第四章、提升行程PLC控制.doc

第4章 提升机提升行程PLC控制技术矿井提升机与所有的运输设备一样，其工作目标是把被运输物体从原始出发点运输到目的地，即从一个提升水平（例如A）运至另一个提升水平（例如B）。因此对控制系统而言，它是一种对被控对象“位置变化”的控制。为保证提升机运行安全、准确、经济、高效，当提升机运行位置变化时，其速度也应作相应的变化。在实际中，实现提升机从A水平至B水平的运输时，其速度一般要经过初加速、正常加速、等速、减速和低速爬行五个阶段的变化，要完成提升机运行速度的控制，则必须有一个按上述要求而确定的可靠的速度参考信号，即调节系统中的“速度给定信号”，才能保证安全可靠和准确高效地完成提升任务。41 速度给定方式分析 目前提升机采用的给定方式有两种：一是给定速度为时间的函数（v = f (t) ），简称时间给定，其给定速度图如图41a所示；二是给定速度为行程的函数（v = f (s)），简称行程给定，其给定速度图如图41b 所示。图41a时间给定速度图 图41b 行程给定速度图 当调速系统的机械特性具有足够的硬度时，这两种给定方式效果基本是一样的，但当调速系统的静差率较大，负载的波动较大（例如副井）时，这两种给定方式的效果就有差别。 为了改善提升系统的运行性能，近年来在速度给定电路中增加了加速度变化率限制环节，即不但要限制加速度值a，而且还要限制加速度的导数da/dt，为了使提升系统更加安全可靠地运行，有的提升机速度给定电路中采用行程给定和时间给定串级联接。但这种电路设计复杂、参数调整不易，因而为了获得理想的速度给定曲线，现已采用计算机软件来实现速度给定信号的计算。411 时间给定方式 对于时间给定方式，我们分析以下两种情况，一是在负载波动时，若系统的静差率较大，其实际速度是波动的；二是在提升运行最大速度较低时，其减速段运行时间是有着明显变化的。在这两种情形下，提升机运行在减速段的行程距离是变化的。下面举例说明。 图42a中的曲线I所示的是全速Vm=10m/s、减速度a2=1.0m/s2、爬行速度Vp=0.4m/s的给定速度图。在提升重物时，实际运行的速度V1=9.8m/s，实际运行的速度图如图42a中的曲线所示。 图42a 时间给定方式下的偏差分析（提升重物） 图42b 时间给定方式下的偏差分析（下放重物）由图42a可以看出，在减速段，实际上运行距离比给定速度图I少运行AE段（忽略爬行段的速度偏差）。而AE段折合的运行距离h为：h=式中tA点减至E点所需时间，t=（VA-VE）/a2=(10-9.8)/1.0=0.2s则 h= 由于减速点A到停车点F的距离是一定的，减速段距离减少1.98m，则爬行距离增加1.98m。一般爬行速度VP很小，在0.30.5m/s之间，那么会使爬行段的运行时间增加好几秒，致使提升周期延长，提升能力减少。 若为下放重物，在等速度段的实际速度大于给定速度Vm，实际运行速度图如图42b中的曲线I所示，曲线I为给定速度图。若实际运行全速为10.2m/s，则在减速段，实际上比给定速度图多运行了CE段。经分析CE段的距离为2.02 m。 由于减速段运行了2.02m ，则爬行段距离就减少了2.02m，为了尽量减小提升周期，一般爬行距离仅有23m，若调速系统的静差率再大一些，则有可能在停车时速度仍较高，以致停车时因速度过高而产生机械冲击，或停车不准确，甚至造成上提过卷，给提升机的安全运行造成不安全因素。时间给定的特点是在任何情况下不论提升速度大小，减速度a都是恒定的，这就形成了不同提升速度下减速曲线差别很大。如果速度图是按最大速度下最短周期的情况而设计的，则在速度较低情况下运行时减速段缩短，将有很长一段爬行距离，大大延长了提升时间，如图43所示。