. AgSense ICON Link обеспечивает возможность удаленного программирования функций панели управления и мониторинга круговой дождевальной установки с помощью мобильного приложения AgSense или через систему BaseStation3™ (Yang, Huang, Tang, 2020).Система Valley BaseStation3 является наиболее комплексным, универсальным и современным решением удаленного управления орошением. Эта технология предоставляет возможность управления любыми операциями дождевальной машины. Система изменяемой нормы орошения Valley VRI позволяет регулировать глубину подачи воды для оптимизации орошения каждого гектара и обеспечения максимального потенциального урожая (Каталог продукции Valley). Рисунок 2 – Платформа FieldNET Advisor Наряду с зарубежными, на отечественных дождевальных машинах также активно внедряются современные цифровые технологии. Для ДМ «Каскад» были разработаны методы нейроуправления скоростью (нейроконтроллер), минимизирующие отклонение фактических значений поливных норм от заданных. Помимо этого, на ДМ внедрена компьютерная программа определения оптимальных параметров увлажнения расчетного слоя почвенных разностей Саратовской области для основных поливных культур на высокоуровневом, объектно-ориентированном языке программирования Python.Широко применяется телеметрические системы и цифровые технологии в капельном поливе. Автоматический капельный полив – это метод полива под корневую систему растения по управляемой норме, при котором при минимуме затрат воды получается отличный результат. Под каждую корнев систему (или распределённую площадь) орошаемого растения подводится водяной шланг, из которого покапельно поступает вода. У систем автоматического капельного полива множество преимуществ:экономия воды;возможность контроля влажности почвы;возможность точного дозирования удобрений, подаваемых в растворе с водой;активное развитие корневой системы в зоне полива;возможность сохранить сухой верхнюю часть растений;уменьшение трудозатрат.Для системы автоматизации полива удобно использовать контроллеры с аналоговыми и контактными входами, которые соединяют все датчики и передают их показания по единой шине компьютеру, планшету или мобильному телефону. Управление исполнительными приборами происходит через Web-интерфейс (Соловьев, Камышова, Терехова, 2019: 93-97). В данный момент известно множество готовых систем капельного полива, конструктивные характеристики которых и их комплектация определяется по количеству растений и площади участка, в том числе: система капельного полива «АкваДуся», лента капельного полива «Netafim», бюджетная система полива «Капля», готовый набор для капельного полива – «Умная лейка», система капельного полива «Родничок», система капельного орошения «Росинка», капельный полив «Урожай 1», капельный полив «Паук» и другие.На сегодняшний день самой современной системой автоматизированного полива серийно выпускаемой и реализуемой более чем в 50 странах мира, является система NetBeat (рисунок 3) разработки компании Netafim. NetBeat являясь комплексным решением, состоящим из аппаратного, программного и облачного продуктов направлено на организацию точного орошения, планирования, мониторинга и управления производством растениеводческой продукции с использованием систем капельного и поверхностного дождевания.Система NetBeat управляет как поливом, так и внесением удобрений. Основными преимуществами системы являются следующие функциональные способности:управление одним и несколькими трубопроводами;автоматический сбор данных с широкого спектра датчиков;управление локальными и удаленными устройствами;оповещение о поломке гидравлической системы;управление устройствами в режиме проводной и беспроводной связи и ряд других функций.  Рисунок 3 – Платформа NetBeatДля автоматизации систем комбинированного орошения учеными ФГБОУ ВО «Волградский ГАУ» и ФГБНУ «ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова» (Бородычев, 1989: 72; Дубенок, Майер, 2018: 9-19, 2019: 253-265; Бородычев, Лытов, 2020: 1-13) была разработана перспективная система управления водным режимом почвы и микроклиматом сельскохозяйственных культур. Работа комбинированной системы может осуществляться как в автоматическом, так и в полуавтоматическом (ручном) режиме. Степень автоматизации не ограничена от настройки таймера контроллера на режимы работы распылителей до применения контроллера, который обеспечивает работу системы в зависимости от показаний датчиков или метеостанции. С помощью интерфейса, расположенного на передней панели, контроллер позволяет запрограммировать график и продолжительность работы распылителей в течение суток при ручном режиме или по сигналу срабатываемых датчиков в автоматическом режиме. В случае необходимости контроллер также получает и анализирует данные от дополнительных внешних датчиков дождя и ветра. При срабатывании какого-либо из датчиков контроллер приостанавливает выполнение программы полива.Сотрудниками ФГБНУ «ВолжНИИГиМ» (Акпасов, Туктаров, Морозов, 2024) в экспериментальной мастерской был изготовлен экспериментальный образец АСКО.Блок управления автоматизированной системы комбинированного орошения (рисунок 4) предназначен для управления процессами автоматизации полива сельскохозяйственных культур и регулирования микроклимата растений и параметров увлажнения почвы в жаркие сухие дни вегетационного периода. Для программирования и отладки контроллеров, а также для создания и интеграции различных систем автоматизации на АСКО применяется специализированная программная среда разработки CODESYS, предназначенная для создания и отладки прикладной программы Программируемых логических контроллеров (ПЛК) (рисунок 5) (Официальный сайт CODESYS).  