kaz44Вестник Университета Шакарима. Серия технические наукиBulletin of Shakarim University. Technical Sciences2788-79953006-0524«Шәкәрім университеті» КеАҚ10.53360/2788-7995-2025-3(19)-16kaz44-1927Research ArticleАВТОМАТИЗАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)AUTOMATION AND INFORMATION TECHNOLOGY (ORIGINAL ARTICLE)ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКОЙ ВОДЫRESEARCH AND DEVELOPMENT OF AN AUTOMATED SYSTEM FOR CONTROL OF WATER BIOLOGICAL TREATMENThttps://orcid.org/0009-0003-4917-1345ТалмурзинЕ. С.TalmurzinE. S.

Ерхан Сайранулы Талмурзин – магистрант кафедры «Автоматизация и управление»

050013, Республика Казахстан, г. Алматы, ул. Байтурсынова, 126/1

Yerhan Sayranuly Talmurzin – Master's student of the Department of «Automation and Control» 

050013, Republic of Kazakhstan, Almaty, Baytursynov St., 126/1

y.talmurzin@aues.kzhttps://orcid.org/0000-0001-9563-0352БазилГ. Д.BazilG. B.

Гулмира Дуйсенбеккызы Базил – PhD, профессор-преподаватель кафедры «Автоматизации и управления»

050013, Республика Казахстан, г. Алматы, ул. Байтурсынова, 126/1

Gulmira Duyssenbekkyzy Bazil – PhD, professor-teacher of the Department of «Automation and Control» 

050013, Republic of Kazakhstan, Almaty, Baytursynov St., 126/1

g.bazil@aues.kzhttps://orcid.org/0009-0009-5316-1768АбсатароваА. А.AbsatarovaA. A.

Акерке Алтынбеккызы Абсатарова – докторант кафедры «Автоматизация и управление»

050013, Республика Казахстан, г. Алматы, ул. Байтурсынова, 126/1 

Akerke Altynbekkizy Absatarova – PhD student of the Department of «Automation and Control»

050013, Republic of Kazakhstan, Almaty, Baytursynov St., 126/1

a.absatarova@aues.kzhttps://orcid.org/0000-0003-3100-7419ОракбаевЕ. Ж.OrakbayevE. Zh.

Ербол Жумагельдиевич Оракбаев – PhD, ассоц. профессор (доцент) кафедры «Автоматизации и управления»

050013, Республика Казахстан, г. Алматы, ул. Байтурсынова, 126/1

Erbol Zhumageldievich Orakbaev – PhD, Associate Professor of the Department of «Automation and Control»

050013, Republic of Kazakhstan, Almaty, Baytursynov St., 126/1

e.orakbaev@aues.kzhttps://orcid.org/0000-0001-5342-274XОспановЕ. А.OspanovY. A.

Ербол Амангазович Оспанов – PhD, ассоц. профессор (доцент) кафедры «IT технологии»

 071404, Республика Казахстан, г. Семей, ул. Глинки, 20а 

Yerbol Amangazovich Ospanov – PhD, Associate Professor

071404, Republic of Kazakhstan, Semey, Glinki St., 20a 

y.ospanov@shakarim.kzАлматинский Университет Энергетики и Связи имени Гумарбека ДаукееваКазахстанAlmaty University of Power Engineering and Telecommunications named after Gumarbek DaukeevKazakhstanУниверситет ШакаримКазахстанShakarim UniversityKazakhstan20250311202503(19)141151Copyright © Талмурзин Е.С., Базил Г.Д., Абсатарова А.А., Оракбаев Е.Ж., Оспанов Е.А., 20252025Талмурзин Е.С., Базил Г.Д., Абсатарова А.А., Оракбаев Е.Ж., Оспанов Е.А.Talmurzin E.S., Bazil G.B., Absatarova A.A., Orakbayev E.Z., Ospanov Y.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tech.vestnik.shakarim.kz/jour/article/view/1927