图43时间给定速度图仍如上例，提升机设计速度Vm=10.0m/s，减速度a2=1.0m/s2，爬行速度Vp=0.4m/s，若按最大速度下最短周期的情况考虑：则减速点到停车点距离s=Vm2/2a2=50m，运行时间t=Vm/a2=10s。 当提升机Vm1=5.0m/s运行时，可以计算出减速点至爬行点距离：s=减速点至爬行点时间：t2-t1=爬行距离： s2=s-s1=37.66m爬行时间：t4-t2=s2/Vp=94.15s减速点至停车点运行时间：t=t4- t1=98.75s 由以上计算结果可以看出，时间给定方式在最大提升速度较低的情况下，提升循环周期大大延长，从而也就降低了提升设备生产效率。412 行程给定方式 行程给定就是按行程原则产生速度给定信号，过去通常是采用凸轮板给定方法，即由凸轮板控制自整角机的输出电压。目前已有不少系统采用电子线路（例如SIEMENS公司产品）或计算机（例如原AEG公司产品）来实现按行程原则产生速度给定信号，即首先通过轴编码器检测提升行程，然后根据行程及期望的速度图，由电子线路或计算机产生速度给定信号。 对于行程给定方式，当负载变化时，若系统的静差率较大，则在减速阶段的实际速度也是波动的，但是减速距离变化很小，下面举例说明。 若给定的等速度Vm=10m/s，减速度a2=1.0m/s2，爬行速度Vp=0.4m/s，给定的速度图如图44中的曲线I所示。图44a 行程给定方式的误差分析（提升重物） 图44 b 行程给定方式的误差分析（下放重物） 在提升重物时，实际运行的速度图如图4-4（a）中的曲线II所示，（忽略爬行阶段的速度偏差）。设定的爬行距离为BF段，但实际的爬行段为DF段，致使爬行距离增加了DB段，若等速段的实际速度Vc=9.8m/s，速度偏差为0.2m/s。在D点时的实际速度为0.4m/s，而在给定速度图中此点的速度VE=0.6m/s，速度偏差也为0.2m/s。经计算，速度从0.6m/s下降到0.4m/s时所需的时间为0.2s，则DB段距离为： hDB= 在下放重物时，实际运行的速度图如图44（b）中的曲线II所示（忽略爬行段的速度偏差）。设定的爬行段为BF，但实际的爬行段为DF，致使爬行距离减少了BD段。若在等速段的速度Vc=10.2m/s，经计算，BD段的距离为hDB=0.1m。 显然，当负载波动时爬行段的距离基本不变，由此可见，行程给定方式比时间给定方式优越。 对于行程给定方式，下面就最大运行速度变化时作一分析，并和时间方式下的控制性能比较。假设本次开车最大速度值Vm1Vm，如果还强行按照原最大速度Vm设计的行程给定作为提升机的速度给定信号，则会在减速点处速度给定信号发生一个大幅值方向的跳变，这对提升机支行工艺是不容许的。因此，这里所采取的行程原则是提升机到减速点后，并不立即减速而是等待一段时间，当检测到实际减速值时，才开始减速，这就相当于根据等速段的实际速度值把减速点适当后移。对这种行程给定原则，我们作一简单计算。 仍如上例，Vm=10m/s，a2=1.0m/s2。减速点到停车点距离s减=Vm2/2a2=50m，减速支行时间，减=Vm /a2=10s。 T2-t4时间段间隔： t4-t2= Vm1/a2=5s T4-t2段内行程S4： S4=Vm12/2a2=12.5m T1-t2段内行程S3： S3=S减-S4=37.5m T1-t2段内时间隔： T2-t1=S3/Vm1=7.5s 减速点到停车点所用时间： T= t4-t1 =12.5s将时间方式速度图和行程方式速度图作于图45中，可以看出，行程给定较时间给定，克服了由于最大提升速度的变化而引起的提升周期及距离变长的缺点，提高了生产效率。图45时间方式和行程方式速度图413 带加速度变化限制的速度给定矿井提升运行过程必须要求平稳、安全、可靠，在副井提人时还应保证矿井上下人员的舒适感。梯形速度图是我国提升机运行中广泛采用的一种速度图，具有代表性的如图46所示。