Рисунок 4 – Блок управления АСКО  Рисунок 5 – Программная среды разработки CODESYS CODESYS – это инструментальный программный комплекс промышленной автоматизации, разработанный компанией 3S-Smart Software Solutions GmbH и предоставляющий широкий набор инструментов и функций, которые позволяют разработчикам создавать сложные и гибкие программы для ПЛК.Блок управления АСКО позволяет запускать необходимый способ орошения (капельный или спринклерный) в автоматическом режиме с учетом введенных значений контролируемых параметров и метеорологических условий для создания оптимальных условий произрастания сельскохозяйственных культур как в почве, так и над ее поверхностью (создание микроклимата).Развитие цифровых технологий имеет решающее значение для достижения нового уровня развития АПК страны, особенно в контексте экономии водных ресурсов и повышения эффективности сельскохозяйственного производства. Внедрение современных технологий, способствует повышению урожайности орошаемых культур, качества товарной продукции и увеличение рентабельности производства.</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Каталог ирригационной продукции Zimatic by Lindsay // Интернет-ресурс [http:// lindsay.com].</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Katalog irrigacionnoy produkcii Zimatic by Lindsay // Internet-resurs [http:// lindsay.com].</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Каталог Lindsay. Повышение урожайности пшеницы за счет применения эффективных решений в области орошения // Интернет-ресурс [http:// lindsay.com].</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Katalog Lindsay. Povyshenie urozhaynosti pshenicy za schet primeneniya effektivnyh resheniy v oblasti orosheniya // Internet-resurs [http:// lindsay.com].</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Yang Q., Huang X., Tang Q. Irrigation cooling effect on land surface temperature across China based on satellite observations // Science of the total environment. 2020. V. 705. N 135984. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.135984.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Yang Q., Huang X., Tang Q. Irrigation cooling effect on land surface temperature across China based on satellite observations // Science of the total environment. 2020. V. 705. N 135984. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.135984.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Каталог продукции Valley. // Интернет-ресурс [http:// valmont.com/irrigation].</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Katalog produkcii Valley. // Internet-resurs [http:// valmont.com/irrigation].</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Соловьев Д.А., Камышова Г.Н., Терехова Н.Н. Цифровые технологии в управлении орошением // Аграрный научный журнал. 2019. № 4. С. 93-97.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Solov'ev D.A., Kamyshova G.N., Terehova N.N. Cifrovye tehnologii v upravlenii orosheniem // Agrarnyy nauchnyy zhurnal. 2019. № 4. S. 93-97.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Бородычев В.В. Аэрозольное орошение сельскохозяйственных культур. М.: Росагропромиздат, 1989. 72 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Borodychev V.V. Aerozol'noe oroshenie sel'skohozyaystvennyh kul'tur. M.: Rosagropromizdat, 1989. 72 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Дубенок Н.Н., Майер А.В. Разработка систем комбинированного орошения для полива сельскохозяйственных культур // Известия нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2018. № 1 (49). С. 9-19.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Dubenok N.N., Mayer A.V. Razrabotka sistem kombinirovannogo orosheniya dlya poliva sel'skohozyaystvennyh kul'tur // Izvestiya nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. 2018. № 1 (49). S. 9-19.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Дубенок Н.Н. Майер А.В., Гуренко В.М., Бородычев В.В. Система комбинированного орошения и эффективность производства овощной продукции // Известия нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2019. № 2 (54). С. 253-265.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Dubenok N.N. Mayer A.V., Gurenko V.M., Borodychev V.V. Sistema kombinirovannogo orosheniya i effektivnost' proizvodstva ovoschnoy produkcii // Izvestiya nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. 2019. № 2 (54). S. 253-265.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Бородычев В.В., Лытов М.Н. Технологические функции технической системы для регулирования гидротермического режима агрофитоценоза и комплексной протекции посевов от климатических рисков // Известия нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2020. № 2 (58). С. 1-13.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Borodychev V.V., Lytov M.N. Tehnologicheskie funkcii tehnicheskoy sistemy dlya regulirovaniya gidrotermicheskogo rezhima agrofitocenoza i kompleksnoy protekcii posevov ot klimaticheskih riskov // Izvestiya nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. 2020. № 2 (58). S. 1-13.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Акпасов А.П., Туктаров Р.Б., Морозов М.И. Алгоритмизация процессов управления автоматизированной системы комбинированного орошения// Международный журнал прикладных наук и технологий «Integral». 2024. №2. С.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Akpasov A.P., Tuktarov R.B., Morozov M.I. Algoritmizaciya processov upravleniya avtomatizirovannoy sistemy kombinirovannogo orosheniya// Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnyh nauk i tehnologiy «Integral». 2024. №2. S.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Официальный сайт CODESYS // Интернет-ресурс [https://www.codesys.com].</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Oficial'nyy sayt CODESYS // Internet-resurs [https://www.codesys.com].</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