В данной статье рассматривается автоматизация системы биологической очистки воды с использованием нечеткой логики. Основной целью работы является разработка нечеткого контроллера, способного адаптироваться к изменяющимся условиям процесса очистки. Внедрение нечеткой логики позволяет улучшить эффективность управления, учитывая множество факторов, влияющих на процесс очистки. В статье предложены нечеткие правила управления для оптимизации работы насосов, аэрационных систем и подачи реагентов, а также методы их реализации.Методология: Методология включает в себя анализ существующих методов очистки, разработку нечеткой системы управления, ее моделирование и экспериментальную проверку. Сначала исследуются современные технологии и их потенциал для автоматизации. Затем на основе экспертных данных и математических моделей разрабатываются нечеткие правила управления. Далее система моделируется для проверки производительности, а в конце проходит экспериментальное тестирование на лабораторных или производственных установках.Основные результаты: Разработана автоматизированная система управления биологической очисткой воды на основе нечеткой логики, которая позволяет адаптироваться к изменениям параметров окружающей среды. Моделирование работы системы подтвердило ее способность правильно регулировать работу насосов, аэрационных систем и подачу реагентов. Экспериментальные исследования показали, что применение нечеткой логики способствует повышению стабильности процесса очистки, снижению потребления электроэнергии и уменьшению вмешательства оператора.Основные выводы: Использование нечеткой логики в автоматизации биологической очистки воды позволяет гибко и эффективно управлять процессами. Разработанный нечеткий контроллер продемонстрировал высокую адаптивность к изменяющимся условиям и способствовал оптимизации работы очистных сооружений. Будущие исследования будут направлены на расширение базы нечетких правил, интеграцию с другими технологиями управления системой и оценку экономической целесообразности его применения в промышленных условиях.

This paper deals with the automation of biological water treatment system using fuzzy logic. The main objective of the work is to develop a fuzzy controller capable of adapting to the changing conditions of the purification process. The implementation of fuzzy logic can improve the control efficiency by considering many factors affecting the purification process. The paper proposes fuzzy control rules for optimising the operation of pumps, aeration systems and reagent supply, as well as methods for their implementation.Methodology: The methodology includes analysis of existing cleaning methods, development of a fuzzy control system, its modelling and experimental validation. First, current technologies and their potential for automation are investigated. Then fuzzy control rules are developed based on expert data and mathematical models. Next, the system is modelled to verify the performance and at the end it is experimentally tested on laboratory or production units.Main results: An automated control system for biological water treatment based on fuzzy logic has been developed to adapt to changes in environmental parameters. Modelling of the system operation confirmed its ability to properly regulate the operation of pumps, aeration systems and reagent supply. Experimental studies have shown that the use of fuzzy logic helps to increase the stability of the purification process.