图46 折线型速度给定曲线折线型速度给定曲线能够基本满足控制要求，但也存在不足：一是对电网造成有功和无功的冲击，形成尖峰负荷，影响整个电网系统的正常运行。二是对提升系统机构部分产生动态冲击，加大钢丝绳的摆动，对提升机的稳定运行造成不良影响。究其原因，主要是这种折线型速度图的速度过渡不平滑，在速度的变化转折处加速度变化率过大而造成的。000avttt t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 T因此，为了解决折线型速度曲线所产生的问题，实现速度图的平滑变化，我们可以利用计算机技术，由软件实现提升运行速度曲线的S化（即通过限制加速度a的变化率），产生S型速度给定曲线，如图47所示。并且通过修改有关提升控制参数，无论是加速起动段，还是减速制动段，也无论是单层运行还是多层运行都可以产生所期望的速度给定曲线。图4-7 S型速度给定示意图 由于软件调试方便，参数可以任意修改，能够实现较为复杂的控制措施，因此拟用软件来实现S型速度给定信号。用软件实现S型速度曲线，其参数不随外界变化，而且可以任意修改，以达到预期的加速度变化率；采用抗扰能力强的工业性计算机，可使系统可靠工作，而且几乎不需要维护。42 S型速度给定曲线的算法分析421 产生理想S型速度给定曲线基本公式1、起动加速段基本公式 在提升机运行于正常状态，运行最大速度值保持在恒值Vm时，此时生成的速度曲线，我们可以称之为理想S型给定曲线，如图47所示。 速度计算的基本依据是加速度的变化率对时间的双积分，它能给出每一计算周期内的实际给定值，从而产生计算过程的运行曲线V=f(t)，这样用抛物线和直线综合成的速度曲线实现了速度转折点处平滑过渡。图47所示曲线中0t3为起动加速段，t3t4为全速段，t4t7为减速段，t7之后为爬行和停车段。曲线在各时间段上的表达式为： V1(t)=A1t2 0t t1 (41) t1tt2 (42) t2tt3 （43）式中：am1加速起动段最大加速度（m/s2）； A10t1段加速度的变化率（m/s3）； A2t2t3段加速度的变化率（m/s3）。 其中A1、A2值的大小，可在实际系统调试中，在满足现场生产的要求及保证机械冲击能够承受的前提下，进行合理的确定。2、全速运行及减速停车段基本公式 经过起动加速段，提升机便以给定最大速度全速运行，并不断检测提升容器的实际行程。在减速段为保证运行可靠、停车准确，速度给定采用行程方式，也就是在提升容器到达减速点时，提升机自动进入减速制动（电气制动过程），行程计算机不断计算实际的减速距离，在给定的运行曲线参数下，减速段速度给定便是这个减速距离的函数。全速阶段： V（t）=Vm t3tt4 (44) 在减速阶段，为方便分析，将速度图曲线分成三段，如图48所示，各段速度与行程关系式为： 减速段I（tI段）： t4tt5 （45） t4tt5 （49）其中：A3该段加速度变化率（m/s3） 图48 减速段速度图曲线 减速段II（tII段）： V(t)=V(s)= t5tt6 (46)中：am2减速段最大减速度值（m/s2） SS6 - S（t），为匀减速段行程值（m）； S6参考点R6位置，视具体情形而定，一般距停车点510m； V6参考点R6速度值，一般取2.02.5m/s减速段III（tII段）： V（t）=V6-am2(t-t6)+ t6tt7 (47) t6tt7 (411)式中：A4该段加速度变化率（m/s3）3、爬行段 爬行阶段即提升运行速度降为Vp而进入的一段低速运行段。 当提升容器运行爬到行点后，便以预定的恒速度Vp进入一低速运行段，爬行点亦即图48所示的R7参考点，爬行点R7和参考点R6位置的速度之间有着固定的关系，参考点R6位置和其速度值的任何变化都会直接影响爬行点的位置，这一点将在下面作进一步的分析。 爬行点速度Vp一般取0.30.5m/s。