70年代后期，陕西韩城矿务局桑树坪矿在国内首次尝试了用于JT-100大型钢缆输送机的串级调速系统。对于大型输送机电气保护系统，一般可分为3大部分：一是输送带部分保护，至少有100处设行程开关；二是机械及液压制动部分保护，有25处保护接点；三是串级调速部分保护，可检测的保护项有36处。但仍有许多无法检测到的保护项目。
大型输送机系统出现故障后，无论是何种故障，系统自动立即安全制动，但不能记忆和显示故障内容。结果带来以下两方面的隐患：一是给机械设备造成很大冲击，致使输送带多次断带，不仅造成重大经济损失，而且埋下了重大不安全隐患；二是排除故障很困难，需要非常熟练的技术人员处理。
近年来，大型输送机串级调速系统的机械、电气故障率不断增高，严重的影响正常的安全生产，因而，研究和建立了JT-1000大型输送机串级调速的监控系统。
2、理想的监控系统应具有如下功能
(1)把故障进行分类，故障性质不同处理办法也不同。原系统凡出现故障，都实行安全制动的办法。应减少故障停车时的安全制动次数，避免对机械设备、特别是1000m长的输送带冲击次数，以延长胶带的使用寿命，减少断带的次数。
(2)能记忆显示故障情况或推测故障原因，以便于系统的维护和检修。
3、串级调速监控系统可选择的几种方案
(1)传统的控制方案是将有关故障回路的接点按串联、并联连接在控制回路中，按系统要求联锁。
(2)在线辩识方案，因串调系统动态响应快，则难以满足在线诊断的实时性要求。
(3)智能故障专家诊断系统，由于系统庞大、建设周期长，投入大，因而可实施性差。
(4)建立串级调速系统故障监控模型，便于实现串级调速的监控。
本系统利用人工智能技术、PLC灵活的数据处理能力、友好的人机界面、来实现串级调速系统的故障监视和诊断功能。监控系统能方便地移植到原来的控制系统当中，无需组成一个相对独立的监控系统。
4、串级调速的故障监控模型
大型输送机串级调速系统运行时，无论发生何种故障，均需及时对故障进行处理。并根据故障处理快速性的要求进行分类，在每一类中根据故障处理方式又可分成组，在每一组中又可分成单元，每个单元由8个故障编号组成，每个故障编号直接对应一个PLC的输入点或PLC的中间继电器，因而，需建立如图1所示的故障模型。
5、硬件设计
硬件系统由S7-200系列的PLC和人机界面TD200组成，如图2所示。
(1)故障信号采集：系统故障分为由开关接点直接送入PLC的I口经PLC进行运算或逻辑判断将结果送入PLC的中间继电器；模拟量经A/D输入板送入到PLC中。
(2)速度信号：由旋转编码器送入PLC中。
(3)控制指令：由操作台按钮和人机界面上的按钮直接送入PLC中。
(4)输出控制：开关量由PLC直接驱动继电器，将接点中入原来的控制系统中；模拟量D/A输出板送出，经放大电路接入原来的系统。
(5)人机界面：采用TD200，可设定故障参数上、下线预定值，显示故障名称，查询故障原因。但内容不超过80条。
6、软件设计
本系统依据电气传动系统通用电气故障模型，充分发挥PLC的数据处理能力作用，用相应的语言来完成了两个推理机和一个智能查询系统。其知识库则由系统设计人员根据系统的运行情况和系统维护人员的经验来建立，也可由系统维护人员作补充修改，本系统的一个缺陷是无系统学习功能。
7、智能咨询
借助推理机和已建立的知识库，在人机界面上通过故障查询，对示检测或检测困难的故障作出可能性说明，以帮助维修工检查，缩短排查时间，提高效率，这是本系统的一重要功能。
8、实验结果
(1)故障监控实验
(2)智能咨询实验
1)自动显示故障名称：凡故障信号采集到故障时显示故障名称。
2)自动显示故障的可能范围：若故障信号未采集到故障时显示故障范围。
3)人为查询到故障树的有关内容，查询历史故障，显示故障时间和内容，以帮助排除故障。
模拟实验表明，该系统实现了预期的功能，满足故障监控和咨询。故障咨询时，系统不是完全依赖所采集的故障信息进行诊断，而是从大型输送机串级调速系统本身出发，对各种可能进行综合，对采集困难或每采集到的故障能给予提示，表明系统具有“傻瓜”型特性。
9、结语
(1)依据电气传动系统通用故障模型，用PLC实现了大型输送机串级调速系统的故障监控和咨询。方法简单，可方便地移值到串级调速控制系统中，满足实时性要求。
(2)用PLC实现了电气传动通用故障模型的应用，此方法可广泛地应用到电气传动系统当中，简单实用。
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