автоматическое управлениебиологическая очистка водынечеткая логикаадаптивные системыочистные сооружениямоделированиеэкологическая безопасностьautomatic controlbiological water treatmentfuzzy logicadaptive systemstreatment facilitiesmodellingenvironmental safetyReferencesБаулин Е.С. Автоматизация процесса биологической очистки промышленных сточных вод в аэротенке-вытеснителе / Е.С. Баулин, М.А. Назаров // Материалы конференции. – Самара, 2023. – С. 388-389.Baulin E.S. Avtomatizatsiya protsessa biologicheskoi ochistki promyshlennykh stochnykh vod v aehrotenke-vytesnitele / E.S. Baulin, M.A. Nazarov // Materialy konferentsii. – Samara, 2023. – S. 388-389. (In Russian).Мухетов Д.В. Автоматизация процесса денитрификации при биологической очистке сточных вод / Д.В. Мухетов, М.А. Назаров // Материалы конференции. – Самара, 2023. – С. 392-393.Mukhetov D.V. Avtomatizatsiya protsessa denitrifikatsii pri biologicheskoi ochistke stochnykh vod / D.V. Mukhetov, M.A. Nazarov // Materialy konferentsii. – Samara, 2023. – S. 392-393. (In Russian).Денисов С.Е. Автоматизация и управление процессом биологической очистки сточных вод / С.Е. Денисов, С.П. Максимов, Т.А. Микляева // Естественные и математические науки в современном мире: сб. ст. по матер. XXX междунар. науч.-практ. конф. – Новосибирск: СибАК. – 2015. – № 5(29).Denisov S.E. Avtomatizatsiya i upravlenie protsessom biologicheskoi ochistki stochnykh vod / S.E. Denisov, S.P. Maksimov, T.A. Miklyaeva // Estestvennye i matematicheskie nauki v sovremennom mire: sb. st. po mater. XXX mezhdunar. nauch.-prakt. konf. – Novosibirsk: SiBAK. – 2015. – № 5(29). (In Russian).Иванов П.П. Автоматизация процесса регулирования рН в схеме очистки карьерных сточных вод угледобывающих предприятий / П.П. Иванов, С.Г. Пачкин, В.П. Иванова // Научно-технический и производственно-экономический журнал «Уголь». – 2024. – № 07-/1182/. – С. 84-90.Ivanov P.P. Avtomatizatsiya protsessa regulirovaniya RN v skheme ochistki kar'ernykh stochnykh vod ugledobyvayushchikh predpriyatii / P.P. Ivanov, S.G. Pachkin, V.P. Ivanova // Nauchno-tekhnicheskii i proizvodstvenno-ehkonomicheskii zhurnal «Ugol'». – 2024. – № 07- /1182/. – S. 84-90. (In Russian).Воробьева М.Д. Интеллектуальные системы управления очисткой сточных вод с применением нейронных сетей, 2023.Vorob'eva M.D. Intellektual'nye sistemy upravleniya ochistkoi stochnykh vod s primeneniem neironnykh setei, 2023. (In Russian).Мурачев Е.Г. Методика построения системы управления технологическим процессом биологической очистки сточных вод на основе гибридных нейронных сетей / Е.Г. Мурачев, Г.М. Холодов, О.И. Солопова // Известия МГТУ «МАМИ» – 2009. – № 2(8). – С. 231-234.Murachev E.G. Metodika postroeniya sistemy upravleniya tekhnologicheskim protsessom biologicheskoi ochistki stochnykh vod na osnove gibridnykh neironnykh setei / E.G. Murachev, G.M. Kholodov, O.I. Solopova // Izvestiya MGTU «MAMI» – 2009. – № 2(8). – S. 231-234. (In Russian).Проектирование и разработка инновационной автоматической системы биологической очистки сточных вод / Ю.В. Бебихов и др. // Инновации и инвестиции. – 2023. – № 7. – С. 136-142.Proektirovanie i razrabotka innovatsionnoi avtomaticheskoi sistemy biologicheskoi ochistki stochnykh vod / YU.V. Bebikhov i dr. // Innovatsii i investitsii. – 2023. – № 7. – S. 136-142. (In Russian).Плехов В.Г. Автоматизация процессов биологической очистки сточных вод предприятий нефтяной промышленности / В.Г. Плехов, В.В. Дьяченко, И.Л. Дьяченко // Пермский национальный исследовательский политехнический университет. – 2024. – С. 22-33.Plekhov V.G. Avtomatizatsiya protsessov biologicheskoi ochistki stochnykh vod predpriyatii neftyanoi promyshlennosti / V.G. Plekhov, V.V. D'yachenko, I.L. D'yachenko // Permskii natsional'nyi issledovatel'skii politekhnicheskii universitet. – 2024. – S. 22-33. (In Russian).Kumar S. А supervisory fuzzy logic control scheme to improve effluent quality of a wastewater treatment plant / S. Kumar, K. Latha // Water Science & Technology. – 2021. – Vol. 84, № 10-11. – P. 3415-3420.Kumar S. A supervisory fuzzy logic control scheme to improve effluent quality of a wastewater treatment plant / S. Kumar, K. Latha // Water Science & Technology. – 2021. – Vol. 84, № 10-11. – P. 3415-3420. (In English).Control of Wastewater Treatment Processes Using a Fuzzy Logic Approach / J. Eshbobaev et al // Engineering Proceedings. – 2024. – Vol. 69. – P. 39.Control of Wastewater Treatment Processes Using a Fuzzy Logic Approach / J. Eshbobaev et al // Engineering Proceedings. – 2024. – Vol. 69. – P. 39. (In English).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.