4.2.2实际S型速度给定曲线参数校正方法 在提升机自动运行或者对于某一恒定的运行最大速度情况下可以使用上述理想速度给定曲线S化方法，但在实际情况中，特别是手动操作方式下，很难保证Vm为常数，此外，其它一些因素，如减速点、加减速度及其变化率以及爬行点位置、爬行速度等任何变化都会引起运行曲线的变化，因而实际S型速度给定是以上一些因素的函数。 最大运行速度是提升机运行参数中极为关键的一个参数，该参数的任何改变将直接导致运行曲线相应变化。下面就Vm值变化进行运行参数的校正作进一步分析，并给出运行参数校正方案。 设在减速段I、减速段II、减速段III及爬行段四段，行程距离值分别为S5、S6、S7及Sp，则在理想条件下，总减速行程距离为Sj=S5+S6+S7+Sp。但在实际情况中，若Vm值有变化可考虑将实际减速点后移，以降低实际减速行程值（在此考虑最大运行速度偏低的情形），也就是说，在提升容器到达原先设定减速点后，提升机并不立即减速，而是等待一段时间，在提升容器到达实际减速点后，以原先的减速度参数am2及A3、A4进入减速制动段，实际上，这是一种定减速校正策略，此时改变的运行参数只是S5、S6和S7，运行减速度am2及A3、A4则坚持不变。根据定减速度控制要求并结合式（49）、式（46）和式（444）可求出各减速段行程距离值： （413） （414） （415） 式中各参数意义如前所述，下面就这一校正方案编出算法流程图，如图49所示，使行程计算机在提升机匀速运行段进入减速行程之前，根据该算法预先计算出S5、S6、S7，也就是求出了实际减速点的位置。 图49 校正方案算法流程43 提升行程PLC控制器硬件构成提升行程控制器由PLC、两个轴编码器和井筒开关等构成。其中一个轴编码器装在提升机的驱动轮上，另一个轴编码器装在提升机的导向轮上；行程控制器所用井筒开关装在井筒中齐平位置（即井口停车位）、同步位置（距齐平位10米左右）和限速位置（距齐平位30米左右）三个地方；PLC选用西门子公司的S7300，主要模块包括：电源模块PS307、CPU模块CPU314、开关量输入模块SM321、开关量输出模块SM322、模拟量输入模块SM331、模拟量输出模块SM332、计数模块FM350和通信模块CP340，如图410所示。1、PS307电源模块主要技术特性如下： （1）主电压选择开关，带有保护套的开关可供选择120交流或230V交流，并带有一24V直流0N/OFF开关。 （2）输入电压额定值120VAC或230VAC，允许范围93132VAC或187264VAC输入电流额定值120V时为2A，230V时为1A，启动电流可达45A。（3）输出电压额定值24VDC，其波动范围5%，输出额定电流为5A，具有电流保护功能。 2、CPU314模块作为中央处理单元，用于输入信号状态，处理控制程序及控制信号的输出，该模块具有丰富的逻辑运算指令和算术功能，可以满足对处理速度有快速要求的场合。CPU314在300ns内执行一条二进制指令，用户提供了充足的工作内存，24K字节RAM（相当于8K语句），而且可用最大为512K字节的插入型存储器卡简单地进行掉电程序备份。 电 源 模 块 C P U 模 块 输 出 模 块 输 入 模 块A/ D 模 块D/A 模 块 计 数 模 块 通 信 模 块 图410 行程PLC S7-300硬件配置 3、开关量输入模块SM321，将外部开关接点信号转换成S7300内部信号电平，其输入点数为32路，工作电压为24VDC。输入到该模块的主要信号有：提升机运行方式选择信号（如提物、提人、检修、下大件等）、控制方式选择信号（如手动、自动）、井筒开关信号（如齐平点、同步点、限速点）、故障安全复位信号、过卷复位信号和安全回路信号等。 