地下矿山供水监控系统设计与上位机软件开发供水系统是矿山生产的关键环节之一,近年来国内外大中型矿山企业的安全生产监控系统开始逐步研制并装备。

与此同时,我国矿山工业生产总体水平大幅提升,加快矿山供水系统现代化建设的步伐是实现安全高效矿井建设的必经之路,采用一种对管网水压控制能力有较好效果的控制方法已经迫在眉睫。

本文以辽阳某地下矿山的供水系统为背景,通过对生产现状的分析,进行系统的总体设计,包括硬件选型、软件设计、通讯功能等,并以对管网参数的实时监控为目标,提出具有良好控制效果的控制策略对管网水压进行控制,同时开发地下矿山供水监控系统的上位机软件。

对矿区管网水压的控制是研究供水系统的关键问题,针对供水系统的非线性、随机性、大惯性和纯滞后特性,本文提出了 PID控制、模糊PID 控制和基于Smith预估的模糊PID控制三种控制策略。

常规的PID控制处理复杂系统时难以获得满意的静、动态性能,模糊控制适合解决模型具有诸多不确定性的复杂系统,Smith预估可以消除纯滞后对系统稳定性带来的不良影响。

本文首先确定供水系统模型,设计相应的控制器并进行各控制策略的仿真分析,其次针对变模型参数及抗干扰性方面进行仿真验证,最终得到采用基于Smith预估的模糊PID方法控制效果最好的结论,能使系统的鲁棒性、适应性得到提高,在工业背景中具有一定的应用前景。

另一方面,通过剖析企业需求,确定上位机软件的基本功能及数据库的主要信息,建立数据表的关键字段。

本文上位机软件主要分为八个功能,分别是用户管理、通讯、参数设置、实时曲线、历史曲线、历史数据查询、异常数据查询、操作记录查询功能,数据库主要开发用户管理、参数设置、采层参数设计模块,并配置有远程操作、数据自动备份及WEB发布功能。

通过设计可视化客户端界面,链接数据库储存的数据,实时显示供水系统的工作情况。

系统客户端开发工具为 Visual Basic 6.0,数据库平台为 SQL Server 2008。