4、开关量输出模块SM322将S7300内部信号电平转换成所要求的外部信号电压，其输出16路继电器接点，大部分是故障输出接点，包括：软过卷、错向、滑绳、等速段超速、减速段超速、轴编码器故障、测速机故障、井筒开关故障、PLC故障等。5、模拟量输入模块SM331的输入信号是：操作台上主令手柄的给定信号和测速机信号；模拟量输出模块SM332输出调节系统所需的速度给定信号。6、FM350高速计数模块对来自轴编码器的脉冲信号进行计数和处理，以指示提升容器的实际位置和速度，继而进行位置闭环控制。FM350是一种智能型的单通道计数模块，用于宽范围的单计数任务，它可以用在SIMATIC S7300上，通过计数模块，减轻了CPU的工作负担；FM350模块作为一种智能模块，它可以完成与CPU的双向传递，并具有智能化等特点。CPU可读取来自计数模块的计数值，同时也可对计数模块的计数方式进行控制。7、通信模块CP340用于与上位机通信，将行程控制器的信息（如提升行程、速度、各种运行状态信号和故障信号等）传输给上位机。 44 提升行程PLC控制器基本功能及软件设计441 PLC系统软件概述 S7-300 PLC所用编程软件是STEP7，该软件对于专用编程器（如PG720/720C、PG740和PG760）而言，是预先装在里面的，同时它也可以作为个人计算机（PC机）在Windows下的一个软件包，但必须配备MPI卡或PC/MPI电缆。 STEP7软件具有如下功能： （1）SIMATIC管理器：集中管理有关SIMATIC S7的所有工具软件和数据。 （2）符号编辑器：用于定义符号名称，数据类型和全局变量的注释。 （3）硬件组态：用于自动控制系统组态和为各模板进行参数设置。 （4）通讯：用于定义MPI连接的自动化组件之间时间中断、循环数据传送或者定义用MPI的数据传输。 （5）信息功能：便于快速浏览CPU数据（CPU版本、存贮容量、可用的I/O点数、最长/最短/最后循环周期长度）以及用户程序在运行中的故障原因。 （6）标准化的编程语言：梯形图（LAD），语句表（STL），控制系统流程图（CSF）。 STEP 7用文件形式管理用户编写的程序，并将这些程序及其所需数据在文件块中编程，如果这些功能块是子程序，可以通过调用语句将它们组成结构化的用户程序，STEP7软件块有如下几种类型： （1）组织块（OB）：控制程序的运行。 （2）功能块（FB）：包含实际的用户程序 （3）功能（FC）：包含常用功能的用户程序。 （4）数据块（DB）：用户数据的存储区。 （5）系统功能块（SFB）：这种功能被集成到CPU的操作系统。 （6）系统功能（SFC）：它也集成到CPU操作系统。（7）系统数据块（SDB）：CPU操作系统数据并包括各硬件模块参数设置。 442 行程控制器功能实现1、 自动生成S型速度曲线（1）算法分析提升机速度采用行程给定方式，其给定信号是由提升容器在井筒中的位置决定的，其特点是任一位置都对应一个由该行程位置产生的速度给定信号，而与时间无关。但在提升机运行于加速段时，则不应采用行程方式，一方面是因为初加速时刻，其行程值为零，则导致此时速度给定也为零，致使提升机不能开车运行；另一方面则由于在手动操作方式下，司机主令手柄也参与开车加速过程，控制提升机运行最大速度值，这时将与行程给定原则相悖。因此，在4.2.1小节中所给出的加速段速度基本公式都是运行时间的函数，其算法简单、易于实现。由式（4-5）、（4-6）、（4-7）三个表示减速段的速度关系式可以看出，它们是基于两种假设：一是减速度am2为常值，二是最大运行速度Vm也是常数。在运行过程中，这两个参数若发生变化都将会导致减速行程的变化，使爬行时间发生变化。也就是说，在时间方式下，当负载波动时，若系统的静差率较大，其实际速度也是波动的，特别是在手动操作下，更是很难保证Vm为常数。因而，在实际应用中，为了实现减速段的可靠运行、准确停车，在减速运行过程中应采用按行程方式产生速度给定信号。当t4tt5,由式（4-5）和式（4-9）得： （4-16） （4-17）式中：S为以设定减速点为参考点的减速行程，可由脉冲编码器计算值求出，Vm及A3都是已知预定曲线中的给定值，是可以预先得到的。为了根据S值求出所对应的（t-t4），则需对式（4-17）进行牛顿迭代法求解。设： （4-18）则迭代式为： （4-19）对式（4-19）作实际计算时，一般迭代6次就可以保证足够的精度，迭代时间不超过2ms。求出x即(t-t4)后，可据式（4-16）求出对应于行程S的给定速度值。在解算x即(t-t4)时，若采用较高档次PLC进行实时计算，则也可直接由三次方程求根公式得出结果。当t5tt6时，速度与减速距离有如下关系式： （4-20）式中：S为匀减速段提升容器距参考点6的实际行程距离。当t6tt7时，速度与行程关系可由式（4-7）和式（4-11）得： （4-21） （4-22）式中：S提升容器的实际行程值；S6参考点6的行程值。式（4-21）及式（4-22）同样可由牛顿迭代法或方程求根公式解算出。（2）程序设计在提升机的运行过程中，由于手动操作可能造成实际最大运行速度偏离于预先理想设定值，则此时应对减速运行有关参数进行校正，这里采用的校正方法是4.2.2小节中提出的校正方案，即保持最大减速值固定而调节实际减速点位置的参数校正方案。在提升机运行于等速段时，根据实际检测到的最大运行速度给定值进行校正。由式（4-13）、式（4-14）和式（4-15）可以计算出S4-5、S5-6、S6-7，而爬行行程S7-8，即SP为预先设定值，一般可取3-5米，则我们可由各段实际减速行程值，再加上预定爬行行程，得出实际减速点： （4-23）在最大运行速度发生变化时，则可根据校正后的实际减速点施行减速。这样，在最大速度较低时，可以大大缩短运行中的爬行行程和提升循环周期，从而使提升设备生产效率大大提高。S型速度给定曲线的产生，在加速段采用加速度变化率对时间的双积分形式给出，即时间方式给定，而在减速段则按行程原则来控制。图4-12为速度曲线控制的程序流程图。图4-12 速度曲线产生的程序流程图在进行程序设计时，利用SIMATIC S7-300 PLC 编程软件STEP 7的模块化设计功能，就加速段和减速段分别编写功能块FC，最后统一由组织块OB调用,这样一来，程序易于编写、调试和修改，且可读性好。在加速阶段，采用时间方式，其算法简单，易于实现。在起动段由于受出曲轨速度所限，因此加速度变化率A1不宜过大，其值大小应在现场调试时确定。实际上，加速段S型速度给定曲线是加速度变化率A1、A2，最大加速度值am1以及主令给定值Vm的函数。即 （4-24）因此，在进行系统调试时，只要对A1、A2，am1修改，就可以得到所期望的速度曲线。在减速阶段，为保证运行可靠、停车准确，采用行程方式给定。设减速距离为Sj，爬行距离Sp，减速度变化率为A3、A4，最大减速度为am2，最大运行速度为Vm，爬行速度为Vp，则减速段速度给定曲线就是这以上几个变量的函数，也就是说，Sj、Sp、A3、A4和am2以及Vm、Vp决定了S型速度曲线的形状。即 （4-25）因此，在编制减速段S型曲线功能块时，将上述诸参量作为功能模块的输入变量，则只需修改其中参量，即可获得所需的速度曲线。在建立减速段速度行程函数关系式（4-25）时，有时还应考虑到人们对减速的要求，如 提升机到达减速点后10-20米内能有效地减速； 在到达爬行点之前速度必须可靠地降低至某速度值，如2.02.5m/s，这时就相当于对式（4-25）附加了约束条件。对应于约束条件式（4-25）简化成： （4-26）对应于约束条件式（4-25），简化成： （4-27）则此时的A3或A4应根据相应的约束关系式求解。2、故障保护功能的实现（1）过卷监视过卷监视的信息来源有两个：一是硬过卷，即井筒开关过卷；二是软过卷，即行程控制系统根据绞车行程脉冲计算出的行程值和提升高度相比较，超出实际提升高度则认为过卷，发出绞车过卷信号。这两种过卷信号共同作用于绞车安全回路，为绞车的安全运行设置双重保护。（2）轴编码器监视轴编码器是否正常工作对整个行程控制系统的正常运行至关重要，因此必须对轴编码器实行监视。在本系统中，主滚筒和导向轮两处各装一套轴编码器，并在S7-300PLC中配置了两套FM350高速计算模块，对应每一套编码器分别计数，并通过软件比较两套FM350之间的计数值，形成互为监视。若程序检测到编码器故障信号，发出报警并进入电气制动，最后停车检查。（3）测速机编码器监视测速机的输出电压大小即代表提升机运行速度，而编码器发出的是脉冲信号是数字量，脉冲信号的频率代表着提升机运行的实际速度，因此将测速机发出的模拟电压信号，经过相应处理输入计算机，则可经软件实现这二者速度信号的相互比较和监视。这种数字和模拟方式互为监视无疑为提升机的安全运行提供了又一种后备保护。（4）钢丝绳滑动监视以往模拟控制系统中钢丝绳打滑是靠传动控制器上的测速机信号和导向轮上安装的测速机信号进行相互监视的，而数字式行程控制系统可以通过分别安装在主滚筒和导向轮上的轴编码器脉冲值来实现相互监视。即若这两者之间的脉冲值相差超出一定范围则输出钢丝绳滑动的故障信息，同时进入电气制动。（5）超速监视在等速阶段，实测速度超出最大速度Vm的15%，给出等速段超速信号，并进入电气制动；在减速段不断将实际速度和由减速行程距离计算出来的连续速度保护包络线相比较，如果实际速度超出保护包络线则发出报警信号，同时进入电气制动。除了上述包络线对减速段进行连续监视外，还可以在井筒某些固定的位置进行定点速度监视，即可实现点一点监视功能。（6）停车监视在停车期间，方向继电器不带电提升机不能运行，如果提升机由于某种原因而运转起来，则测速机输出电压信号，而使安全回路立即动作。（7）离站监视松闸指令发出后，或制动手柄已处于“松闸”位置，延时一定时间后，速度应达到某一预定的值，否则输出故障信息并使安全回路立即动作。（8）方向监视当通过方向继电器设置一个转向时，提升机必须按此方向运行，如果提升机按相反的方向运转，则测速机电压的极性相反，而使安全回路动作。（9）速度调节器解锁监视若速度调节器未解锁，假使松闸，则应使安全回路动作；若速度调节器解锁，延时0.5s后，闸仍没松开，则必须重新封锁调节器，以免堵转。3、行程和速度显示（1）脉冲刻度提升机的减速过程采用行程给定方式，因此，提升行程的获取则是很关键的。在提升运行期间，由高速计算模块FM350对轴编码器发出的行程脉冲进行计数，该计数模块可根据运转方向的不同相加或相减。脉冲发生器直接一绞车的主轴相联，当绞车滚筒每转一周轴编码器则发出1024个脉冲。绞车的直径D为4.0m，则每个脉冲对应的距离（脉冲刻度）为： （4-28）此即脉冲刻度，它与计算模块所计脉冲数相乘即为实际提升容器行程。当滚筒衬垫使用一段时间后发生磨损或更新时，滚筒直径D将发生变化，脉冲刻度K也将随之变化，最终导致位置测量误差，因此需对滚筒直径进行校正，假设井口到井底整个提升行程距离为S（定值），对应于井口和井底的计数脉冲值分别为P1和P2，则滚筒实际直径为： （m） （4-29）（2）行程脉冲计数值校正矿井提升机的控制系统实质上是一种位置控制系统，特别是在减速、爬行和停车阶段，每一个位置都决定了提升机的运行速度，当到达停车点，需根据实际行程值的判断发出停车施闸信号，因此对矿井提升机而言，要实现高精度的位置控制，必须获得精确可靠的行程计数脉冲值。但是在提升过程中，钢丝绳存在弹性伸缩或者钢丝绳有时发生打滑，将导致脉冲计数值与实际位置不相一致，这也将导致位置误差，降低位置控制精度，因此需对脉冲计数值进行校正。我们设计一次提升循环中作四次校正，即提升容器（箕斗）上提时，由井筒齐平开关进行校正，即将齐平位置对应